用于低成本分布反饋式直接調(diào)制激光器的電子色散補償?shù)闹谱鞣椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的示例性實施例涉及一種分布反饋式-直接調(diào)制激光器（DFB-DML， Distributed Feedback-Directly Modulated Laser)〇
【背景技術(shù)】
[0002] 近來，LTE回程線路（backhaul)是一個迅猛發(fā)展的市場且預(yù)測截止2015年市場 將支持一億臺移動設(shè)備。隨著用戶數(shù)量的增長，用于降低每個用戶成本（cost)的努力和嘗 試也隨之增加。相當(dāng)大部分的成本由激光源（lasersource)所占據(jù)。因此，低成本分布反 饋式-直接調(diào)制激光器（DFB-DML)則是一種用于成本效益光學(xué)網(wǎng)絡(luò)的良好候選。DFB是激 光二極管的一種類型，其中激光器有源區(qū)由衍射光柵（diffractiongrating)周期性構(gòu)成。 該光柵為激光器提供光學(xué)反饋且只反射窄帶波長。因此，DFB提供單一縱向激光模式且具 有高的品質(zhì)因數(shù)（Q-factor)。
[0003] 與外調(diào)制激光器（EML，ExternallyModulatedLaser)相比，直接調(diào)制激光器 (DML)在成本、功耗和體積上具有很多優(yōu)勢。然而，直接調(diào)制導(dǎo)致頻率啁啾（frequency chirp)。超過3Gb/s的數(shù)據(jù)率，頻率_啾與光纖色散（fiberdispersion) -起降低系統(tǒng)性 能。因此，已進行多項研究用于補償因頻率啁啾而引起的損失。一些研究已經(jīng)設(shè)計出光學(xué) 領(lǐng)域解決方案例如使用光譜整形（0SR，OpticalSpectrumReshaper)濾波器和色散補償光 纖（DCF,DispersionCompensationFiber)之特別設(shè)計的_啾管理激光器。因此，需要一 種能以較低成本補償因頻率啁啾而引起的問題的電域解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的一個示例性實施例公開了一種用于低成本分布反饋式直接調(diào)制激光器 的電子色散補償系統(tǒng)，包括：預(yù)補償發(fā)射機，用于發(fā)送具有減少的線性啁啾-色散的信號， 以及后補償接收機，用于接收該信號且減少非線性啁啾-色散。
[0005] 所述預(yù)補償發(fā)射機包括：2抽頭數(shù)據(jù)生成器，用于生成主抽頭數(shù)據(jù)和預(yù)抽頭數(shù)據(jù)； 上升模式檢測器，用于接收所述預(yù)抽頭數(shù)據(jù)和所述主抽頭數(shù)據(jù)，且生成上升沿檢測器信號； 預(yù)驅(qū)動器，根據(jù)預(yù)加重的數(shù)量調(diào)整所述主抽頭數(shù)據(jù)和所述檢測器信號的振幅且從所述主軸 頭數(shù)據(jù)中提取所述檢測器信號；以及輸出驅(qū)動器，用于生成輸出數(shù)據(jù)，其中所述輸出數(shù)據(jù)在 上升沿之前被預(yù)加重。
[0006] 所述預(yù)抽頭數(shù)據(jù)是相比所述主抽頭數(shù)據(jù)早0?1個預(yù)定周期而生成的數(shù)據(jù).所述 周期可根據(jù)激光啁啾和光纖距離由預(yù)加重所需的持續(xù)時間而決定。
[0007] 當(dāng)所述主抽頭數(shù)據(jù)低且所述預(yù)抽頭數(shù)據(jù)高時，所述檢測器信號高。
[0008] 所述上升模式檢測器包括：組合邏輯，用于預(yù)加重所述輸出數(shù)據(jù)。
[0009] 所述預(yù)補償發(fā)射機進一步包括：脈沖加寬時鐘生成器，用于加寬所述主抽頭數(shù)據(jù) 和所述預(yù)抽頭數(shù)據(jù)中至少一個的脈沖持續(xù)期間。
[0010] 所述后補償接收機包括：濾波器，用于補償所述非線性啁啾-色散的傾斜。
[0011] 一種用于低成本分布反饋式直接調(diào)制激光器的電子色散補償系統(tǒng)的后補償接 收機，包括：線性均衡器，用于補償線性啁啾-色散；和非線性均衡器，用于補償非線性啁 啾-色散的傾斜。
[0012] 所述線性均衡器包括零-極點濾波器，且所述非線性均衡器包括乘法器、低通濾 波器、一個零點-兩個極點（1Z-2P)濾波器以及加法器。
【附圖說明】
[0013] 包含于此用于提供本發(fā)明的進一步理解且被編入和構(gòu)成本說明書一部分的附圖 舉例說明了本發(fā)明的示例性實施例且與詳細說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。
[0014] 圖1A和圖1B示出包括預(yù)補償發(fā)射機和后補償接收機之所提出的電子色散補償?shù)?結(jié)構(gòu)。
[0015] 圖2示出啁啾脈沖的兔耳。
[0016] 圖3A和圖3B示出在預(yù)補償發(fā)射機的兔耳。
