KREUZVERWEIS AUF KORRESPONDIERENDE ANMELDUNGENCROSS REFERENCE TO CORRESPONDING APPLICATIONS
Diese Anmeldung ist eine „Continuation-in-Part” von und beansprucht die Vorteile der U. S. Patentanmeldung Nr. 14/020,399, die am 6. September 2013 eingereicht worden ist und den Titel „Multi-Level Decoder with Skew Correction” („Mehrstufiger Dekodierer mit Verzerrungskorrektur”) trägt, deren gesamte Offenbarung hiermit durch Verweis hierin aufgenommen wird.This application is a continuation-in-part of and claims the benefit of US Patent Application No. 14 / 020,399, filed Sep. 6, 2013, entitled "Multi-Level Decoder with Skew Correction." with distortion correction "), the entire disclosure of which is hereby incorporated herein by reference.
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Offenbarung ist allgemein auf Datenübertragung und -Empfang gerichtet, und insbesondere auf Mechanismen zur Verwendung in auf der Optik von Lichtleitfasern beruhenden Datenübertragungssystemen.The present disclosure is generally directed to data transmission and reception, and more particularly to mechanisms for use in optically based optical fiber communication systems.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Datenübertragungen in optischen Kommunikationssystemen von Unternehmen haben sich nicht auf übermäßig komplizierte Kodier- und/oder Dekodier-Schemata verlassen, weil die Technologie mehr als ausreichend war, um gewünschte Datenübertragungsraten zu unterstützen. Weil jedoch Recheneinrichtungen schneller werden und der Bedarf für größere Datenübertragungsraten realisiert wird, werden die physikalischen Beschränkungen von optischen Einrichtungen ein beschränkender Faktor. Dementsprechend werden optische Kommunikationssysteme beginnen, in Richtung auf die Verwendung von komplizierteren Kodier- und Dekodier-Schemata zu gehen.Data transfers in enterprise optical communications systems have not relied on overly complicated coding and / or decoding schemes because the technology was more than sufficient to support desired data transfer rates. However, as computing devices become faster and the need for higher data rates is realized, the physical limitations of optical devices become a limiting factor. Accordingly, optical communication systems will begin to move towards the use of more complicated coding and decoding schemes.
Pulsamplitudenmodulation (PAM) ist eine Form von Signalmodulation, bei der die Nachrichteninformation in der Amplitude von einer Folge von Signalpulsen kodiert ist. Es ist ein Pulsmodulationsschema, in dem die Amplituden einer Folge von Trägerpulsen gemäß dem Abtastwert des Nachrichtensignals variiert werden. Eine Demodulation eines PAM-kodierten Signals wird durch Detektieren der Amplitudenstufe (oder des Amplitudenniveaus) des Trägers in jeder Symbolperiode ausgeführt.Pulse amplitude modulation (PAM) is a form of signal modulation in which the message information is encoded in amplitude by a train of signal pulses. It is a pulse modulation scheme in which the amplitudes of a train of carrier pulses are varied according to the sample of the message signal. Demodulation of a PAM coded signal is performed by detecting the amplitude level (or amplitude level) of the carrier in each symbol period.
In einer auf PAM-4 beruhenden optischen Verbindung werden zwei gemäß Nicht-Rückkehr-auf-Null (NRZ, Non-Return-to-Zero) kodierte, zweistufige Signale in einem PAM-4 Kodierer zusammenkombiniert, um ein einzelnes vierstufiges PAM Signal zu erzeugen. Das PAM-4 Signal ist das Signal, das letztlich über ein Kommunikationsnetzwerk (z. B. über Lichtleitfaser-Optik) übertragen wird. Ein Vorteil eines PAM-4 Kodierschemas ist, dass der vierstufige Kode dasselbe Baud (oder Symbolrate) von jedem der beiden NRZ Kodes verwendet, während zweimal die Information von jedem enthalten ist. Dies ist eine attraktive Lösung, wenn die Komponenten der Verbindung baudratenlimitiert sind, so wie das für Lichtleitfaser-Verbindungen mit sehr hohen Geschwindigkeiten häufig der Fall ist.In a PAM-4 based optical link, two non-return-to-zero (NRZ) encoded two-stage signals are combined together in a PAM-4 encoder to produce a single four-level PAM signal , The PAM-4 signal is the signal that is ultimately transmitted over a communication network (eg via optical fiber optics). An advantage of a PAM-4 coding scheme is that the four-level code uses the same baud (or symbol rate) of each of the two NRZ codes while containing twice the information of each. This is an attractive solution if the components of the connection are baud rate limited, as is often the case for very high speed optical fiber connections.
Herkömmliche PAM-4 Signalgebung hat ein strenges Linearitätserfordernis. Insbesondere war jedes PAM-Signal (z. B. PAM-N, wobei N eine Ganzzahl größer oder gleich 4 ist) herkömmlich auf das Erfordernis beschränkt, dass jede Signalstufe von benachbarten Signalstufen gleichförmig beabstandet ist. Ein herkömmlicher PAM-4 Kodierer übersetzt zwei NRZ Signale (DA und DB) in ein PAM-4 Signal über eine Tabelle, wie sie in 1A gezeigt ist, wobei ein konstanter Wert, Ds, verwendet wird, um den Abstand zwischen benachbarten Stufen zu definieren. Mit anderen Worten und wie in 1B gezeigt, führt die Basisstufe, bei der DA und DB beide „0” sind, zu einem PAM-4 Signal von V0. Die nächste Stufe, bei der DA „0” ist, DB jedoch „1” ist, führt zu einem PAM-4 Signal von V0 + Ds. Jede nachfolgende Stufe ist um die Konstante, Ds, höher als die vorausgehende Stufe.Conventional PAM-4 signaling has a strict linearity requirement. In particular, any PAM signal (eg, PAM-N, where N is an integer greater than or equal to 4) has conventionally been limited to the requirement that each signal stage be equally spaced from adjacent signal stages. A conventional PAM-4 encoder translates two NRZ signals (DA and DB) into a PAM-4 signal via a table as shown in FIG 1A with a constant value, Ds, being used to define the distance between adjacent stages. In other words and as in 1B As shown, the base stage where DA and DB are both "0" results in a PAM-4 signal of V0. The next stage, where DA is "0" but DB is "1", results in a PAM-4 signal of V0 + Ds. Each succeeding stage is higher than the previous stage by the constant, Ds.
