專利名稱：利用多個(gè)可選擇均衡器減小光數(shù)據(jù)流中的干擾的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及光收發(fā)信機(jī)均衡器，具體來(lái)說(shuō)，涉及通過(guò)從具有可配置參數(shù)的多個(gè)均衡器之中動(dòng)態(tài)選擇最適合減小通信信道中的干擾的均衡器來(lái)減小光數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的干擾的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
通過(guò)長(zhǎng)距離光纖的數(shù)據(jù)傳輸受到例如來(lái)自色散等的干擾的限制，它限制了光纖的有用帶寬。色散是光纖系統(tǒng)工作時(shí)所采取的基本方法的結(jié)果。具體來(lái)說(shuō)，光纖收發(fā)信機(jī)通過(guò)利用激光電流的兩個(gè)離散電平產(chǎn)生兩個(gè)不同脈沖來(lái)傳送“I”和“0”脈沖進(jìn)行工作。但是，半導(dǎo)體激光器的光頻率取決于激光器的電流以及電流的時(shí)間導(dǎo)數(shù)。這通常不會(huì)產(chǎn)生問題，只不過(guò)不同的光頻率以不同速度在光纖中傳播。結(jié)果是相鄰“1”和“0”脈沖擴(kuò)展到彼此之中。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離光纖，來(lái)自色散的影響可能變得嚴(yán)重，并且不再可能恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。
色散對(duì)于1550nm激光特別成問題。這個(gè)波長(zhǎng)用于長(zhǎng)距離傳輸，因?yàn)樗赏ㄟ^(guò)摻鉺光纖或波導(dǎo)放大器來(lái)放大，并且因?yàn)楣饫w在這個(gè)波長(zhǎng)具有低衰減。相反，通常用于短距離傳輸?shù)?310nm的激光在標(biāo)準(zhǔn)光纖中一般具有極低的色散。
對(duì)于色散的傳統(tǒng)先有技術(shù)解決方案一般分為兩類(i)限制發(fā)射器的光頻移(即邊帶)，通常稱作“線性調(diào)頻”；以及(ii)利用特殊光纖補(bǔ)償或光補(bǔ)償元件，使得不同的光頻率具有從發(fā)射器到接收器的相同傳送時(shí)間。
用于限制發(fā)射器的線性調(diào)頻的特定技術(shù)的實(shí)例包括(1)特殊低線性調(diào)頻或負(fù)線性調(diào)頻激光器，設(shè)計(jì)成工作于熱電冷卻器所保持的固定溫度；(2)外部調(diào)制激光器(EML)；以及(3)通過(guò)鈮酸鋰或類似電光調(diào)制器進(jìn)行的外部調(diào)制。
但是，這些技術(shù)一般給收發(fā)信機(jī)增加了大量成本以及增加的功耗。此外，在理論上不可能從發(fā)射器中完全消除線性調(diào)頻，因?yàn)楣庑盘?hào)的調(diào)制不可避免地創(chuàng)建邊帶。
用作光纖或光補(bǔ)償元件的特定技術(shù)的實(shí)例包括(1)特殊低色散光纖；(2)線性調(diào)頻光纖布拉格光柵；以及(3)色散補(bǔ)償光纖。與限制線性調(diào)頻的技術(shù)相似，這些特定技術(shù)是昂貴的。它們還不便于客戶實(shí)現(xiàn)，并且如果沒有完善地進(jìn)行設(shè)置，則通常存在一些殘余色散代價(jià)。
在光纖通信信道中可能出現(xiàn)的其它類型的色散包括偏振模色散和多模光纖色散。
減小來(lái)自色散的干擾的一種技術(shù)是利用線性均衡器，它通常是帶有含各種抽頭權(quán)值的多個(gè)抽頭的橫向?yàn)V波器。抽頭權(quán)值可在工廠預(yù)設(shè)，或者可在安裝過(guò)程中手動(dòng)調(diào)整。對(duì)于預(yù)設(shè)或手動(dòng)調(diào)整抽頭權(quán)值的一個(gè)潛在問題是，可能難以優(yōu)化這些參數(shù)。此外，手動(dòng)調(diào)整無(wú)法用來(lái)補(bǔ)償裝置隨時(shí)間(例如隨溫度)的變化或者跟蹤偏振色散。但是，通過(guò)利用抽頭權(quán)值的自適應(yīng)更新，可解決這些問題。用來(lái)自適應(yīng)更新抽頭權(quán)值的眾所周知的算法的實(shí)例是最小均方算法。但是，在長(zhǎng)距離系統(tǒng)的高數(shù)據(jù)率上，實(shí)現(xiàn)最小均方處理所需的復(fù)雜電路是復(fù)雜的、昂貴的，此外還可能消耗大量功率。
給定當(dāng)今高速光數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的不斷提高的速度，對(duì)于5-10Gb/s或甚至更高的數(shù)據(jù)率以及在單光纖中多個(gè)信道的越來(lái)越多的使用，越來(lái)越多地需要具有有效的方法來(lái)減小光信號(hào)中的干擾。能夠以最小附加功率要求和最小附加制造成本來(lái)減小干擾的技術(shù)是非常需要的。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一種減小數(shù)據(jù)流中的干擾的方法。該方法包括采用第一均衡器對(duì)數(shù)據(jù)流濾波以輸出第一已濾波數(shù)據(jù)流。另外，采用第二均衡器對(duì)數(shù)據(jù)流濾波以創(chuàng)建第二已濾波數(shù)據(jù)流。然后，確定基于第一已濾波數(shù)據(jù)流和第二已濾波數(shù)據(jù)流的一個(gè)或多個(gè)差錯(cuò)率。至少部分根據(jù)那些差錯(cuò)率，從第一已濾波數(shù)據(jù)流和第二已濾波數(shù)據(jù)流中選取已濾波數(shù)據(jù)流。門限值被確定，然后再與所選已濾波數(shù)據(jù)流比較，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)位。