[0017] 圖4A和圖4B是示出根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施例之兔耳補償過程示例的示圖。
[0018] 圖5A至圖5C是示出根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施例之在上升沿之前用于預(yù)加重的 簡化框圖的示例的示圖。
[0019] 圖6A至圖6D是示出根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施例之用于脈沖加寬的簡化框圖的 示圖。
[0020] 圖7是示出根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施例之啁啾脈沖傾斜的示例的示圖。
[0021] 圖8A和圖8B示出根據(jù)本發(fā)明一個示例性實施例之粒子的運動。
[0022] 圖9A和圖9B示出用于傾斜的電子色散補償?shù)母拍睢?br>[0023] 圖10示出傾斜補償?shù)倪^程。
[0024] 圖11A至圖11C示出在發(fā)射機輸出中眼圖的模擬結(jié)果。
[0025] 圖12A示出無補償?shù)难蹐D，圖12B示出有預(yù)補償?shù)难蹐D，圖12C示出有后補償?shù)难?圖，且圖12D示出具有兩種補償?shù)难蹐D。
【具體實施方式】
[0026] 以下，參考示出本發(fā)明的示例性實施例的附圖對本發(fā)明進行更加全面的說明。本 發(fā)明可具體表現(xiàn)為多種不同形式但其并不應(yīng)被理解為僅局限于在此所述的實施例。相反， 這些示例性實施例被提供使得本公開更充分且能全面地將本發(fā)明的范圍傳達給本領(lǐng)域的 技術(shù)人員。在附圖中，圖層和區(qū)域的尺寸和相對大小為了清楚可識可被擴大。在附圖中相 同的參考數(shù)字表示相同的要素。
[0027]圖 1 不出提出的電子色散補償（EDC，ElectronicDispersionCompensation)的 結(jié)構(gòu)。圖1A示出提出的EDC的預(yù)補償發(fā)射機（pre-compensatingtransmitter),且圖IB 示出提出的EDC的后補償接收機（post-compensatingreceiver)。
[0028] 由于光譜整形器（0SR，OpticalSpectrumReshaper)和色散補償光纖器（DCF, DispersionCompensationFiber)附帶額外的成本，因此光學(xué)領(lǐng)域方法不是成本效益的 解決方案。此外，光譜整形器增大直接調(diào)制激光器的體積且色散補償光纖器增加通道損 失（channelloss)。其他研究設(shè)計出電域（electricaldomain)解決方案例如使用前 饋均衡器（FFE，F(xiàn)eed-Forward Equalizer)、判決反饋均衡器（DFE，Decision Feedback Equalizer)以及使用用于直接調(diào)制的查找表（LUT，Look-Up Table)的預(yù)補償。
[0029] 電域解決方案是有成本效益的。然而，這些方案已被設(shè)計出用于補償光纖色散，其 意味著這些并不是用于啁啾的最佳解決方案。此外，也沒有任何解釋來說明為什么這種技 術(shù)能補償頻率啁啾。因此，當(dāng)啁啾（chirp)嚴(yán)重時，這種方案不能補償啁啾損失。
[0030] 啁啾與色散間的相互作用可被數(shù)學(xué)建模?；谶@種數(shù)學(xué)建模，則可提出在6Gb/s 信號中用于LTE回程線路的EDC。這種提出的EDC可包括在發(fā)射機中用于減少啁啾的預(yù)補 償以及在接收機中用于完全消除啁啾損失的后補償。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明一個實施例，EDC系統(tǒng)可減少啁啾-色散。直接電流調(diào)制不僅影響激 光輸出功率且影響發(fā)射頻率。發(fā)射頻率的變量可被稱為頻率啁啾且按下述方程式1表示。
[0032][方程式1]
【主權(quán)項】
1. 一種用于低成本分布反饋式直接調(diào)制激光器的電子色散補償系統(tǒng)，所述電子色散補 償系統(tǒng)包括： 預(yù)補償發(fā)射機，用于發(fā)送具有減少的線性調(diào)眼-色散的信號；W及 后補償接收機，用于接收所述信號且減少非線性調(diào)眼-色散。
2. 如權(quán)利要求1所述的電子色散補償系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)補償發(fā)射機包括： 2抽頭數(shù)據(jù)生成器，用于生成主抽頭數(shù)據(jù)和預(yù)抽頭數(shù)據(jù)。
3. 如權(quán)利要求2所述的電子色散補償系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)抽頭數(shù)據(jù)是相比所述主 抽頭數(shù)據(jù)早一個預(yù)定周期而生成的數(shù)據(jù)。
