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张翠红 等 & ! 电子色散补偿技术在高速光传输系统中的应用
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!! 其中 #
它可以设计成具有和光纤 Z Z ( 是一个线性滤波器 # 传输相反 的 传 输 特 性 # 从 而 抵 消 色 散 的 线 性 成 分$ ) Z ( 的主 要 作 用 是 补 偿 失 真 信 号 的 非 线 性 成 分 $ 它和判决器一起 构 成 反 馈 回 路 # 用均方误差! TB ("
! 湖北 武汉 !$ 湖北 武汉 !$ $ !#华中科技大学 光电子科学和工程学院 " % & & ’ $# "#武汉光迅科技股份有限公司 " % & & ’ $ 摘要 " 电子色散补偿 ! 技术作为一种新的光纤色散补偿 技 术 正 在 逐 步 进 入 实 用 化 阶 段 % 文 章 介 绍 和 分 析 了 ( ( ) *$ ) *的一般 电路结构和工作原理 " 并通过对 ! & 和对测试数据的分析" 验证了在! & &+ , . /光传输系统的测试 " &+ , . /光 传 输 系 统 中 ( ) * 的补偿性能 % 关键词 " 电子色散补偿 # 色散 # 误码率 # 色散代价 中图分类号 " 文献标志码 " # $ 01 2 ! 2!!! 3!!! 文章编号 " ! & & 4 5 2 ’ 2 2 " & & 6 & 6 5 & & 4 " 5 & $
"!( ) * 常用实现结构
实际 上 # 电子均衡在信号处理领域已经是一种 成熟的技术 # 有很多种实现结构 # 比较典型的有前馈 均衡器 ! % 判决反馈均衡器 ! % 固定延迟树 Z Z (" ) Z (" 查询 ! " 和最 大 似 然 序 列 估 计 法 ! $其 Z ) 0 B TK B (" 中# 但这种方法一般使用数字 TK B ( 补偿性能最好 # 式设计 # 需要复杂的数字信号处理方法去执行滤波 # 且消 耗 能 量 大 # 不适合一般的! ) &+ , . /系统应
传输系统的传输距 离 ! 各种色散补偿技术不断出现 并发展起来 ! 如色 散 补 偿 光 纤 * 色 散 补 偿 光 栅* 中点 谱反转和电子色散补偿 " 等’ ( ) *$ 各种 色 散 补 偿 方 式 各 有 特 点 ! 色散补偿光纤补 偿波长范围宽 ! 但 损 耗 大# 色 散 补 偿 光 栅 损 耗 小! 但 光谱通带 很 小 ! 一 个 补 偿 光 栅 只 能 补 偿 一 个 通 道’ 它可以和 ( ) * 技术是一种新的光纤色 散 补 偿 技 术 ! 接收处理电路集成在一起 ’ 因此 ! 有学者认为 ! ( ) * 将是实现小型化 * 低功率和低成本元器件的关键技
散补偿的 ! 它通过对接收光信号在电域进行抽样 ! 软 件优化和信号复原 ! 能有效地调整接收信号的波形 ! 恢复由于色散 * 偏振模色散 " 和非线性引起的 UT)$
%) 光信号展宽和失真 ! 从而达到色散补偿的效果 ( ’
带( ) * 的接收 机 框 图 如 图 ! 所 示 ’ 假 设 光 纤 的传输函数为 ! " ! 为了在接收端判决时消除码 !$ 间 干 扰 !在 数 据 判 决 前 增 加 了 一 个 横 向 滤 波 器 !形成总的 传 输 函 数 ’ 由 于 光&电 变 换 和 前 置 "" !$ 放大过程基本呈线性关系 ! 不会改变信号的波形 ! 因 此不列入传输函数 ’
") 术( ’ 目前 ! 已有多 家 器 件 商 推 出 了 可 商 用 的 器 件
图 !! 带 ( ) * 的接收机框图
# " ! " $ +"" ! ! !$$ ! " !$ !$ # $时 ! 其输出信号 %" $没有 " & !! 当 ! " !$满足式 " # 码间干扰 ! 即包含 "" !$在 内 的 ! " !$可 以 消 除 码 间干扰 ’
%( 准则 优 化 均 衡 器 系 数 ’ # 基于前面探测到的信号动
’ " ! "! ! ( ’ ", 由上式可见 # 对式! " % , "! !"完全由 ! ! !"决 定 $ *% " & 进行傅里叶反变换可得到单位冲击响应 / & "!
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如图 " 所示 $ ) Z ( 组合的实现结构 #
%! 色散补偿试验研究
图 "!Z Z (和 ) Z ( 组合均衡结构示意图 Z Z (一般由一个采 用横向滤波器结构的有 限冲击响应 滤 波 器 ! 构 成# 输入信号 Z 7 S" 通过 分 级 延 时 电 路 # 将 每一节的输出加权累加 得 到 滤 波 器 的 输 出$ 图 $!( ) * 评估测试系统 4 % 测试系 统 如 图 $ 所 示 # 信号速率为 ) W# W 4 % + , . /# ( ) *性 能 测 试 采 用 的 是
& ", !)# ! &常数 ) " ’ ! # # ! ! !( $% : V $ "! ’ ", & !)$ ! ", ’& ) " $ "
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!! 可以证明 !
收稿日期 % " & & 6 5 & 4 5 % ! 作者简介 % 张翠红 " $ ! 女! 广西宾阳人 ! 研发工程师 ! 硕士 ! 主要从事光通信器件和子系统的研究和开发工作 ’ ! W ’ 2 5
使基于密集波分复 !! 不断提高的数 据 传 输 速 率 ! 用" 技术的光纤通信系统中的光纤色散成 )H)T$ 为限制传输距离的主要因素 ’ 在不加任何色散补偿 的 +# & 6 4 "光 纤 线 路 上! ! &+ , . /速 率 下 电 吸 收 调
() 制激光器的色散受限距离仅为 2 &J N! ’为了提高
$( 用’ $ 为了实 现 自 适 应 补 偿 # 最常用的是 Z Z (和
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式中 # 1D 1E , , $ $ D $! ) 8 $! D 和# E $! ) E 6 $! # 是对应于漏极传输线和栅极传输线在两个放大器之 间的相位延 时 # ! 为 信 号 角 频 率$ 67 * 是 第* 级 放 大 器的跨导 # 通过4+ $ * 电压控制 $ D 和$ E分 别为两个放大器之间栅极和漏极传输线 的时间延时 $ 通过控制栅极电压4+ * 来控制67 *# 从而控制每 级 延 时 响 应 输 出 的 加 权 值 # 最终可控制 Z Z ( 滤波器amp; & 6 年 ! 第 6 期 ! 总第 ! % 2期