在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一種用于確定光數(shù)據(jù)流中當(dāng)前位的值的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括把光數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為電數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)換器。另外，該系統(tǒng)包括大量的均衡器，用以對(duì)電數(shù)據(jù)流濾波以及產(chǎn)生多個(gè)已濾波數(shù)據(jù)流。每個(gè)均衡器是分別可配置的。
該系統(tǒng)還包括微控制器。微控制器具有用于根據(jù)與光數(shù)據(jù)流相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)分別配置各個(gè)均衡器的邏輯。另外，微控制器具有用于確定大量差錯(cuò)率的邏輯，其中每個(gè)差錯(cuò)率對(duì)應(yīng)一個(gè)已濾波數(shù)據(jù)流。而且，微控制器還具有用于根據(jù)大量差錯(cuò)率從大量已濾波數(shù)據(jù)流中選取已濾波數(shù)據(jù)流的邏輯。最后，微控制器具有用于確定與所選已濾波數(shù)據(jù)流相比較的門限值的邏輯。
該系統(tǒng)還包括比較器，用以把所確定的門限值與所選的已濾波數(shù)據(jù)流進(jìn)行比較，從而產(chǎn)生當(dāng)前位的值。
可為之配置各個(gè)均衡器的接收信號(hào)特性的類型包括激光類型、激光溫度、傳輸速率、傳輸波長(zhǎng)、色散的類型、數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x、光纖的類型、發(fā)射激光的類型、發(fā)射激光的溫度、光纖的溫度、信號(hào)入口以及外部調(diào)制器的類型。
附圖簡(jiǎn)介通過(guò)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明及所附權(quán)利要求，本發(fā)明的其它目的和特征將更顯而易見，附圖中

圖1是繪制信號(hào)值對(duì)時(shí)間的曲線圖，說(shuō)明色散在減小交迭數(shù)據(jù)信號(hào)的眼圖張開度大小中的影響；圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的信號(hào)歸一化和時(shí)鐘恢復(fù)電路的框圖；圖3是可根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例使用的一組均衡器的框圖；圖4是結(jié)合本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例使用的微控制器和差錯(cuò)監(jiān)測(cè)邏輯的框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、從最適合均衡器輸出已濾波信號(hào)的選擇和比較邏輯的框圖；圖6是曲線圖，表示由均衡器接收并濾波的信號(hào)的直方圖的一個(gè)實(shí)例；以及圖7是框圖，表示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例、利用最大似然檢測(cè)器的均衡器的一個(gè)實(shí)例。
優(yōu)選實(shí)施例的描述在本說(shuō)明中，某個(gè)事物的“子集”可表示該事物的一部分、直到并包含該事物的全部。
在眼圖的上下文中最佳理解色散的影響，如圖1所示。在這個(gè)曲線圖中，信號(hào)電平102在垂直軸上表示，時(shí)間104在水平軸上表示，二進(jìn)制“1”值與二進(jìn)制“0”值之間的信號(hào)電平差可與“11”信號(hào)108與“00”信號(hào)110(這些信號(hào)表示位偶)之間的差一樣大。在這種情況下，確定信號(hào)實(shí)際上是“1”還是“0”是簡(jiǎn)單的-它取決于信號(hào)落入標(biāo)準(zhǔn)門限值106的哪一側(cè)。例如，給定標(biāo)準(zhǔn)門限值106與“11”信號(hào)108之間的距離量(即信號(hào)強(qiáng)度)，則極少存在信號(hào)包含二進(jìn)制“1”的錯(cuò)誤信號(hào)確定的可能性。
但是，由于色散的影響(以及其它形式的符號(hào)間干擾，諸如偏振模色散和多模光纖色散)，眼圖中的眼圖張開度可能變得相當(dāng)小或者甚至閉合。這在圖1中表示為窄眼圖張開度116。在這種情況下，例如“10”信號(hào)112與標(biāo)準(zhǔn)門限值106之間的距離小得多，并且可容易導(dǎo)致錯(cuò)誤信號(hào)檢測(cè)。明確地說(shuō)，在嘗試確定“10”信號(hào)112的“0”位時(shí)，信號(hào)擺動(dòng)到低于門限106(表明“0”)，但只是稍微地-得到較大的誤差容限。如果眼圖開口閉合或接近閉合，則可能變成不可能檢測(cè)信號(hào)的值。
在本發(fā)明中，均衡器用來(lái)減小光數(shù)據(jù)流中的干擾、如所述的色散影響。但是，不是利用很耗費(fèi)功率的復(fù)雜數(shù)字電路，而是本發(fā)明的多均衡器裝置利用多個(gè)模擬均衡器，其中的每個(gè)分別配置用于不同的信號(hào)或信道參數(shù)。模擬均衡器的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)在于，它們易于以硅來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如集成電路的一部分。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，模擬均衡器一般比它們的數(shù)字對(duì)應(yīng)物要求較少功率-例如，全數(shù)字自適應(yīng)更新均衡器可能要求數(shù)瓦特功率，而大量模擬均衡器可能僅要求數(shù)毫瓦。