4. 如權(quán)利要求2所述的電子色散補償系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)補償發(fā)射機進一步包 括： 上升模式檢測器，用于接收所述預(yù)抽頭數(shù)據(jù)和所述主抽頭數(shù)據(jù)，且生成上升沿檢測器 信號。
5. 如權(quán)利要求4所述的電子色散補償系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述主抽頭數(shù)據(jù)低且所述 預(yù)抽頭數(shù)據(jù)高時，所述檢測器信號高。
6. 如權(quán)利要求4所述的電子色散補償系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)補償發(fā)射機進一步包 括： 預(yù)驅(qū)動器，根據(jù)預(yù)加重的數(shù)量調(diào)整所述主抽頭數(shù)據(jù)和所述檢測器信號的振幅且從所述 主軸頭數(shù)據(jù)中提取所述檢測器信號。
7. 如權(quán)利要求6所述的電子色散補償系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)補償發(fā)射機進一步包 括： 輸出驅(qū)動器，用于生成輸出數(shù)據(jù)，其中所述輸出數(shù)據(jù)在上升沿之前被預(yù)加重。
8. 如權(quán)利要求6所述的電子色散補償系統(tǒng)，其特征在于，所述上升模式檢測器包括： 組合邏輯，用于預(yù)加重所述輸出數(shù)據(jù)。
9. 如權(quán)利要求6所述的電子色散補償系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)補償發(fā)射機進一步包 括： 脈沖加寬時鐘生成器，用于加寬所述主抽頭數(shù)據(jù)和所述預(yù)抽頭數(shù)據(jù)中至少一個的脈沖 持續(xù)期間。
10. 如權(quán)利要求1所述的電子色散補償系統(tǒng)，其特征在于，所述后補償接收機包括： 濾波器，用于補償所述非線性調(diào)眼-色散的傾斜。
11. 如權(quán)利要求10所述的電子色散補償系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波器包括： 低通濾波器和一個零點-兩個極點（1Z-2巧濾波器，用于補償所述非線性調(diào)眼-色散 的傾斜。
12. -種用于低成本分布反饋式直接調(diào)制激光器的電子色散補償系統(tǒng)的預(yù)補償發(fā)射 機，所述預(yù)補償發(fā)射機包括： 2抽頭數(shù)據(jù)生成器，用于生成主抽頭數(shù)據(jù)和預(yù)抽頭數(shù)據(jù)； 上升模式檢測器，用于接收所述預(yù)抽頭數(shù)據(jù)和所述主抽頭數(shù)據(jù)，且生成上升沿檢測器 信號； 預(yù)驅(qū)動器，根據(jù)預(yù)加重的數(shù)量調(diào)整所述主抽頭數(shù)據(jù)和所述檢測器信號的振幅且從所述 主軸頭數(shù)據(jù)中提取所述檢測器信號；W及 輸出驅(qū)動器，用于生成輸出數(shù)據(jù)，其中所述輸出數(shù)據(jù)在上升沿之前被預(yù)加重。
13. 如權(quán)利要求12所述的預(yù)補償發(fā)射機，進一步包括： 脈沖加寬時鐘生成器，用于加寬所述主抽頭數(shù)據(jù)和所述預(yù)抽頭數(shù)據(jù)中至少一個的脈沖 持續(xù)期間。
14. 一種用于低成本分布反饋式直接調(diào)制激光器的電子色散補償系統(tǒng)的后補償接收 機，所述后補償接收機包括： 線性均衡器，用于補償線性調(diào)眼-色散；和 非線性均衡器，用于補償非線性調(diào)眼-色散的傾斜。
15. 如權(quán)利要求14所述的后補償接收機，其特征在于，所述線性均衡器包括零-極點濾 波器，且所述非線性均衡器包括低通濾波器和一個零點-兩個極點（1Z-2巧濾波器。
【專利摘要】本發(fā)明的示例性實施例涉及一種電子色散補償。頻率啁啾和光纖色散間的干涉被重新分析。啁啾-色散的線性和非線性特性被單獨分析。預(yù)補償發(fā)射機包括相位插值器、2抽頭數(shù)據(jù)生成器、脈沖加寬CLK生成器、上升模式檢測器、4:1MUX以及輸出驅(qū)動器。后補償接收機包括用于兔耳補償?shù)木€性均衡器、用于傾斜補償?shù)姆蔷€性均衡器、典型高頻升壓均衡器和限幅放大器。
【IPC分類】H01S3-10
【公開號】CN104577689
【申請?zhí)枴緾N201410542119
【發(fā)明人】裵玄民, 權(quán)經(jīng)夏, 尹鍾赫
【申請人】韓國科學(xué)技術(shù)院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年10月14日
【公告號】EP2866362A2, EP2866362A3, US20150104196