Ein PAM-4 Empfänger dekodiert dann das von dem Kodierer empfangene PAM-4 Signal, und stellt die ursprünglichen (originalen) zwei NRZ (DA und DB) Datenströme wieder her. Der Empfänger tastet das PAM-4 Signal zu N-1 Abtastpunkten (z. B. bei drei Punkten in einem PAM-4 Signal) zu einer gemeinsamen Abtastzeit (z. B. ts) ab und führt eine zu der Kodiertabelle in der 1A inverse Abbildung aus. Auf diese Weise verhält sich der PAM-4 Kodierer in vielerlei Hinsicht wie ein Digital-Analog-Wandler und der PAM-4 Empfänger verhält sich in vielerlei Hinsicht wie ein Analog-Digital-Wandler.A PAM-4 receiver then decodes the PAM-4 signal received from the encoder, and restores the original (original) two NRZ (DA and DB) data streams. The receiver samples the PAM-4 signal to N-1 sample points (e.g., at three points in a PAM-4 signal) at a common sample time (eg, ts) and supplies one to the encoding table in the 1A inverse image. In this way, the PAM-4 encoder behaves like a digital-to-analog converter in many ways, and the PAM-4 receiver behaves like an analog-to-digital converter in many ways.
Die strenge Linearität des Kodierens und des Abtastens funktionieren gut für rein elektronische Systeme, deren Verhalten relativ linear ist, jedoch liefert die strenge Linearität in optischen Systemen eine Anzahl von Problemen aufgrund von Nicht-Idealitäten und dem nicht-linearen Verhalten von optischen Komponenten.The strict linearity of coding and sampling work well for purely electronic systems whose behavior is relatively linear, but the strict linearity in optical systems provides a number of problems due to non-idealities and the non-linear behavior of optical components.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die vorliegende Offenbarung wird im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren beschrieben, die nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind:The present disclosure will be described in conjunction with the accompanying drawings, which are not necessarily drawn to scale:
1A zeigt eine herkömmliche PAM-4 Kodiertabelle. 1A shows a conventional PAM-4 coding table.
1B zeigt Signale, die durch ein Kodieren gemäß der Tabelle aus der 1A ausgegeben werden. 1B shows signals obtained by coding according to the table of FIG 1A be issued.
2A zeigt eine PAM-4 Kodiertabelle gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 2A FIG. 12 shows a PAM-4 encoding table according to embodiments of the present disclosure. FIG.
2B zeigt Stufen eines PAM-4 Signals, das durch optische Komponenten erzeugt worden ist, deren Verhalten auf höheren Stufen nicht-linear und/oder nicht-ideal ist, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 2 B FIG. 12 shows stages of a PAM-4 signal generated by optical components whose higher-level behavior is non-linear and / or non-ideal, according to embodiments of the present disclosure.
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Datenübertragungssystem gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt. 3 FIG. 10 is a block diagram showing a data transmission system according to embodiments of the present disclosure. FIG.
4 zeigt Komponenten eines Kodierers gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 4 shows components of an encoder according to embodiments of the present disclosure.
5 zeigt Komponenten eines Dekodierers gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 5 shows components of a decoder according to embodiments of the present disclosure.
6 zeigt eine verbesserte Abtasttechnik zum Dekodieren eines PAM-4 kodierten Signals gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 6 shows an improved sampling technique for decoding a PAM-4 encoded signal according to embodiments of the present disclosure.
7 zeigt einen ersten Empfängeraufbau zum Erzielen des Dekodierens aus der 6. 7 shows a first receiver structure for achieving the decoding of the 6 ,
8 zeigt einen zweiten Empfängeraufbau zum Erzielen des Dekodierens aus der 6, 8th shows a second receiver structure for achieving the decoding from the 6 .
9 zeigt einen dritten Empfängeraufbau zum Erzielen des Dekodierens aus der 6. 9 shows a third receiver structure for achieving the decoding of the 6 ,
10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Kodierverfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt. 10 FIG. 10 is a flowchart showing a coding method according to embodiments of the present disclosure. FIG.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Dekodierverfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt. 11 FIG. 10 is a flowchart showing a decoding method according to embodiments of the present disclosure. FIG.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden hierin mit Verweis auf die Zeichnungen beschrieben, die schematische Veranschaulichungen von idealisierten Konfigurationen sind.Various aspects of the present disclosure are described herein with reference to the drawings, which are schematic illustrations of idealized configurations.
Während bestimmte Beispiele von Systemen und Verfahren mit Verweis auf ein bestimmtes mehrstufiges digitales Kodierungsschema beschrieben werden, sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht derartig beschränkt. Genauer gesagt sollte gewertschätzt werden, dass während bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit einem PAM-4 Signal gezeigt und beschrieben werden, Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auf Systeme, die eine PAM-4 Kodierung verwenden, nicht beschränkt sind. Stattdessen haben Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine Anwendbarkeit auf komplizierte Kodierschemata. Die Beispiele eines PAM-4 Kodierungsschemas sind dazu gedacht, ein leicht verständliches Beispiel oder einen Satz von Beispielen bereitzustellen. Es sollte gewertschätzt werden, dass die hierin offenbarten Konzepte auf jede Art von mehrstufigen Kodierschemata angewendet werden können (z. B. PAM-5, PAM-6, PAM-8, ..., PAM-32, usw.).While certain examples of systems and methods are described with reference to a particular multi-level digital encoding scheme, embodiments of the present disclosure are not so limited. More particularly, it should be appreciated that while particular embodiments of the present disclosure are shown and described in conjunction with a PAM-4 signal, embodiments of the present disclosure are not limited to systems utilizing PAM-4 encoding. Instead, embodiments of the present disclosure have applicability to complicated coding schemes. The examples of a PAM-4 coding scheme are intended to provide an easily understandable example or set of examples. It should be appreciated that the concepts disclosed herein may be applied to any type of multi-level coding schemes (eg, PAM-5, PAM-6, PAM-8, ..., PAM-32, etc.).
Des Weiteren sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht notwendigerweise auf Systeme, die einen Laser zum Modulieren der Signale einsetzen, beschränkt. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen verweisen auf die Verwendung von Lasern zur Signalmodulation, weil beobachtet worden ist, dass Laser und Laserdioden verschiedene nicht-lineare Verhalten und/oder nicht-ideale Verhalten auf verschiedenen Stufen (z. B. verschiedenen Übertragungsspannungen) aufweisen. Es sollte für Fachleute jedoch offensichtlich sein, dass Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarungen nicht auf Kommunikationssysteme, die Laser zur Signalmodulation und/oder Demodulation einsetzen, beschränkt sind.Further, embodiments of the present disclosure are not necessarily limited to systems employing a laser to modulate the signals. The embodiments described herein point to the use of lasers for signal modulation because it has been observed that lasers and laser diodes exhibit different non-linear behaviors and / or non-ideal behaviors at various stages (eg, different transmission voltages). However, it should be apparent to those skilled in the art that embodiments of the present disclosure are not limited to communication systems employing signal modulation and / or demodulation lasers.