在歷史上，模擬均衡器一直沒有像自適應(yīng)數(shù)字均衡器那樣受到青睞，因?yàn)樗鼈儾幌駭?shù)字形式那樣自適應(yīng)可配置，因此也無(wú)法濾除不斷變化的干擾。但是，由于模擬濾波器實(shí)現(xiàn)起來(lái)成本低，并且僅使用數(shù)字形式的功率的一小部分，因此許多模擬均衡器可在單IC芯片上使用。因而，許多不同的模擬濾波器可用于本發(fā)明的多均衡器裝置。每個(gè)均衡器利用稍微不同的抽頭系數(shù)或抽頭間距對(duì)輸入信號(hào)濾波。各濾波器的系數(shù)可對(duì)輸入光信號(hào)的不同可能特征或者對(duì)諸如光纖類型、傳輸長(zhǎng)度、傳輸速度等光纖特性進(jìn)行優(yōu)化。均衡器系數(shù)可以預(yù)設(shè)，或者可動(dòng)態(tài)設(shè)置及調(diào)整。微控制器或其它類型的邏輯根據(jù)每個(gè)不同的已濾波信號(hào)產(chǎn)生差錯(cuò)率，然后選擇產(chǎn)生最低差錯(cuò)率的已濾波信號(hào)，用于與門限值比較，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)位檢測(cè)。為了節(jié)省功率，微控制器可在這些均衡器之間循環(huán)，定期減低均衡器或均衡器組的功率消耗。
參照?qǐng)D2，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多均衡器裝置的前端的一個(gè)實(shí)例。光信號(hào)例如被光電接收器或收發(fā)信機(jī)(例如以所接收光信號(hào)的波長(zhǎng)工作的GBIC或SFF收發(fā)信機(jī))接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。電信號(hào)208提供給自動(dòng)增益控制電路210(它通常采用反饋來(lái)執(zhí)行增益控制-未示出)。歸一化信號(hào)SIG 214產(chǎn)生。另外，時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路212還恢復(fù)由相位調(diào)整信號(hào)PHADJ 218調(diào)整的信號(hào)時(shí)鐘。所恢復(fù)的時(shí)鐘為時(shí)鐘輸出信號(hào)CLK 216。
一組模擬均衡器300-1.″300-N如圖3所示。均衡器接收歸一化信號(hào)SIG 214，它根據(jù)需要被復(fù)制或放大，以便向均衡器中每一個(gè)提供相同信號(hào)。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的IC可包含數(shù)個(gè)、數(shù)十個(gè)、甚至數(shù)千個(gè)不同的均衡器300。對(duì)各均衡器的其它輸入包括通電/斷電信號(hào)PWR302-1...PWR 302-N以及調(diào)整總線上的m個(gè)調(diào)整位ADJ 304-1...ADJ304-N。下面將結(jié)合微控制器來(lái)描述PWR和ADJ信號(hào)。
均衡器300-1...300-N的輸出是相應(yīng)的均衡信號(hào)EQ 310-1...310-N。這些也稱作已濾波信號(hào)、已濾波數(shù)據(jù)流以及已濾波輸出信號(hào)。
參照?qǐng)D4，表示均衡子系統(tǒng)的“大腦”。均衡器輸出的已濾波信號(hào)EQ 310-1...310-N作為輸入提供給N:1模擬復(fù)用器MUX1 402。選擇線SEL1 430由8位微控制器412以下面將進(jìn)一步描述的方式來(lái)提供。MUX1 402的輸出在由模數(shù)轉(zhuǎn)換器410抽樣之前被提供給抽樣和保持電路408。在一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器410是6位、每秒100M樣本的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，但具有其它位深度的其它類型的模數(shù)轉(zhuǎn)換器可用于其它實(shí)施例。抽樣和保持電路408以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器410通過(guò)把恢復(fù)時(shí)鐘信號(hào)216提供給除以N邏輯404所得出的時(shí)鐘信號(hào)CLKdivN 406，與除以均衡器系統(tǒng)中使用的均衡器數(shù)量(N)的恢復(fù)時(shí)鐘同步。把時(shí)鐘速度縮小N倍的優(yōu)點(diǎn)在于，可使用更慢、因此更廉價(jià)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器410，尤其是對(duì)于具有大量均衡器的多均衡器裝置。
MUX1 402的這時(shí)已抽樣且延遲的輸出作為輸入提供給微控制器。通過(guò)輸出SEL1信號(hào)320，微控制器412可控制它接收由特定均衡器輸出的哪一個(gè)數(shù)字抽樣濾波信號(hào)。換言之，根據(jù)它接收的數(shù)字化已濾波信號(hào)產(chǎn)生誤差信號(hào)的微控制器可根據(jù)任何數(shù)量的不同類型的時(shí)間表來(lái)監(jiān)測(cè)均衡器輸出。微控制器412可定期在各均衡器之間循環(huán)，可使用算法根據(jù)預(yù)設(shè)邏輯來(lái)審查均衡器輸出，或者可動(dòng)態(tài)調(diào)整它分析哪些均衡器以及按什么順序。雖然在圖4中只有一個(gè)已抽樣濾波均衡器信號(hào)被提供給微控制器412，但在其它實(shí)施例中，多個(gè)已濾波信號(hào)可并行提供給微控制器。
通過(guò)對(duì)每個(gè)均衡器產(chǎn)生誤差信號(hào)，微控制器可得到每個(gè)特定均衡器對(duì)所接收信號(hào)進(jìn)行濾波的精確程度的“快照”。這是重要的，因?yàn)閷?duì)于輸入信號(hào)的不同可能參數(shù)配置各種濾波器。(用于輸入信號(hào)或者用于通過(guò)其接收信號(hào)的信道的不同可能參數(shù)在本文中又稱作信號(hào)參數(shù)和特性)。可能為之專門配置各均衡器的參數(shù)類型或類別的實(shí)例包括激光類型、激光溫度、傳輸速率、傳輸波長(zhǎng)、色散的類型、數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x、光纖的類型、發(fā)射激光的類型、發(fā)射激光的溫度、光纖的溫度、信號(hào)入口以及外部調(diào)制器的類型。還可使用可能影響或?qū)е滦盘?hào)中干擾的激光、通信信道或環(huán)境的其它任何參數(shù)。另外，在可對(duì)一個(gè)類別的參數(shù)、如傳輸距離配置均衡器的情況下，也可對(duì)傳輸距離配置不同的均衡器，但設(shè)置為不同的值。例如，一個(gè)均衡器可專門針對(duì)通過(guò)40km接收的信號(hào)來(lái)優(yōu)化，另一個(gè)針對(duì)通過(guò)30km所接收的信號(hào)來(lái)優(yōu)化，以及第三個(gè)針對(duì)來(lái)自20km遠(yuǎn)的信號(hào)來(lái)優(yōu)化。
