文獻標識碼: A
DOI: 10.19358/j.issn.2096-5133.2020.06.010
引用格式: 李喜,林福江. 一種高速大電流的PAM4光發(fā)射機設(shè)計[J].信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全,2020,39(6):53-57.
隨著當(dāng)今社會通信速度與容量的迅速增長,光纖通信相比傳統(tǒng)的電通信開始展現(xiàn)出巨大優(yōu)勢。光發(fā)射機將輸入電壓信號轉(zhuǎn)化為能調(diào)制激光器發(fā)光的電流信號,其作用在整個光纖通信系統(tǒng)中起著極其重要的作用。
在同等波特率下,四階脈沖幅度調(diào)制(Four-level Pulse Amplitude Modulation,PAM4)的比特率相比傳統(tǒng)的非歸零調(diào)制(Non-Return-to-Zero,NRZ)提高一倍,增大傳輸效率的同時降低了成本,PMA4技術(shù)已經(jīng)在超高速信號互連系統(tǒng)中得到了廣泛認可。但PAM4在實際應(yīng)用上尚存在兩個問題:一是PAM4的發(fā)射機的調(diào)制電流不夠大,使得激光器的消光比不夠大,從而使信號在光纖傳輸時產(chǎn)生誤碼;二是目前輸入數(shù)據(jù)信號編碼通常采用NRZ編碼,其調(diào)制產(chǎn)生的光信號在光纖傳輸中會顯著地受色散效應(yīng)影響造成碼間干擾,不適應(yīng)長距離傳輸。
本文提出的PAM4光發(fā)射機則能更好地適應(yīng)長距離光通信:首先采用SOI CMOS工藝,相比GaAs等工藝折中了成本與性能;其次輸出調(diào)制電流最大能達到120 mA,可以充分提高激光器的消光比;另外,設(shè)計了編碼轉(zhuǎn)換器,將輸入的非歸零編碼信號轉(zhuǎn)換為歸零型(Return-to-Zero,RZ)編碼的信號,調(diào)制的光信號更能忍受在光纖傳播時的非線性和色散效應(yīng),從而更好地適應(yīng)長距離光通信。
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作者信息:
李 喜,林福江
(中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 微電子學(xué)院,安徽 合肥230026)