「Y20C4」DSP中的電子濾波均衡色散補償EDC技術

2021-01-11 酷扯兒

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我們在低速傳輸系統中如10Gbit/s系統中經常會用到DCM模塊來補償色散,而在高速如100Gbit/s及以上系統卻很少用到色散補償模塊。這裡的主要原因是在高速率傳輸系統中採用相干接收機保留了信號的幅度和相位信息,可以很方便地使用電子色散補償技術EDC來補償,效果很好。

EDC的目的是補償擴展光纖線路無法補償的傳輸距離,是一種基於電子濾波均衡的數位訊號處理DSP技術進行的色散補償。通過在電域對光接收的光信號進行抽樣、優化和信號復原,從而恢復被色散(色度色散和偏振色散)以及非線性引起的光信號失真,以此達到色散補償的效果。正如開頭所說的,電子色散補償技術

電子色散補償既有在接收端採用EDC,也有基於接收端的EDC。實現EDC的方式也有多種,比如前饋均衡器、固定延遲樹查詢、判決反饋均衡器和最大似然序列估計法(補償效果最好)等等。但在高速光纖通信系統中,一般採用前饋均衡器FFE+判決反饋均衡器DFE的方式。其中FFE用來抵消色散的線性部分,DFE用來補償引起信號失真的非線性部分。如下圖所示。

其中FFE內部包含一個有限衝激響應濾波器FIR,輸入信號通過一個延時電路,每一級的延時輸出通過加權累加到濾波器輸出。至於需要用多少延時電路取決於傳輸的信道造成的脈衝展寬程度。而FIR則設計成一個與光通道相反的線性濾波器,產生一個光纖傳輸函數的逆矩陣,這樣就可以抵消色散的線性部分。圖中的DFE判決反饋均衡器(DFE,Decision Feedback Equalization)是由兩個橫向濾波器和一個判決器構成,是一種非線性均衡器。濾波器與判決器構成的反饋迴路,通過算法準則(如均方誤差準則等)來優化均衡器係數,動態調節判決閥值的電平,從而消除符號間幹擾ISI。

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