Während ein mehrstufiges Kodieren (oder Kodieren mit mehreren Niveaus) nützlich ist zum Erhöhen der Datenübertragungsrate eines Kommunikationssystems, ist der für diese Kodiertechnik bezahlte Preis die zusätzliche Komplexität des Einführens des mehrstufig (oder auf mehreren Niveaus) kodierten Signals am Übertragungsende und das genaue Dekodieren des Signals am empfangenden Ende. Genauer gesagt, und als nicht-beschränkendes Beispiel, treten Komplikationen beim Dekodieren auf, wenn die optische Modulation, die das optische PAM-4 Signal erzeugt, durch direktes Modulieren eines Lasers zugeführt wird. Aufgrund des inhärenten nicht-linearen und/oder nicht-idealen Verhaltens von Halbleiterlasern ist die Modulationsgeschwindigkeit des Lasers von dem Treiberniveau des (elektrischen) Stroms, der das Modulationssignal zuführt, abhängig,While multi-level (or multi-level) encoding is useful for increasing the data transmission rate of a communication system, the price paid for this encoding technique is the added complexity of introducing the multi-level (or multi-level) encoded signal at the transmitting end and accurately decoding the signal at the receiving end. More specifically, and as a non-limiting example, complications in decoding occur when the optical modulation that produces the PAM-4 optical signal is supplied by directly modulating a laser. Due to the inherent non-linear and / or non-ideal behavior of semiconductor lasers, the modulation speed of the laser is dependent on the driver level of the (electric) current supplying the modulation signal.
Zusätzlich zu Nicht-Idealitäten, die durch den Laser eines optischen Kommunikationssystems eingeführt werden, sind andere Komponenten dafür bekannt, dass sie weitere Nicht-Idealitäten und/oder Nicht-Linearitäten in das System einführen, wodurch die herkömmliche Technik des Kodierens und Dekodierens (wo eine strenge Linearität erforderlich ist) weniger wünschenswert werden. Beispiele derartiger Nicht-Idealitäten und/oder Nicht-Linearitäten umfassen die Linearität (oder das Fehlen derselben) der Lasertreiber LI-Kennlinien, die Asymmetrie (oder das Fehlen derselben) der dynamischen Antwort der Laserdiode, die zu verschiedenen und stufenabhängigen Anstiegs- und Abfall-Zeiten führt, die Nicht-Linearität des Fotodetektors und des Transimpedanzverstärkers (TIA, transimpedance amplifier), das stufenabhängige (oder niveauabhängige) Rauschen auf dem übertragenen PAM-4 Signal, usw.In addition to non-idealities introduced by the laser of an optical communication system, other components are known to introduce further non-idealities and / or non-linearities into the system, thereby simplifying the conventional technique of encoding and decoding (where a strict linearity is required) become less desirable. Examples of such non-idealities and / or non-linearities include the linearity (or lack thereof) of the laser driver LI characteristics, the asymmetry (or lack thereof) of the dynamic response of the laser diode resulting in different and level-dependent rise and fall times, the non-linearity of the photodetector and transimpedance amplifier (TIA, transimpedance amplifier), the step-dependent (or level-dependent) noise on the transmitted PAM-4 signal, etc.
In einer PAM-4 Situation impliziert dies, dass die Antwort des Lasers auf den obersten Stufen (oder Niveaus) am schnellsten und auf den untersten Stufen (oder Niveaus) am langsamsten ist. Dies erzeugt sowohl eine Verzerrung in den optischen Augen als auch einen Versatz in der Ankunftszeit am empfangenden Ende der Kommunikationsverbindung. Wie in der 2B gezeigt, ist zusätzlich das in das PAM-4 Signal eingeführte Rauschen stufenabhängig. Genauer gesagt hat die Spannung, die für die höchste Stufe des PAM-4 Signals erzeugt wurde, mehr Rauschen als die Spannungen der niedrigeren Stufen, die von derselben Laserdiode erzeugt wurden.In a PAM-4 situation, this implies that the laser's response is fastest at the highest levels (or levels) and slowest at the lowest levels (or levels). This produces both distortion in the optical eyes as well as an offset in arrival time at the receiving end of the communication link. Like in the 2 B In addition, the noise introduced into the PAM-4 signal is step-dependent. More specifically, the voltage generated for the highest level of the PAM-4 signal has more noise than the lower level voltages generated by the same laser diode.
Demgemäß schlagen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung die Fähigkeit vor, das nicht-lineare und/oder nicht-idealistische Verhalten der Komponenten in einem optischen System, das PAM-N Signale verwendet, zu berücksichtigen und in einigen Situationen zu neutralisieren.Accordingly, embodiments of the present disclosure suggest the ability to account for and in some situations neutralize the non-linear and / or non-idealistic behavior of the components in an optical system using PAM-N signals.
SIGNALKODIERUNG UND ÜBERTRAGUNGSIGNAL CODING AND TRANSMISSION
Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist, das von einem Laser (oder irgendeiner anderen Komponente, die ein ähnliches Verhalten zeigt) bei den höheren Spannungen erzeugte, zunehmende Rauschen zu kompensieren. 2A zeigt eine Kodiertabelle, die gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann. Genauer gesagt, entspannt das hierin vorgeschlagene Kodierungsschema die strengen Linearitätsbedingungen, die früher PAM-4 Systemen auferlegt waren. Noch genauer gesagt, verwendet das PAM-4 Signal, das für die verschiedenen DA- und DB-Werte erzeugt wird, eine nicht-gleichförmige Kodierung. Als ein Beispiel entspricht die niedrigste Stufe (oder Niveau) des PAM-4 Signals einer Bedingung, wo DA und DB beide „0” sind. Unter dieser Bedingung wird ein Kodierer der vorliegenden Offenbarung ein PAM-4 Signal erzeugen, das eine Spannung gleich zu V00 hat. Die nächste Stufe (oder Niveau) des PAM-4 Signals entspricht einer Bedingung, wo DA „0” ist, DB jedoch „1” ist. Unter dieser Bedingung wird ein Kodierer der vorliegenden Offenbarung ein PAM-4 Signal erzeugen, das eine Spannung gleich wie V01 hat. In Fortsetzung der Tabelle aus der 2A entspricht die nächste Stufe (oder Niveau) des PAM-4 Signals einer Bedingung, wo DA „1” ist, DB jedoch „0” ist. Die von dem Kodierer unter dieser Bedingung erzeugte Spannung entspricht V10. Schließlich entspricht die höchste Stufe (oder Niveau) des PAM-4 Signals einer Bedingung, wo sowohl DA als auch DB „1” sind. Unter dieser Bedingung wird ein Kodierer der vorliegenden Offenbarung ein PAM-4 Signal erzeugen, das eine Spannung gleich wie V11 hat.A first aspect of the present disclosure is to compensate for the increasing noise generated by a laser (or any other component exhibiting similar behavior) at the higher voltages. 2A FIG. 12 shows an encoding table that may be used in accordance with embodiments of the present disclosure. FIG. More specifically, the encoding scheme proposed herein relaxes the stringent linearity constraints previously imposed on PAM-4 systems. More specifically, the PAM-4 signal generated for the various DA and DB values uses non-uniform coding. As an example, the lowest level (or level) of the PAM-4 signal corresponds to a condition where DA and DB are both "0". Under this condition, an encoder of the present disclosure will generate a PAM-4 signal having a voltage equal to V00. The next stage (or level) of the PAM-4 signal corresponds to a condition where DA is "0" but DB is "1". Under this condition, an encoder of the present disclosure will generate a PAM-4 signal having a voltage equal to V01. In continuation of the table from the 2A the next level (or level) of the PAM-4 signal corresponds to a condition where DA is "1" but DB is "0". The voltage generated by the encoder under this condition corresponds to V10. Finally, the highest level (or level) of the PAM-4 signal corresponds to a condition where both DA and DB are "1". Under this condition, an encoder of the present disclosure will generate a PAM-4 signal having a voltage equal to V11.
