[发明专利]使用RLC滤波器合成的电子弥散补偿方法和光学接收器

说明书

在光纤通信中提供了用于补偿光纤上的光学弥散的方法和装置，以通过克服由光源的波长变化和光纤的弥散影响造成的光学弥散来增加传输距离。在一个实现中，本技术可以以RLC无源微波滤波器的形式实现，而没有额外的功耗。举例来说，光学接收器可以包括可操作以接收光信号并产生电信号的光电二极管、可操作以接收电信号并产生第一放大信号的跨阻抗放大器(TIA)，以及可操作以从TIA接收第一放大器信号并补偿或减少光学弥散对接收到的电信号的影响的电子弥散补偿(EDC)设备。

(一个或多个)相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年3月15日提交的标题为“Electronic DispersionCompensation Methods and Implementations using RLC Filter Synthesis”的美国临时申请No.62/308,218的优先权，其内容通过引用整体上并入本文。

技术领域

本公开涉及以成本有效且功率高效的方式使用诸如寄存器、电感器和/或电容器之类的无源电子部件的电子弥散补偿(EDC)的设计和实现。

背景技术

随着技术的进步和对数据增加的更多需求，客户需要低功耗的10Gb/s粗波分复用(CWDM)光学收发器，以适应已现场部署的现有无线通信系统。本文使用的术语“CWDM”指的是粗波分复用技术。这是一种在不同波长的激光束上组合多个信号以通过光纤传输的方法，并且CWDM技术的信道的数量少于密集波分复用(DWDM)技术的信道的数量，但多于标准波分复用(WDM)技术的信道的数量，其中WDM用于通过对每个信号使用不同的波长在单个光纤上承载多个信号。DWDM技术主要用于长途网段，而WDM以及CWDM技术用于帮助运营商公司在接入、城域和区域网段中最大化其网络容量。

对于光学传输，诸如直接调制激光器(DML)或电吸收调制激光器(EML)之类的某些类型的激光器用于2km至80km的长距离。一般而言，DML使用分布式反馈结构，其在波导中具有衍射光栅用于直接调制，并且常常用于相对较低的速度，小于25Gb/s，以及较短的距离(reach)，在电信和数据通信应用中是2-10km，因为与EML相比，它具有大的色散、较低的频率响应和低的消光比。另一方面，EML是在单个芯片中与电吸收调制器集成的激光二极管。在EML中，激光特性不会通过调制过程而改变，因此与DML相比，EML在具有更高速度和更长距离的应用中是有利的。即，由于高速操作下具有稳定波长的较小色散，EML主要用于更高速度和更长距离，即，电信和数据通信应用中的10-80km。DML可以在单个芯片中实现，提供紧凑的设计和低功率应用。但是，EML比DML更昂贵，因此对于许多应用来说可能不是成本有效的解决方案。

本文使用的术语“弥散”是指电磁波的速度取决于波长的现象，即，相速度基于频率而变化。照此，术语“弥散”包括更通常已知的“色散”，色散是光束的不同波长或颜色在稍微不同的时间到达其目的地的现象。因此，弥散造成携带数字信息的开启或关闭光脉冲的扩散。弥散的其中一个影响是造成接收到的电信号的降级，例如，拉伸信息的初始二进制脉冲以在一定距离上涂抹到另一个信号中。色散的影响降低了接收系统的误码率并限制了传输距离。例如，弥散影响通常限制城域网中的1550nm传输距离，例如80-100km。

对于CWDM光学收发器，对于更长的波长，CWDM光学收发器需要使用EML来满足传输距离要求，因为DML的啁啾高并且基于DML的收发器在大约1500nm的长波长区域中不能支持20km。在这里，术语“啁啾”包括伴随期望强度调制的残余数据依赖相位调制。值得注意的是，DML的啁啾可能趋于使光信号频谱变宽，从而可以导致由与光纤色散的相互作用造成的信号失真。而且，调制信号的强弥散加宽可以在高数据速率下发生，因此没有足够的弥散补偿，每个信元将被加宽并与多个相邻信元重叠，这导致显著的信元间干扰和检测到的信号的失真。