背景技术:
1、在传递数字信息的网络中存在对更多带宽的不断增长的需求。帮助满足该需求的一种方式是使用多级光学信令。一种类型的多级光学信令使用脉冲幅度调制(pam),其中多个传输或光功率级(optical power level)用于在每个单位时间间隔(ui)期间传送多个比特(符号)。例如,pam4信令方案使用四个光功率级传输每个ui的两比特符号(例如,00、01、10和11)。
2、光功率级优选地彼此相等地间隔开,并且还优选的是随时间推移维持相等的间距。线性度是光功率级的间距变化的量度,并且线性值1指示级之间随时间的完美对称性(间距)。一般来说,等间距和线性功率级产生允许接收器更容易且准确地解析信号中的符号的良好界定的信号。
3、可以通过例如对多级信号进行重复采样并且在示波器上显示结果来监测功率级的间距,其中显示器的垂直轴表示信号相对于光功率级的幅度,并且水平轴表示时间。显示的结果通常被称为眼图(eye diagram)。
4、图1是pam4信号的眼图100的示例。这四个光功率级被标记为p0、p1、p2和p3。“底”眼102的高度(幅度)是p0与p1之间的差,“中”眼104的高度是p1与p2之间的差,并且“顶”眼106的高度是p2与p3之间的差。
5、通常使用由驱动器调制的某种类型的激光器或其他光信号发生器来生成多级光信号。对于pam4信号,存在三个驱动器,每对光功率级(例如,p0和p1)或每个眼有一个驱动器。
6、激光器的特征是光输出可以不是电流或电压的线性函数。例如,光输出的量还可以是工作温度的函数,该工作温度可以随时间而变化。激光斜率效率是激光输出(光功率)相对于输入功率的量度,并且激光斜率效率随着工作温度的增加而降低。而且,激光阈值(例如,激光发射开始时的电流)受到工作温度的强烈影响。因此,一般而言,激光器输出的光的量可随时间作为工作温度的函数而变化。如此,光功率级(例如,p0、p1、p2、和p3)与对应于那些功率级的眼高度之间的间距也可以变化并且因此可以不相等,如图1的示例中所示出的。不等间距和眼高度反映在眼图100的右侧的数字中,数字是从基值1开始的眼高度的任意测量。
7、在图1的示例中,顶眼106的高度(p2与p3之间的间距)相对于中眼104的高度减小,而底眼102的高度(p0与p1之间的间距)相对于中眼的高度增大。因此,顶眼106需要由其相应的驱动器进行更多的调制,从而使得其高度将与中眼104的高度相同。类似地,底眼102需要由其相应的驱动器进行的较少调制,使得其高度将与中眼104的高度相同。
8、顶眼高度、中眼高度和底眼高度典型地是彼此独立地进行调整以实现所希望的眼高度和线性度。这需要使用三组不同的调制输出摆动设置来补偿如上所述的工作温度改变的影响。调制输出摆动设置被存储在查找表(lut)中。因为独立地调整顶眼高度、中眼高度和底眼高度并且存在三组设置,所以需要三个lut。这可增加存储器存储要求和/或计算开销。用于独立地调整顶眼高度、中眼高度和底眼高度的其他常规方案也具有这些类型的缺点。
9、因此,所需要的是一种方法和/或设备,该方法和/或设备可以用于准确地调整眼高度和多级光信号的光功率级之间的间距,以便考虑到激光器的光输出可以随时间和温度而变化来维持相等的眼高度和光功率级之间的相等间距。
技术实现思路
1、根据本公开内容的实施例引入解决缺点并且满足上述需要的方法(过程)和设备(电路和系统)。
2、在实施例中,多级光信号(例如,多级脉冲幅度调制(pam)信号)是用诸如激光器或另一种类型的光信号发生器之类的源生成的。对多级光信号进行采样以生成眼图。当眼图中的眼具有不同的眼高度时,调整多级光信号。更具体地,确定第一值。例如,可以通过从查找表(lut)中选择该第一值来确定该第一值,或者可以基于与由该源生成的光的光功率的量度相对应的反馈信号来确定该第一值(本文被称为闭环调制控制)。使用第一值来调整多级光信号的第一眼的高度。将第一值乘以存储的因子以产生第二值,使用第二值来调整多级光信号的第二眼的高度,并且对于任何其他眼依此类推。其结果是,眼高度相同。