Im Gegensatz zu dem PAM-4 Kodieren aus dem Stand der Technik und der Kodierungstabelle aus der 1A ist die Differenz zwischen der Spannung, die für die niedrigste Stufe erzeugt wird, und ihrer benachbarten Stufe (z. B. die zweitniedrigste Stufe) nicht notwendigerweise dieselbe wie die Differenz zwischen der Spannung, die für die höchste Stufe erzeugt wird, und ihrer benachbarten Stufe (z. B. die zweithöchste Stufe). Gleichermaßen ist die Differenz zwischen der Spannung, die für die zweite und die dritte Stufe des PAM-4 Signals erzeugt wird, nicht notwendigerweise dieselbe wie die Differenzen zwischen Spannungen für irgendein anderes Paar von Stufen in dem PAM-4 Signal. Genauer gesagt schlagen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung einen PAM-N Kodierer vor, der Spannungen auf jeder aufeinanderfolgenden Stufe um mehr als einen konstanten Wert vergrößert. Mit Verweis zurück auf das Beispiel der 2A und 2B kann der Unterschied zwischen V00 und V01 einer ersten Differenz entsprechen (z. B. DS1), der Unterschied zwischen V01 und V10 kann einer zweiten Differenz entsprechen (z. B. DS2), und der Unterschied zwischen V10 und V11 kann einer dritten Differenz entsprechen (z. B. DS3). In einem nicht-beschränkenden Beispiel kann der PAM-4 Kodierer die verschiedenen Stufen des PAM-4 Signals gemäß der folgenden Regel kodieren: DS3 > DS2 > DS1. Durch Vergrößern der Differenz zwischen jeder aufeinanderfolgenden Stufe in dem PAM-N Signal kann der Kodierer das Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR, signal-to-noise ratio) der PAM-N Signalgebung verbessern. Folgt man einem derartigen Kodierungsschema, führt dies zu einer Verkleinerung der übertragenen Stufen für die am wenigsten verrauschten Symbole, um einen konstanten Spitze-zu-Spitze-Hub (peak-to-peak swing) aufrechtzuerhalten.In contrast to the PAM-4 coding from the prior art and the coding table from the 1A For example, the difference between the voltage generated for the lowest level and its adjacent level (eg, the second lowest level) is not necessarily the same as the difference between the voltage generated for the highest level and its adjacent level (eg the second highest level). Likewise, the difference between the voltage generated for the second and third stages of the PAM-4 signal is not necessarily the same as the differences between voltages for any other pair of stages in the PAM-4 signal. More specifically, embodiments of the present disclosure propose a PAM-N encoder that increases voltages at each successive stage by more than a constant value. With reference back to the example of 2A and 2 B For example, the difference between V00 and V01 may correspond to a first difference (eg, DS1), the difference between V01 and V10 may correspond to a second difference (eg, DS2), and the difference between V10 and V11 may correspond to a third difference (eg DS3). In a non-limiting example, the PAM-4 encoder may encode the various stages of the PAM-4 signal according to the following rule: DS3>DS2> DS1. By increasing the difference between each successive stage in the PAM-N signal, the encoder can improve the signal-to-noise ratio (SNR) of PAM-N signaling. Following such a coding scheme results in a reduction of the transmitted levels for the least noisy symbols to maintain a constant peak-to-peak swing.
Mit anderen Worten schlagen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung vor, einen nicht-gleichförmigen PAM-N Kodierer zu verwenden, der eingegebene digitale Signale (z. B. zwei NRZ Signale in einer PAM-4 Situation) in ein PAM-N Signal übersetzt, das unterschiedliche Abstände zwischen mindestens zwei benachbarten Stufen aufweist. Folgt man dem vorgeschlagenen Kodierungsverhalten des Entspannens der Linearitätsbedingungen des integrierten Schaltkreises (IC) des Lasertreibers, kann das Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR, signal-to-noise ratio) und die Bit-Fehlerrate (BER, bit error rate) des Systems dramatisch verbessert werden. Dementsprechend können die Nicht-Idealitäten und/oder das nicht-lineare Verhalten des Systems mit einem nicht-gleichförmigen Kodierungsschema kompensiert werden.In other words, embodiments of the present disclosure propose using a non-uniform PAM-N encoder that translates input digital signals (eg, two NRZ signals in a PAM-4 situation) into a PAM-N signal that is different Has distances between at least two adjacent stages. Following the proposed encoding behavior of relaxing the linearity conditions of the integrated circuit (IC) of the laser driver, the signal-to-noise ratio (SNR) and the bit error rate (BER) of the Systems are dramatically improved. Accordingly, the non-idealities and / or the non-linear behavior of the system can be compensated with a non-uniform coding scheme.
Zusätzlich zum Verbessern der Systemperformanz durch Implementieren eines neuen Kodierungsschemas, kann es auch möglich sein, die Systemperformanz an der Übertragungsseite durch Verwenden einer verbesserten Treiberkonfiguration zu verbessern. Demgemäß und mit Verweis nun auf die 3–5 werden Einzelheiten einer verbesserten Systemkonfiguration, die einen verbesserten Treiber aufweist, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, beschrieben. Es sollte gewertschätzt werden, dass die hierin beschriebene, verbesserte Systemkonfiguration alleine oder in Kombination mit dem oben mit Verweis auf die 2A und 2B beschriebenen, nicht-gleichförmigen Kodierungsverhalten verwendet werden kann. In addition to improving system performance by implementing a new coding scheme, it may also be possible to improve system performance at the transmitting side by using an improved driver configuration. Accordingly and with reference now to the 3 - 5 For example, details of an improved system configuration having an improved driver in accordance with embodiments of the present disclosure will be described. It should be appreciated that the improved system configuration described herein, alone or in combination with that described above with reference to FIGS 2A and 2 B described, non-uniform coding behavior can be used.