通過(guò)獲得均衡器性能的快照，微控制器412可確定哪個(gè)均衡器被最佳優(yōu)化用于對(duì)輸入信號(hào)濾波，并把來(lái)自那個(gè)均衡器的已濾波輸出信號(hào)用于與門限值比較，以確定當(dāng)前數(shù)據(jù)位的值(即通過(guò)其中使用均衡器的裝置的檢測(cè)器部分)。微控制器最好配置成監(jiān)測(cè)已被選擇用來(lái)輸出用于比較的已濾波信號(hào)的同一均衡器的差錯(cuò)率以及其它均衡器的差錯(cuò)率，并且確定是否存在將提供比當(dāng)前所選均衡器更好的均衡器性能的另一個(gè)均衡器。將被比較的已濾波信號(hào)的選擇由SEL2信號(hào)432以一種將結(jié)合圖5說(shuō)明的方式來(lái)確定。
由微控制器412(例如通過(guò)差錯(cuò)率)收集的關(guān)于均衡器性能的信息也可用于附加的可選功能性。例如，微控制器可根據(jù)這個(gè)信息輸出通電/斷電信號(hào)PWR 440-1...PWR 440N，當(dāng)均衡器(或均衡器組)沒有被使用時(shí)(例如當(dāng)均衡器因?qū)τ诮邮招盘?hào)的實(shí)際參數(shù)不當(dāng)配置均衡器而極差地工作時(shí))將其關(guān)閉。利用PWR 440-1...PWR 440-N信號(hào)，微控制器可在例如均衡器組之間循環(huán)，接通一組的時(shí)間僅長(zhǎng)得足以確定那一組是否可對(duì)接收信號(hào)充分濾波，以便保證其它考慮事項(xiàng)。在此上下文中，均衡器“組”可能對(duì)應(yīng)于特定參數(shù)-例如光纖類型或輸入信號(hào)的波長(zhǎng)。通過(guò)在任一時(shí)間僅保持均衡器的某些段接通，可實(shí)現(xiàn)更大的功率效率。
監(jiān)測(cè)均衡器性能的另一個(gè)可選用法是調(diào)整各均衡器的配置、即對(duì)均衡器進(jìn)行微調(diào)。例如，如果均衡器被優(yōu)化成在攝氏50度接收信號(hào)，但發(fā)射激光的實(shí)際工作溫度為攝氏52度，則可能希望把特定均衡器微調(diào)到實(shí)際工作溫度。這樣，微控制器412還輸出m位調(diào)整信號(hào)ADJ450-1...ADJ 450-N。如上所述，這些信號(hào)作為輸入提供給均衡器300-1...300-N。這些信號(hào)可用來(lái)改變?yōu)V波器中的系數(shù)的抽頭權(quán)值或者濾波器中的抽頭間距。如果均衡器采用除橫向?yàn)V波器之外的電路，則調(diào)整信號(hào)可用來(lái)調(diào)整濾波器的其它可配置特征。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)整信號(hào)位是通過(guò)總線傳遞的數(shù)字位。在每個(gè)獨(dú)立的均衡器300-1...300-N，這些位可存儲(chǔ)在寄存器中以配置濾波器參數(shù)，無(wú)論是通過(guò)設(shè)置值還是通過(guò)調(diào)整它們。
在另一個(gè)實(shí)施例中，各均衡器的原始配置沒有預(yù)設(shè)，但由微控制器動(dòng)態(tài)設(shè)置或者在系統(tǒng)初始化時(shí)設(shè)置。用于配置均衡器的特定信號(hào)或信道參數(shù)例如在多均衡器裝置的初始化期間存儲(chǔ)于微控制器存取的存儲(chǔ)器、如閃存中。
微控制器412還輸出門限值THRESH 460以及相位調(diào)整值PHADJ 218。PHADJ信號(hào)218由時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路212(圖2)用于使所恢復(fù)時(shí)鐘與信號(hào)時(shí)鐘速率一致。下面將結(jié)合圖6來(lái)描述THRESH信號(hào)460的使用。
最后，微控制器412還輸出誤碼率(BER)的估算值420。雖然BER信號(hào)420一般跟蹤當(dāng)前已經(jīng)選擇用于向電路的檢測(cè)器部分發(fā)送它的已濾波輸出信號(hào)的均衡器的差錯(cuò)率，但在其它情況下，微控制器可輸出其它任何均衡器的差錯(cuò)率。因此，以這種方式，與被選取的相對(duì)，被監(jiān)測(cè)的當(dāng)前均衡器的差錯(cuò)率可作為BER 420輸出，從中可進(jìn)行進(jìn)一步的輔助分析。或者，在另一種用法中，BER 420信號(hào)可用于對(duì)微控制器412的信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)化邏輯進(jìn)行監(jiān)測(cè)和微調(diào)或者重新編程。
在其它實(shí)施例中，諸如FPGA、EEPROM、CPU、ASIC或分立數(shù)字元件等其它形式的數(shù)字邏輯可用來(lái)實(shí)現(xiàn)微控制器415的功能性。或者可使用模擬電路。
現(xiàn)在參照?qǐng)D5，說(shuō)明本發(fā)明的多均衡器裝置的檢測(cè)器部分。同樣，已濾波均衡信號(hào)EQ 310-1...310-N被提供給復(fù)用器，這次為N:1模擬復(fù)用器MUX2 502。如上所述，微處理器412產(chǎn)生的SEL2信號(hào)432選擇要通過(guò)復(fù)用器傳遞并由比較器506進(jìn)行比較的已濾波信號(hào)。對(duì)比較器504的另一個(gè)輸入是通過(guò)6位數(shù)模轉(zhuǎn)換器506轉(zhuǎn)換為模擬值之后的門限調(diào)整信號(hào)460。門限值與所選已濾波信號(hào)的比較產(chǎn)生當(dāng)前位的值，即一或零，取決于當(dāng)前位的所選已濾波信號(hào)分別是大于還是小于門限值。當(dāng)前位的值作為“數(shù)據(jù)”輸出信號(hào)510被輸出。