3、当光信号的光功率级不是相等地间隔开时,这些光功率级被类似地调整。更具体地,确定第一值(例如,从lut或基于如上所述的反馈信号)。将第一值乘以存储的因子以产生第二值。使用该第一值来调整第一对光功率级之间的间距,使用该第二值来调整第二对光功率级之间的间距,对于任何其他对光功率级,以此类推。作为那些调整的结果,光功率级相等地间隔开。
4、在实施例中,多级光信号或pam信号是pam4信号。在这类实施例中,该第一值可以乘以存储的一个或更多个因子以产生可以用于调整多于两个眼高度或多对光功率级的一个或更多个值。换言之,根据本公开的实施例可扩展至使用多于四个光功率级的实施方式。
5、根据本公开的实施例因此消除了对三个lut的需要,用单个lut或用闭环调制控制(不需要lut)来替换这三个lut,从而减少了存储器存储要求和计算开销,同时仍然精确地调整眼高度和多级光信号的光功率级之间的间距并且维持相等的眼高度和光功率级之间的相等间距,即使在激光器或其他光信号发生器的光输出随时间和温度变化时也是如此。
6、根据本公开的实施例还简化了闭环调制控制的实施方式,因为该控制环仅需要响应于激光斜率效率的变化而调整一个眼高度或一对光功率级,因为其他眼高度/光功率级将随着该调整而自动缩放(使用如上所述的所存储的因子)以维持激光器或其他光信号发生器的光输出的线性度。
7、在阅读以下在各个附图中示出的实施例的详细说明之后,本领域普通技术人员将认识到本发明的各个实施例的这些和其他目的和优点。
1.一种方法,包括:
2.如权利要求1所述的方法,其中所述多级光信号包括脉冲幅度调制4级(pam4)信号,并且其中所述方法进一步包括:
3.如权利要求1所述的方法,进一步包括:利用选自由以下各项所组成的组中的源生成所述多级光信号:电吸收调制激光器;直接调制激光器;马赫-曾德尔调制激光器;以及垂直腔面发射激光器。
4.如权利要求1所述的方法,其中所述调整所述第一眼的高度以及所述调整所述第二眼的高度包括:
5.如权利要求1所述的方法,其中调整所述第一眼的高度以及所述调整所述第二眼的高度中的每一者包括调制所述多级光信号的源的电流。
6.如权利要求1所述的方法,其中调整所述第一眼的高度以及调整所述第二眼的高度中的每一者包括调制所述多级光信号的源的电压。
7.如权利要求1所述的方法,进一步包括:从包括多个温度相关值的查找表选择所述第一值,所述多个温度相关值包括所述第一值。
8.如权利要求1所述的方法,进一步包括:
9.一种方法,包括:
10.如权利要求9所述的方法,其中所述pam信号包括脉冲幅度调制4级(pam4)信号,并且其中所述方法进一步包括:
11.如权利要求9所述的方法,其中通过选自由以下各项组成的组的源生成所述pam信号:电吸收调制激光器;直接调制激光器;马赫-曾德尔调制激光器;以及垂直腔面发射激光器。
12.如权利要求9所述的方法,其中所述调整第一对光功率级之间的间距以及所述调整第二对光功率级之间的间距包括:
13.如权利要求9所述的方法,其中所述调整第一对光功率级之间的间距以及所述调整第二对光功率级之间的间距包括:
14.如权利要求9所述的方法,进一步包括:从包括多个温度相关值的查找表选择所述第一值,所述多个温度相关值包括所述第一值。
15.如权利要求9所述的方法,进一步包括:
16.一种耦合至多级脉冲幅度调制(pam)信号的源的电路,所述电路包括:
17.如权利要求16所述的电路,其中所述pam信号包括脉冲幅度调制4级(pam4)信号,其中所述多个设备进一步包括第三设备,其中所述第一输入乘以存储的因子以产生输入到所述第三设备的第三输入,并且其中所述第三设备调制到所述源的输入,以根据所述第三输入调整第三对光功率级之间的间距以等于所述第一对光功率级之间的间距。
18.如权利要求16所述的电路,其中所述源选自由以下各项组成的组:电吸收调制激光器;直接调制激光器;马赫-曾德尔调制激光器;以及垂直腔面发射激光器。
19.如权利要求16所述的电路,其中所述第一设备包括第一数模转换器(dac)和接收所述第一dac的输出的第一驱动器,并且其中所述第二设备包括第二dac和接收所述第二dac的输出的第二驱动器;
20.如权利要求15所述的电路,其中所述第一设备和所述第二设备分别调制到所述源的输入,其中所述输入选自由以下各项组成的组:到所述源的电压输入;到所述源的电流输入。