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[Y20C4]DSP中的电子滤波均衡色散补偿EDC技术

我们在低速传输系统中如10Gbit/s系统中经常会用到DCM模块来补偿色散,而在高速如100Gbit/s及以上系统却很少用到色散补偿模块。这里的主要原因是在高速率传输系统中采用相干接收机保留了信号的幅度和相位信息,可以很方便的使用电子色散补偿技术EDC来补偿,效果很好。

EDC的目的是补偿扩展光纤线路无法补偿的传输距离,是一种基于电子滤波均衡的数字信号处理DSP技术进行的色散补偿。通过在电域对光接收的光信号进行抽样、优化和信号复原,从而恢复被色散(色度色散和偏振色散)以及非线性引起的光信号失真,以此达到色散补偿的效果。正如开头所说的,电子色散补偿技术

电子色散补偿既有在接收端采用EDC,也有基于接收端的EDC。实现EDC的方式也有多种,比如前馈均衡器、固定延迟树查询、判决反馈均衡器和最大似然序列估计法(补偿效果最好)等等。但在高速光纤通信系统中,一般采用前馈均衡器FFE+判决反馈均衡器DFE的方式。其中FFE用来抵消色散的线性部分,DFE用来补偿引起信号失真的非线性部分。如下图所示。

其中FFE内部包含一个有限冲激响应滤波器FIR,输入信号通过一个延时电路,每一级的延时输出通过加权累加到滤波器输出。至于需要用多少延时电路取决于传输的信道造成的脉冲展宽程度。而FIR则设计成一个与光通道相反的线性滤波器,产生一个光纤传输函数的逆矩阵,这样就可以抵消色散的线性部分。图中的DFE判决反馈均衡器(DFE,Decision Feedback Equalization)是由两个横向滤波器和一个判决器构成,是一种非线性均衡器。滤波器与判决器构成的反馈回路,通过算法准则(如均方误差准则等)来优化均衡器系数,动态调节判决阀值的电平,从而消除符号间干扰ISI。


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