門限調(diào)整信號(hào)THRESH 460還由微控制器412來(lái)確定。原始門限值可預(yù)先編程到微控制器中，或者可在最初接收到信號(hào)時(shí)動(dòng)態(tài)確定。門限可基于所接收且已濾波信號(hào)的直方圖，下面將進(jìn)行描述。
來(lái)看圖6，表示了已濾波信號(hào)的直方圖。曲線在Y軸上表示所接收的特定信號(hào)值的數(shù)目(量)，以及在X軸上表示所接收信號(hào)的幅度。換言之，曲線繪制了一段時(shí)間上的所接收及濾波的信號(hào)的范圍和值。表示了“0”和“1”信號(hào)的鐘形曲線的中心點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，“1”信號(hào)的曲線比“0”信號(hào)的曲線更寬，因?yàn)樵诎l(fā)射激光接通時(shí)比在它斷開時(shí)產(chǎn)生更大噪聲-因而，在“1”信號(hào)的中心點(diǎn)周圍的信號(hào)幅度的范圍更大。
圖6中的信息可由裝置的微控制器用來(lái)設(shè)置和調(diào)整到門限值，以及產(chǎn)生所示已濾波信號(hào)的誤差信號(hào)。如圖6所示，由于“I”信號(hào)的鐘形曲線比“0”信號(hào)的更寬，因此，在幅度(x軸)的未調(diào)整中心點(diǎn)設(shè)置門限將導(dǎo)致沿“I”鐘形曲線(朝頁(yè)面的右側(cè))不正確地偏移太遠(yuǎn)的門限。換言之，應(yīng)當(dāng)為“1”的一部分已濾波信號(hào)將被錯(cuò)誤地確定為“O”。但是，通過(guò)對(duì)已濾波信號(hào)分析圖6中所包含的數(shù)據(jù)，微控制器可確定門限的適當(dāng)值。確定應(yīng)當(dāng)設(shè)置或調(diào)整門限到什么位置的一種方法是在圖6的曲線下積分，使得“0”與“I”鐘形曲線之間的最低值將表明統(tǒng)計(jì)中心，因而表明適當(dāng)?shù)拈T限值(如圖所示)。由于這個(gè)曲線中的信息將隨時(shí)間變化，通過(guò)對(duì)它連續(xù)監(jiān)測(cè)，微控制器可自適應(yīng)地更新可變門限的值。
圖6中的信息的另一個(gè)用途是確定已濾波信號(hào)的差錯(cuò)率。這個(gè)確定可通過(guò)監(jiān)測(cè)誤差信號(hào)窗口602來(lái)進(jìn)行。通過(guò)監(jiān)測(cè)一系列已濾波信號(hào)的相同大小的誤差信號(hào)窗口，微控制器可以有比較地確定哪個(gè)已濾波信號(hào)、因而哪個(gè)均衡器產(chǎn)生最低差錯(cuò)率。例如，通過(guò)在直方圖曲線下對(duì)窗口跨距積分，最低積分表示最小誤差信號(hào)，可進(jìn)行這個(gè)操作。(這是因?yàn)椤?”與“I”曲線的中心點(diǎn)之間的距離越大，則特定均衡器所進(jìn)行的濾波越好。如果“0”和“I”曲線進(jìn)一步分開，則誤差信號(hào)窗口602的積分將更小)。還可采用用于估算已濾波信號(hào)的差錯(cuò)率的其它技術(shù)，只要微控制器可比較與多個(gè)均衡器關(guān)聯(lián)的多個(gè)差錯(cuò)率，以便確定哪一個(gè)是對(duì)所接收信號(hào)的實(shí)際參數(shù)最佳優(yōu)化的。
參照?qǐng)D7，表示使用最大似然檢測(cè)器(或者非線性消除器)的另一個(gè)實(shí)施例。這個(gè)實(shí)施例基于通過(guò)利用信號(hào)中的前一位來(lái)調(diào)整待確定的當(dāng)前位的門限值而改變門限值。(這與上述自適應(yīng)門限調(diào)整相似，但調(diào)整是基于前一位的值而不是所接收信號(hào)的直方圖值進(jìn)行的)。
暫時(shí)回到圖1，可以看到，在前位影響當(dāng)前位的信號(hào)電平-如圖1所示，“10”信號(hào)112的“0”位沒有達(dá)到與“00”信號(hào)110同樣低的信號(hào)電平。同樣，“01”信號(hào)114的“I”位沒有達(dá)到與“11”信號(hào)108同樣高的信號(hào)電平。因此，通過(guò)相應(yīng)地修改門限值來(lái)考慮前一位(或多個(gè)先前位)的影響，實(shí)現(xiàn)更精確的位值確定。例如，如果門限根據(jù)前一個(gè)“I”位被改變?yōu)殚T限值120，然后再與“10”信號(hào)112的“0”位進(jìn)行比較，則信號(hào)與門限之間的距離變得大得多，提高了信號(hào)的這個(gè)位為“0”的確定性。相應(yīng)地，這減小了位確定中的誤差容限。同樣，如果門限根據(jù)前一個(gè)“0”位被改變?yōu)殚T限值122，然后再與“01”信號(hào)114的“1”位進(jìn)行比較，則信號(hào)與門限之間的距離同樣增加，與位的值為“I”的可能性那樣。
再參照?qǐng)D7，歸一化信號(hào)SIG 214被提供給均衡器300-1(對(duì)于前面的實(shí)施例，存在多個(gè)獨(dú)立均衡器300-1...300-N，其中的300-1表示一個(gè)實(shí)例)。SIG 214作為輸入提供給兩個(gè)信道特定均衡器702-a，b。此上下文中的“信道”對(duì)應(yīng)于總共2N個(gè)信道的N個(gè)先前位的唯一可能值。在圖7中，只有一個(gè)先前位用來(lái)減小干擾；因此，存在先前位(即“0”或“I”)、因而總共兩個(gè)信道的兩個(gè)可能值。
對(duì)信道特定均衡器702-a，b的其它輸入是信道特定通電/斷電信號(hào)PWR 302-a，b以及信道特定調(diào)整位信號(hào)ADJ 304-a，b。信號(hào)對(duì)于每個(gè)信道特定均衡器可能不同。換言之，微控制器可根據(jù)前一位的可能值對(duì)于原本配置成相同的兩個(gè)信道特定均衡器以不同方式微調(diào)PWR 302-a，b和ADJ 304-a，b。(這樣，例如均衡器300-1可專門配置用于傳輸，甚至更專門用于在40km上的傳輸，但均衡器300-1中的信道特定均衡器702-a，b可根據(jù)為“0”或?yàn)椤癐”的前一位相對(duì)彼此進(jìn)行細(xì)微調(diào)整)。