Mit Verweis nun auf 3 werden Komponenten eines Datenübertragungssystems 300 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Das Datenübertragungssystem 300 ist so gezeigt, dass es einen Übertrager 304 und einen Empfänger 308, die über eine optische Lichtleitfaserverbindung 312 verbunden sind, umfasst. Die Länge der optischen Lichtleiterfaserverbindung 312 kann so kurz sein wie einige Meter oder so lang wie mehrere Kilometer. Der Übertrager 304 und/oder der Empfänger 308 können einem gewöhnlichen Computernetzwerk zugeordnet sein oder können durch ein oder mehr Kommunikationsnetzwerke getrennt sein. In einigen Ausführungsformen können der Übertrager 304 und/oder der Empfänger 308 in einer Signalerhöhungsstation (signal boosting station) betrieben werden, anstatt dass sie in einem Rechennetzwerk eingebaut sind.With reference now to 3 become components of a data transmission system 300 according to embodiments of the present disclosure. The data transmission system 300 is shown to be a transformer 304 and a receiver 308 , which have an optical fiber connection 312 are connected. The length of the optical fiber link 312 can be as short as a few meters or as long as several kilometers. The transformer 304 and / or the recipient 308 may be associated with a common computer network or may be separated by one or more communication networks. In some embodiments, the transmitter 304 and / or the recipient 308 in a signal boosting station instead of being installed in a computer network.
In einigen Ausführungsformen empfängt der Übertrager 304 ein Eingangssignal 324 von irgendeiner Recheneinrichtung oder von einer anderen Lichtleitfaserverbindung. Das Eingangssignal 324 kann in der Form eines digitalen Signals oder einer Mehrzahl von digitalen Signalen sein. Beispielsweise kann das Eingangssignal 324 zwei oder mehreren NRZ Signalen, die zwei unterschiedliche Abschnitte von Information darstellen, entsprechen. Der Übertrager 304 umfasst einen Kodierer 316, der dazu ausgelegt ist, das Eingangssignal 324 zu kodieren und das Signal zur Übertragung über die optische Lichtleitfaserverbindung 312 vorzubereiten. In einigen Ausführungsformen umfasst der Kodierer 316 einen Laser (z. B. Halbleiter-Laser) oder eine ähnliche Quelle kohärenten Lichts. Der Kodierer 316 kann durch einen Eingangsstrom getrieben sein, und in einigen Ausführungsformen kann der Kodierer 316 dazu ausgelegt sein, das Eingangssignal in ein mehrstufig kodiertes Signal, wie etwa ein PAM-N Signal, zu kodieren. Jedoch kann der Kodierer 316 das mehrstufig kodierte Signal inhärent verzerren oder andere Nicht-Idealitäten oder Nicht-Linearitäten in das PAM-N Signal einführen.In some embodiments, the transmitter receives 304 an input signal 324 from any computing device or from another optical fiber link. The input signal 324 may be in the form of a digital signal or a plurality of digital signals. For example, the input signal 324 two or more NRZ signals representing two different sections of information. The transformer 304 includes an encoder 316 which is designed to be the input signal 324 to encode and the signal for transmission over the optical fiber link 312 prepare. In some embodiments, the encoder includes 316 a laser (eg semiconductor laser) or a similar source of coherent light. The encoder 316 may be driven by an input current, and in some embodiments, the encoder 316 be configured to encode the input signal into a multi-level encoded signal, such as a PAM-N signal. However, the encoder can 316 inherently distort the multilevel coded signal or introduce other non-idealities or non-linearities into the PAM-N signal.
Das mehrstufig kodierte Signal kann dann von dem Kodierer 316 über die optische Lichtleitfaserverbindung 312 übertragen werden, wo das kodierte Signal bei dem Empfänger 308 empfangen wird. Der Empfänger 308 kann dazu ausgelegt sein, einen Dekodierer 320 einzusetzen, um das mehrstufig kodierte Signal zu dekodieren und ein entsprechendes Ausgangssignal 328 zu erzeugen, das den digitalen Signalen des Eingangssignals 324 (z. B. zwei oder mehr NRZ Signale) entsprechen kann. In einigen Ausführungsformen ist der Dekodierer 320 dazu ausgelegt, die von dem Kodierer 316 in das Signal eingefügte Verzerrung zu berücksichtigen oder in anderer Weise zu korrigieren. In einigen Ausführungsformen kann der Dekodierer 320 eine Mehrzahl von diskreten Dekodierungselementen umfassen, die jeweils dazu ausgelegt sind, unterschiedliche Stufen (oder Niveaus) des mehrstufig kodierten Signals, das von dem Kodierer 316 übertragen worden ist, abzutasten.The multi-level encoded signal may then be provided by the encoder 316 over the optical fiber link 312 where the coded signal is at the receiver 308 Will be received. The recipient 308 may be designed to be a decoder 320 to decode the multi-level coded signal and a corresponding output signal 328 to generate the digital signals of the input signal 324 (eg, two or more NRZ signals). In some embodiments, the decoder is 320 designed to be that of the encoder 316 to take into account or otherwise correct distortion introduced in the signal. In some embodiments, the decoder 320 a plurality of discrete decoding elements, each adapted to receive different levels (or levels) of the multi-level encoded signal from the encoder 316 has been transmitted, to be sampled.
Mit Verweis nun auf 4, können zusätzliche Einzelheiten von Komponenten, die gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in dem Übertrager 304 enthalten sein können, und genauer gesagt in dem Kodierer 316 enthalten sein können, beschrieben werden. In einigen Ausführungsformen kann das Übertragungssystem 404 dem Kodierer 316 direkt entsprechen. In anderen Ausführungsformen kann das Übertragungssystem 404 einer Teilkomponente des Kodierers 316 entsprechen.With reference now to 4 13, additional details of components that may be included in the transmitter according to embodiments of the present disclosure 304 may be included, and more specifically in the encoder 316 may be described. In some embodiments, the transmission system 404 the encoder 316 directly correspond. In other embodiments, the transmission system 404 a subcomponent of the encoder 316 correspond.
Das Übertragungssystem 404 ist so gezeigt, dass es zwei Sätze von Teilkomponenten aufweist, nämlich einen integrierten Treiberschaltkreis (gearbox IC) 408 und einen Lasertreiber 412. Während der Rest dieses Beispiels im Zusammenhang mit Schaltkreisen beschrieben wird, die dazu ausgelegt sind, einen Laser, eine Laserdiode oder einen oberflächenemittierenden Diodenlaser (VCSEL, vertical cavity surface-emitting laser) zu treiben, sollte gewertschätzt werden, dass Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht derart beschränkt sind. Tatsächlich kann die Lichtquelle, die verwendet wird, um das Signal über die optische Lichtleitfaserverbindung 312 zu übertragen, irgendeiner oder einer Ansammlung von Einrichtungen entsprechen, die in der Lage ist/sind, Licht zu übertragen. Des Weiteren, obwohl der integrierte Treiberschaltkreis 408 so gezeigt ist, dass er dazu ausgelegt ist, zwei getrennte Eingangssignale zur Übertragung an den Lasertreiber 412 aufzubereiten, können die Komponenten des Übertragungssystems 404 multipliziert werden, um eine größere Anzahl von Signalen aufzunehmen. Das folgende Beispiel wird zur Einfachheit des Verständnisses im Zusammenhang mit dem Kodieren von zwei NRZ Signalen in ein PAM-4 Signal beschrieben.The transmission system 404 is shown as having two sets of sub-components, namely an integrated driver circuit (gearbox IC) 408 and a laser driver 412 , While the remainder of this example will be described in the context of circuits designed to drive a laser, a laser diode, or a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), it should be appreciated that embodiments of the present disclosure are not so are limited. In fact, the light source used can be the signal over the optical fiber link 312 to correspond to any or a collection of devices capable of transmitting light. Furthermore, although the integrated driver circuit 408 is shown as being adapted to provide two separate input signals for transmission to the laser driver 412 can prepare the components of the transmission system 404 be multiplied to accommodate a larger number of signals. The following example is described for ease of understanding in the context of encoding two NRZ signals into one PAM-4 signal.