各信道特定均衡器702-a，b的輸出發(fā)送到相應(yīng)的比較器704-a，b。信道特定門限信號(hào)THRESH 460-a，b由微控制器設(shè)置，并且輕微地根據(jù)前一位的可能值而改變(在那個(gè)值實(shí)際被確定之前)。微控制器可結(jié)合基于前一位的可能值的調(diào)整使用結(jié)合圖6所述的已濾波信號(hào)直方圖技術(shù)來(lái)設(shè)置和/或調(diào)整門限值?；蛘?，微控制器可累積兩個(gè)直方圖的數(shù)據(jù)，一個(gè)直方圖用于“0”位直接在其前面的位，以及另一個(gè)直方圖用于“I”位直接在其前面的位。然后，兩個(gè)直方圖由微控制器進(jìn)行分析，從而產(chǎn)生兩個(gè)門限值460-a，b。在每個(gè)均衡器具有兩個(gè)以上信道的實(shí)施例中，為均衡器的每個(gè)信道收集直方圖數(shù)據(jù)(例如，對(duì)于00、01、10和11數(shù)據(jù)位直接在其前面的數(shù)據(jù)位將產(chǎn)生獨(dú)立的直方圖)。在又一個(gè)備選實(shí)施例中，微控制器可使用自適應(yīng)更新方案。自適應(yīng)更新邏輯還可用來(lái)確定PWR 302-a，b和ADJ 304-a，b信號(hào)。
因此，在各比較器704-a，b，各個(gè)信道特定均衡器702-a，b的已濾波輸出與信道特定門限值302-a，b進(jìn)行比較。每個(gè)比較的結(jié)果是當(dāng)前數(shù)據(jù)位的試驗(yàn)判定，與特定信道對(duì)應(yīng)。這些試驗(yàn)判定被輸入復(fù)用器706(當(dāng)每個(gè)均衡器的信道數(shù)量等于二時(shí)，它是2:1復(fù)用器)。到現(xiàn)在，這時(shí)延遲至少一個(gè)時(shí)鐘周期的前一位的實(shí)際確定值可作為延遲判定值信號(hào)710提供。這個(gè)值被存取，并用作復(fù)用器706的選擇線，根據(jù)前一個(gè)數(shù)據(jù)位的確定值從兩個(gè)試驗(yàn)判定之中選擇當(dāng)前數(shù)據(jù)位的確定值。這樣，來(lái)自前一位的干擾被有效減小或消除。確定值作為均衡信號(hào)EQ 310-1輸出。雖然在前面的實(shí)施例中，這個(gè)信號(hào)必須與門限值進(jìn)一步比較，但在本實(shí)施例中，這個(gè)附加比較是不需要的。
雖然未示出，但在一個(gè)實(shí)施例中，微控制器監(jiān)測(cè)來(lái)自各信道特定均衡器702-a，b的已濾波輸出信號(hào)，從而確定相應(yīng)的誤差信號(hào)。換言之，各信道特定均衡器702-a，b的輸出被提供給微控制器412，它然后可進(jìn)行前面所述的統(tǒng)計(jì)分析，從而產(chǎn)生相應(yīng)的誤差信號(hào)。這些誤差信號(hào)可用來(lái)設(shè)置或調(diào)整PWR 302-a，b、ADJ 304-a，b以及THRESH460-a，b信號(hào)值。
雖然已經(jīng)公開了本發(fā)明的方案的特定實(shí)現(xiàn)，但本發(fā)明不是意味著局限于這些特定實(shí)現(xiàn)。所公開的邏輯的大部分可通過(guò)其它形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如以數(shù)字形式相對(duì)模擬形式或者反之。另外，雖然本發(fā)明的若干部分描述為包括集成電路，但在其它實(shí)施例中，本發(fā)明可包括分立元件，或者可以是模塊化的，或者可分為遠(yuǎn)程通信的功能單元。換言之，雖然已經(jīng)參照幾個(gè)具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但描述是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明而不能被理解為限制本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可想到各種修改，而沒有背離如所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種確定光數(shù)據(jù)流中當(dāng)前位的值的方法，所述方法包括接收從所述光數(shù)據(jù)流得出的電信號(hào)；至少部分根據(jù)第一信號(hào)參數(shù)來(lái)配置第一均衡器，以及至少部分根據(jù)第二信號(hào)參數(shù)來(lái)配置第二均衡器；分別向所述第一均衡器和向所述第二均衡器提供所述電信號(hào)；利用所述第一均衡器對(duì)所述電信號(hào)濾波而產(chǎn)生第一已濾波信號(hào)，以及利用所述第二均衡器對(duì)所述電信號(hào)濾波而產(chǎn)生第二已濾波信號(hào)；至少部分根據(jù)所述第一已濾波信號(hào)來(lái)測(cè)量第一差錯(cuò)率，以及至少部分根據(jù)所述第二已濾波信號(hào)來(lái)測(cè)量第二差錯(cuò)率；至少部分根據(jù)所述第一差錯(cuò)率和所述第二差錯(cuò)率從所述第一已濾波信號(hào)和所述第二已濾波信號(hào)之中選擇已濾波信號(hào)，并把所選已濾波信號(hào)與門限值進(jìn)行比較，從而產(chǎn)生當(dāng)前位的值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括確定可變門限值，所述比較包括把所選已濾波信號(hào)與所確定門限值進(jìn)行比較，從而產(chǎn)生當(dāng)前位的值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括分別根據(jù)所述第一差錯(cuò)率或所述第二差錯(cuò)率來(lái)減低所述第一均衡器或所述第二均衡器的功率消耗。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一信號(hào)參數(shù)從包含以下各項(xiàng)的組中選取激光類型、激光溫度、傳輸速率、傳輸波長(zhǎng)、色散的類型、數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x、光纖的類型、發(fā)射激光的類型、發(fā)射激光的溫度、光纖的溫度、信號(hào)入口以及外部調(diào)制器的類型。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一信號(hào)參數(shù)對(duì)應(yīng)于一個(gè)類別，并且為所述類別的特定值而設(shè)置，以及所述第二信號(hào)參數(shù)也對(duì)應(yīng)于所述類別，但設(shè)置為不同的值。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一差錯(cuò)率在數(shù)學(xué)上與所述第一已濾波信號(hào)的直方圖相關(guān)。
7.一種降低數(shù)據(jù)流中的干擾的方法，所述方法包括采用第一均衡器對(duì)所述數(shù)據(jù)流濾波以輸出第一已濾波數(shù)據(jù)流；采用第二均衡器對(duì)所述數(shù)據(jù)流濾波以產(chǎn)生第二已濾波數(shù)據(jù)流；根據(jù)所述第一已濾波數(shù)據(jù)流和所述第二已濾波數(shù)據(jù)流確定一個(gè)或多個(gè)差錯(cuò)率；至少部分根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)差錯(cuò)率，從所述第一已濾波數(shù)據(jù)流和所述第二已濾波數(shù)據(jù)流中選取已濾波數(shù)據(jù)流；以及把所選已濾波數(shù)據(jù)流與門限值比較，從而產(chǎn)生恢復(fù)數(shù)據(jù)流。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于包括確定可變門限值；所述比較包括把所選已濾波數(shù)據(jù)流與所確定門限值比較，從而產(chǎn)生恢復(fù)數(shù)據(jù)流。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于還包括至少部分根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)差錯(cuò)率來(lái)減低所述第一均衡器或者所述第二均衡器的功率消耗。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于還包括根據(jù)與光數(shù)據(jù)流相關(guān)的可能參數(shù)來(lái)配置所述第一均衡器。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述可能參數(shù)從包含以下各項(xiàng)的組中選取激光類型、激光溫度、傳輸速率、傳輸波長(zhǎng)、色散的類型、數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x、光纖的類型、發(fā)射激光的類型、發(fā)射激光的溫度、光纖的溫度、信號(hào)入口以及外部調(diào)制器的類型。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一均衡器根據(jù)所述可能參數(shù)的第一值來(lái)配置，以及所述第二均衡器根據(jù)所述可能參數(shù)的第二值來(lái)配置。
13.一種用于確定光數(shù)據(jù)流中當(dāng)前位的值的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括把所述光數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為電數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)換器；多個(gè)均衡器，對(duì)所述電數(shù)據(jù)流濾波以及產(chǎn)生多個(gè)已濾波數(shù)據(jù)流，各個(gè)均衡器分別可配置；微控制器，包括用于根據(jù)與所述光數(shù)據(jù)流相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)分別配置所述多個(gè)均衡器中的每個(gè)均衡器的邏輯；用于確定多個(gè)差錯(cuò)率的邏輯，每個(gè)差錯(cuò)率對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)已濾波數(shù)據(jù)流中的一個(gè)已濾波數(shù)據(jù)流；用于根據(jù)所述多個(gè)差錯(cuò)率從所述多個(gè)已濾波數(shù)據(jù)流中選取已濾波數(shù)據(jù)流的邏輯；用于確定與所選已濾波數(shù)據(jù)流進(jìn)行比較的門限值的邏輯；以及比較器，把所確定門限值與所選已濾波數(shù)據(jù)流進(jìn)行比較，從而產(chǎn)生當(dāng)前位的值。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，作為所述微控制器的一部分，還包括用于根據(jù)所述多個(gè)差錯(cuò)率有選擇地對(duì)所述多個(gè)均衡器的子集通電和斷電的邏輯。
15.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于分別配置各均衡器的所述邏輯所使用的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)從包含以下各項(xiàng)的組中選取激光類型、激光溫度、傳輸速率、傳輸波長(zhǎng)、色散的類型、數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x、光纖的類型、發(fā)射激光的類型、發(fā)射激光的溫度、光纖的溫度、信號(hào)入口以及外部調(diào)制器的類型。
16.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于分別配置各均衡器的所述邏輯利用公共參數(shù)來(lái)配置所述多個(gè)均衡器的子集，所述子集中的每個(gè)均衡器對(duì)應(yīng)于所述公共參數(shù)的不同值。
17.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括閃速存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)用于分別配置各均衡器的所述邏輯所使用的所述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。