In dem gezeigten Beispiel ist der integrierte Treiberschaltkreis 408 so gezeigt, dass er ein Paar von Entzerr-Equalizern (de-skew equalizer) 416, ein Paar von Kodierern 420, ein Entzerr- und Pfadanpassungsmodul 424 und einen Leitungstreiber 428 umfasst. Der Lasertreiber 412 ist so gezeigt, dass er ein Lasertreiber- und Stufensteuerungsmodul 432 und eine Lichtquelle 436 (z. B. Laser, Laserdiode, VCSEL, usw.) umfasst.In the example shown, the integrated driver circuit 408 so shown that he is a couple Equalizer Equalizers (de-skew equalizer) 416 , a couple of coders 420 , an equalization and path adjustment module 424 and a line driver 428 includes. The laser driver 412 is shown to be a laser driver and stage control module 432 and a light source 436 (eg, laser, laser diode, VCSEL, etc.).
Gemäß zumindest einiger Ausführungsformen ermöglicht es die vorgeschlagene Architektur des integrierten Treiberschaltkreises 408, dass der integrierte Treiberschaltkreis 408 mehrere Datenströme (z. B. einen ersten NRZ Datenstrom für DA und einen zweiten NRZ Datenstrom für DB) ausrichten und kodieren kann. Der Equalizer 416 und der Kodierer 420 bereiten die gesonderten Datenströme mit vergleichbaren Amplituden auf. Die NRZ Kodierer 420 geben dann die gesonderten Datenströme aus an das Entzerr- und Pfadanpassungsmodul 424, welches im Wesentlichen die Phasen der zwei Datenströme ausrichtet. Der Ausgang (oder die Ausgabe) des Entzerr- und Pfadanpassungsmoduls 424 wird dann dem Leitungstreiber 428 zugeführt, der zwei gesonderte Datenströme 414a, 414b an den Lasertreiber 412 ausgibt.In accordance with at least some embodiments, the proposed architecture of the integrated driver circuit enables 408 that the integrated driver circuit 408 align and encode multiple data streams (eg, a first NRZ data stream for DA and a second NRZ data stream for DB). The equalizer 416 and the encoder 420 prepare the separate data streams with comparable amplitudes. The NRZ encoders 420 then output the separate data streams to the equalizer and path adaptation module 424 which essentially aligns the phases of the two data streams. The output (or output) of the equalizer and path adaptation module 424 then becomes the line driver 428 supplied, the two separate data streams 414a . 414b to the laser driver 412 outputs.
Gemäß einiger Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist der integrierte Treiberschaltkreis 408 ein einzelner integrierter Schaltkreis, der seine Komponenten darin aufgenommen aufweist. Der Lasertreiber 412 kann mit dem integrierten Treiberschaltkreis 408 über zwei getrennte Kabel verbunden sein, von denen eines den ersten NRZ Datenstrom, der von dem Leitungstreiber 428 ausgegeben wird, führt, und von denen der andere den zweiten NRZ Datenstrom, der von dem Leitungstreiber 428 ausgegeben worden ist, führt. Dies bedeutet, dass die Schnittstellenpfadbandbreite (interface trace bandwidth) von jedem Schnittstellenpfad (interface trace) zwischen dem integrierten Treiberschaltkreis 408 und dem Lasertreiber 412 verringert werden kann. Mit anderen Worten, die Pfade (oder Leitungen) auf einer gedruckten Leiterplatine (PCB, Printed Circuit Board) oder dergleichen, welche die getrennten Datenströme 414a, 414b führen, können signifikant kleiner sein, als wenn ein einziger Pfad verwendet worden wäre, um ein PAM-4 Signal von dem integrierten Treiberschaltkreis 408 zu dem Lasertreiber 412 zu führen, wie das aktuell in bestehenden Systemen getan wird. Diese Verringerung der Schnittstellenpfadbandbreite führt zu einer Lösung mit niedrigeren Kosten und optimaler Leistung für das gesamte Übertragungssystem 404. Insbesondere, obwohl zwei Pfade (Leitungen) anstatt einer einzigen verwendet werden, um den integrierten Treiberschaltkreis 408 mit dem Lasertreiber 412 zu verbinden, sind die Gesamtkosten von zwei Pfaden, die für Signale mit hohen Bandbreiten (z. B. zwei 10 Gbit/sec NRZ Datenströme) erforderlich sind, niedriger als die Kosten zum Führen eines PAM-4 Signals mit dem doppelten des Bandbreiten-Erfordernisses.According to some embodiments of the present disclosure, the driver integrated circuit 408 a single integrated circuit having its components housed therein. The laser driver 412 can with the integrated driver circuit 408 via two separate cables, one of which is the first NRZ data stream coming from the line driver 428 is output, and of which the other is the second NRZ data stream supplied by the line driver 428 has been issued leads. This means that the interface trace bandwidth of each interface trace between the driver integrated circuit 408 and the laser driver 412 can be reduced. In other words, the paths (or lines) on a printed circuit board (PCB) or the like, which are the separate data streams 414a . 414b may be significantly smaller than if a single path had been used to obtain a PAM-4 signal from the driver integrated circuit 408 to the laser driver 412 to lead, as is currently done in existing systems. This reduction in interface path bandwidth results in a solution with lower cost and optimum performance for the entire transmission system 404 , In particular, although two paths (wires) instead of a single are used to drive the integrated circuit 408 with the laser driver 412 For example, the total cost of two paths required for high bandwidth signals (eg, two 10 Gbit / sec NRZ data streams) is less than the cost of driving a PAM-4 signal twice that of the bandwidth requirement ,
Beim Empfangen der zwei getrennten Datenströme aus dem integrierten Treiberschaltkreis 408 kann das Lasertreiber- und Stufensteuerungsmodul 432 das erforderliche PAM-N kodierte Signal erzeugen, das zum Treiben der Lichtquelle 436 verwendet wird. Die Lichtquelle 436 überträgt anschließend das PAM-N kodierte Signal über die Verbindung 312. Es sollte gewertschätzt werden, dass das Übertragungssystem 404 dazu ausgelegt sein kann, irgendeine Anzahl von Signalen, die irgendeine Datenraten-Frequenz aufweisen, aufzunehmen. Als ein nicht beschränkendes Beispiel kann das Übertragungssystem 404 dazu ausgelegt sein, zwei oder mehr 10G NRZ Datenströme zu empfangen und ein einziges 20G PAM-4 Signal zu übertragen. Wenn man auf diesen hohen Frequenzen arbeitet, können die Nicht-Linearitäten und/oder Nicht-Idealitäten der Lichtquelle 436 und der anderen Komponenten in dem Lasertreiber 412 auftreten; folglich kann es wünschenswert sein, die oben beschriebenen, nicht-gleichförmigen Kodierungstechniken in Kombination mit dem vorgeschlagenen Übertragungssystem 404 zu verwenden, obwohl eine derartige Konstruktion nicht erforderlich ist. Das heißt, das Übertragungssystem 400 kann auch in Verbindung mit einem herkömmlichen, linearen Kodierungsschema verwendet werden.When receiving the two separate data streams from the integrated driver circuit 408 can the laser driver and stage control module 432 generate the required PAM-N coded signal, which is used to drive the light source 436 is used. The light source 436 then transmits the PAM-N coded signal over the connection 312 , It should be appreciated that the transmission system 404 may be configured to receive any number of signals having any data rate frequency. As a non-limiting example, the transmission system 404 be configured to receive two or more 10G NRZ data streams and transmit a single 20G PAM-4 signal. When working at these high frequencies, the non-linearities and / or non-idealities of the light source can 436 and the other components in the laser driver 412 occur; consequently, it may be desirable to use the non-uniform coding techniques described above in combination with the proposed transmission system 404 although such a construction is not required. That is, the transmission system 400 can also be used in conjunction with a conventional linear coding scheme.