18.一種用于優(yōu)化接收信號(hào)的信號(hào)質(zhì)量的方法，所述方法包括對(duì)所述接收信號(hào)歸一化；向多個(gè)濾波器提供所述歸一化信號(hào)，每個(gè)濾波器具有與所述接收信號(hào)的可能特性對(duì)應(yīng)的一組系數(shù)，每個(gè)濾波器的每組系數(shù)至少部分不同于所述多個(gè)濾波器中其它濾波器的其它組系數(shù)；在所述多個(gè)濾波器中的每一個(gè)中對(duì)所述歸一化信號(hào)濾波，從而產(chǎn)生多個(gè)已濾波信號(hào)；從所述多個(gè)已濾波信號(hào)的子集確定多個(gè)誤差信號(hào)，所述多個(gè)誤差信號(hào)中的每個(gè)誤差信號(hào)與所述多個(gè)已濾波信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)已濾波信號(hào)相關(guān)聯(lián)；至少部分根據(jù)所述多個(gè)誤差信號(hào)從所述多個(gè)已濾波信號(hào)中選取已濾波信號(hào)；產(chǎn)生可變門限值；以及把所述已濾波信號(hào)與所述可變門限值比較以確定數(shù)據(jù)位。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于還包括至少部分根據(jù)所述多個(gè)已濾波誤差信號(hào)的子集來(lái)減低所述多個(gè)濾波器的子集的功率消耗。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述接收信號(hào)的可能特性從包含以下各項(xiàng)的組中選取激光類型、激光溫度、傳輸速率、傳輸波長(zhǎng)、色散的類型、數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x、光纖的類型、發(fā)射激光的類型、發(fā)射激光的溫度、光纖的溫度、信號(hào)入口以及外部調(diào)制器的類型。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)誤差信號(hào)中的各個(gè)誤差信號(hào)在數(shù)學(xué)上與所述多個(gè)已濾波信號(hào)的子集中的每個(gè)信號(hào)的直方圖相關(guān)。
22.一種通過(guò)減小先前位導(dǎo)致的干擾來(lái)確定光數(shù)據(jù)流中的當(dāng)前數(shù)據(jù)位的值的方法，所述方法包括接收從所述光數(shù)據(jù)流得出的電信號(hào)；向多個(gè)均衡器提供所述電信號(hào)，所述多個(gè)均衡器中的各個(gè)均衡器從多個(gè)可能參數(shù)之中根據(jù)所述光數(shù)據(jù)流的一種可能參數(shù)來(lái)配置；對(duì)于所述多個(gè)均衡器中的各個(gè)均衡器創(chuàng)建多個(gè)信道，用于關(guān)于當(dāng)前數(shù)據(jù)位的值作出試驗(yàn)判定，每個(gè)信道與先前位的唯一可能值相關(guān)聯(lián)，各個(gè)信道作出的每個(gè)試驗(yàn)判定表示根據(jù)對(duì)應(yīng)于所述信道的唯一值的先前位通過(guò)減小干擾所確定的當(dāng)前數(shù)據(jù)位的可能值；以及對(duì)于各個(gè)均衡器的每個(gè)信道采用具有可變?yōu)V波器系數(shù)的信道特定自適應(yīng)濾波器對(duì)所述電信號(hào)濾波，從而產(chǎn)生已濾波輸出信號(hào)；自適應(yīng)地產(chǎn)生可變門限值；把所述可變門限值與所述已濾波輸出信號(hào)比較，從而產(chǎn)生當(dāng)前數(shù)據(jù)位的試驗(yàn)判定；從延遲的判定信號(hào)中存取所述先前位的確定值；根據(jù)所述先前位的所述確定值從所述試驗(yàn)判定之中選擇所述當(dāng)前數(shù)據(jù)位的確定值；確定多個(gè)誤差信號(hào)，每個(gè)誤差信號(hào)對(duì)應(yīng)于來(lái)自所述多個(gè)均衡器中的各個(gè)均衡器的所述已濾波輸出信號(hào)；以及至少部分根據(jù)所述多個(gè)誤差信號(hào)從所述多個(gè)均衡器的所述多個(gè)確定值之中選取確定值。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于還包括至少部分根據(jù)所述多個(gè)誤差信號(hào)的子集來(lái)減低所述多個(gè)均衡器的子集的功率消耗。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，各個(gè)信道特定自適應(yīng)濾波器的可變?yōu)V波器系數(shù)至少部分根據(jù)相應(yīng)信道的唯一值來(lái)配置。
25.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述光數(shù)據(jù)流的可能參數(shù)從包含以下各項(xiàng)的組中選取激光類型、激光溫度、傳輸速率、傳輸波長(zhǎng)、色散的類型、數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x、光纖的類型、發(fā)射激光的類型、發(fā)射激光的溫度、光纖的溫度、信號(hào)入口以及外部調(diào)制器的類型。
全文摘要
一種減小數(shù)據(jù)流中干擾的方法包括利用第一均衡器對(duì)數(shù)據(jù)流濾波以輸出第一已濾波數(shù)據(jù)流。另外，采用第二均衡器對(duì)數(shù)據(jù)流濾波以創(chuàng)建第二已濾波數(shù)據(jù)流。然后確定基于第一已濾波數(shù)據(jù)流和第二已濾波數(shù)據(jù)流的一個(gè)或多個(gè)差錯(cuò)率。至少部分根據(jù)那些差錯(cuò)率，從第一已濾波數(shù)據(jù)流和第二已濾波數(shù)據(jù)流中選取已濾波數(shù)據(jù)流。門限值被確定，然后再與所選已濾波數(shù)據(jù)流比較，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)位。
文檔編號(hào)H04B10/00GK1732644SQ200380107964
公開日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2003年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月5日
發(fā)明者T·J·萊諾斯基, J·利普森, G·加亞雷塔 申請(qǐng)人:菲尼薩公司