In einigen Ausführungsformen ermöglicht der integrierte Treiberschaltkreis 408 und der Lasertreiber 412, dass der integrierte Treiberschaltkreis 408 und die PCB, die den integrierten Treiberschaltkreis 408 mit dem Lasertreiber 412 verbindet, weniger teure und leistungseffizientere Komponenten verwendet. Wenn gefordert würde, dass der integrierte Treiberschaltkreis 408 ein PAM-N Signal an den Lasertreiber ausgibt, wären die Modifikationen an dem integrierten Schaltkreis nicht trivial, und die Komponenten, die benötigt würden, um das PAM-N Signal zu dem Lasertreiber 412 zu führen, wären viel teurer und würden signifikant mehr Leistung verbrauchen als die vorgeschlagene Konfiguration des Systems 404.In some embodiments, the integrated driver circuit allows 408 and the laser driver 412 that the integrated driver circuit 408 and the PCB, which is the integrated driver circuit 408 with the laser driver 412 combines less expensive and more efficient components. If required would be that the integrated driver circuit 408 outputting a PAM-N signal to the laser driver, the modifications to the integrated circuit would be non-trivial and the components that would be needed to transfer the PAM-N signal to the laser driver 412 would be much more expensive and consume significantly more power than the system's proposed configuration 404 ,
SIGNALEMPFANG UND DEKODIERUNGSIGNAL RECEPTION AND DECODING
Zusätzlich zu dem oben beschriebenen, verbesserten Kodierungsschema können in einen PAM-N Empfänger zusätzliche Verbesserungen implementiert werden, um die SNR und BER Gesamtperformanz des Systems zu verbessern. Derartige Empfängerlösungen können unabhängig von den oben beschriebenen Kodierungslösungen oder Kodiererkonfigurationen implementiert werden, sie könnten jedoch auch in einem System angewendet werden, das das nicht-einheitliche Kodierungsverhalten und/oder den integrierten Treiberschaltkreis 408 verwendet, um die Systemperformanz weiter zu verbessern.In addition to the improved coding scheme described above, additional enhancements can be implemented in a PAM-N receiver to improve the SNR and BER overall performance of the system. Such receiver solutions may be implemented independently of the coding solutions or encoder configurations described above, but they could also be applied in a system that uses the non-uniform coding behavior and / or driver integrated circuit 408 used to further improve system performance.
Mit Verweis nun auf 5 werden zusätzliche Einzelheiten im Hinblick auf die Empfangsseite eines Datenübertragungssystems gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Insbesondere wird ein verbesserter Satz von Empfängerkomponenten 504 beschrieben. Die Empfängerkomponenten 504 können einen Teil oder das Gesamte des Empfängers 308 oder des in dem Empfänger 308 enthaltenen Dekodierers 320 ausmachen. Die Empfängerkomponenten 504 können einen integrierten Empfängerschaltkreis 508 umfassen, der einen Lichtdetektor 512, ein analoges Front-End (AFE) 516, sowie ein Dekodierer- und Phasendetektormodul 502 aufweist. With reference now to 5 Additional details regarding the receiving side of a data transmission system according to embodiments of the present disclosure will be described. In particular, there is an improved set of receiver components 504 described. The receiver components 504 may be a part or the whole of the recipient 308 or in the receiver 308 contained decoder 320 turn off. The receiver components 504 can have an integrated receiver circuit 508 include a light detector 512 , an analog front-end (AFE) 516 , as well as a decoder and phase detector module 502 having.
Der Lichtdetektor 512 kann irgendeiner Einrichtung oder einer Ansammlung von Einrichtungen entsprechen, die dazu ausgelegt sind, Lichtenergie in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Nicht beschränkende Beispiele eines geeigneten Lichtdetektors 512 umfassen einen Fotodetektor, eine Fotodiode, einen Fotowiderstand oder dergleichen. Des Weiteren gilt: der Lichtdetektor 512 kann oder kann nicht montiert sein auf oder integriert sein in den integrierten Empfängerschaltkreis 408.The light detector 512 may correspond to any device or collection of devices that are configured to convert light energy into an electrical signal. Non-limiting examples of a suitable light detector 512 include a photodetector, a photodiode, a photoresistor, or the like. Furthermore: the light detector 512 may or may not be mounted on or integrated into the integrated receiver circuit 408 ,
Der Lichtdetektor 512 erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal an (oder für) das AFE 516, das das Signal an das Dekodierer- und Phasendetektormodul 520 weiterleitet. In einigen Ausführungsformen kann das dem Dekodierer- und Phasendetektormodul 520 zugeführte Signal einem PAM-N Signal entsprechen; folglich sollte gewertschätzt werden, dass obwohl in 5 ein PAM-4 Dekodierer gezeigt ist, irgendeine Art eines Dekodierers verwendet werden kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.The light detector 512 generates an electrical output signal to (or for) the AFE 516 which sends the signal to the decoder and phase detector module 520 forwards. In some embodiments, this may be the decoder and phase detector module 520 supplied signal correspond to a PAM-N signal; Consequently, it should be appreciated that although in 5 a PAM-4 decoder is shown, any type of decoder may be used without departing from the scope of the present disclosure.
Das Dekodierer- und Phasendetektormodul 520 tastet das empfangene Signal ab und erzeugt zwei oder mehr getrennte digitale Ausgangssignale. Als ein Beispiel kann das Dekodierer- und Phasendetektormodul 520 zwei oder mehr NRZ Signale ausgeben, die den in den 2A und 2B gezeigten DA und DB entsprechen.The decoder and phase detector module 520 samples the received signal and generates two or more separate digital output signals. As an example, the decoder and phase detector module 520 two or more NRZ output signals that in the 2A and 2 B shown DA and DB correspond.
Wie oben erwähnt, können sich in einigen Ausführungsformen die Empfängerkomponenten 504 einfach wie ein herkömmlicher PAM-N Empfänger und Dekodierer verhalten. In anderen Ausführungsformen jedoch können die Empfängerkomponenten 504 und insbesondere das Dekodierer- und Phasendetektormodul 520 einem modifizierten, nicht-gleichförmigen Abtastempfänger entsprechen. In einigen Ausführungsformen können die Empfängerkomponenten 504 dazu ausgelegt sein, einen kodeabhängigen Amplitudenversatz einzufügen, so dass das SNR des Systems optimiert wird. Genauer gesagt und mit Verweis auf 6 kann eine Architektur eines modifizierten, nicht-gleichförmigen Empfängers dazu ausgelegt sein, das PAM-N Signal auf Stufen V0, V1 und V2, die einstellbar sind und/oder nicht notwendigerweise gleichmäßig beabstandet sind, abzutasten. Anders ausgedrückt, der Empfänger kann dazu ausgelegt sein, das PAM-4 Signal auf Spannungen abzutasten, die ausgewählt sind, um das auf den höheren Stufen des Signals eingeführte, erhöhte Rauschen zu minimieren. Somit ist V2-V1 nicht notwendigerweise gleich wie V1-V0.As mentioned above, in some embodiments, the receiver components 504 just behave like a conventional PAM-N receiver and decoder. However, in other embodiments, the receiver components 504 and in particular the decoder and phase detector module 520 a modified, non-uniform Abtastempfänger correspond. In some embodiments, the receiver components 504 be adapted to insert a code-dependent amplitude offset, so that the SNR of the system is optimized. More specifically and with reference to 6 For example, an architecture of a modified, non-uniform receiver may be configured to sample the PAM-N signal at stages V0, V1, and V2 that are tunable and / or not necessarily equally spaced. In other words, the receiver may be configured to sample the PAM-4 signal at voltages selected to minimize the increased noise introduced at the higher levels of the signal. Thus, V2-V1 is not necessarily the same as V1-V0.
Des Weiteren kann der Empfänger die Stufen V0, V1 und/oder V2 an Positionen, die verschieden von gleichmäßig beabstandet zwischen den benachbarten Stufen sind, einstellen. Anders ausgedrückt, V0 kann dichter an V00 sein als V01, so dass das größere Ausmaß des Rauschens auf V01 im Vergleich zu V00 vermieden wird. Gleichermaßen kann V1 dichter an V01 als an V10 sein, und V2 kann dichter an V10 als an V11 sein. Als ein nicht beschränkendes Beispiel, weil die höheren Stufen (oder Niveaus) ein größeres Ausmaß von Rauschen aufweisen können, kann es wünschenswert sein, auf den Stufen V0, V1 und V2 derart abzutasten, dass der Abstand (oder die Distanz) zwischen V0 und V1 verschieden ist von dem Abstand zwischen V1 und V2. Ein derartiges Abtastschema kann helfen, das gesamte SNR und die PER des Systems zu erhöhen.Further, the receiver may adjust the steps V0, V1 and / or V2 at positions different from equally spaced between the adjacent stages. In other words, V0 may be closer to V00 than V01, so that the greater amount of noise on V01 is avoided compared to V00. Likewise, V1 may be closer to V01 than to V10, and V2 may be closer to V10 than V11. As a non-limiting example, because the higher levels (or levels) may have a greater amount of noise, it may be desirable to sample on levels V0, V1, and V2 such that the distance (or distance) between V0 and V1 is different from the distance between V1 and V2. Such a sampling scheme can help increase the overall SNR and PER of the system.
In einigen Ausführungsformen kann der Empfänger auch die Werte von V0, V1 und/oder V2 selektiv einstellen, in Abhängigkeit von Strombetriebsbedingungen des Systems, wodurch eine dynamische Optimierung bereitgestellt wird. Des Weiteren, weil die höheren Stufen des PAM-N Signals mehr Rauschen als die niedrigeren Stufen beitragen, kann es wünschenswert oder ausreichend sein, nur das Rauschen auf der höchsten Stufe (z. B. V11) zu messen, um zu bestimmen, welche Einstellungen an einigen oder allen der Abtaststufen V0, V1 und/oder V2 ausgeführt werden sollten.In some embodiments, the receiver may also selectively adjust the values of V0, V1, and / or V2, depending on current operating conditions of the system, thereby providing dynamic optimization. Furthermore, because the higher levels of the PAM-N signal contribute more noise than the lower levels, it may be desirable or sufficient to measure only the highest level noise (e.g., V11) to determine which settings should be performed on some or all of the sampling stages V0, V1 and / or V2.
Zusätzlich zu oder als eine alternative Optimierung für den vorgeschlagenen, kodeabhängigen Amplitudenversatz kann das Dekodierer- und Phasendetektionsmodul 520 dazu ausgelegt sein, einen kodeabhängigen (auch als stufenabhängig bezeichnet) Zeitsteuerungsversatz auszuführen. Wie in 6 gezeigt, kann es wünschenswert sein, die verschiedenen Stufen des PAM-N Signals zu versetzten Abtastzeiten abzutasten. Dieser kodeabhängige Zeitsteuerungsversatz kann wünschenswert sein, weil die optischen Komponenten des Datenübertragungssystems bewirken können, dass verschiedene Stufen des PAM-N Signals verzerrt oder verzögert relativ zueinander sind. Insbesondere kann es wünschenswert sein, die höchsten Stufen des Signals zeitlich früher abzutasten als die niedrigeren Stufen. Es können eine Anzahl von verschiedenen Empfängerarchitekturen eingesetzt werden, um einen kodeabhängigen Zeitsteuerungsversatz zu erlangen.In addition to, or as an alternative optimization to, the proposed code-dependent amplitude offset, the decoder and phase detection module 520 be designed to execute a code-dependent (also referred to as step-dependent) timing offset. As in 6 For example, it may be desirable to sample the various stages of the PAM-N signal in offset sampling times. This code-dependent timing offset may be desirable because the optical components of the data transmission system may cause different levels of the PAM-N signal to be skewed or delayed relative to each other. In particular, it may be desirable to sample the highest levels of the signal earlier than the lower levels. A number of different receiver architectures can be used to obtain a code-dependent timing offset.
Mit Verweis nun auf die 7–9 werden Beispiele von verschiedenen Empfängerarchitekturen, die den kodeabhängigen Zeitsteuerungsversatz erlangen können, gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, beschrieben. So wie auch für andere hierin beschriebene Verbesserungen sollte gewertschätzt werden, dass dieser kodeabhängige Zeitsteuerungsversatz alleine oder in Kombination mit den anderen Verbesserungen verwendet werden kann, um das SNR und die BER des Systems zu erhöhen. With reference now to the 7 - 9 Examples of various receiver architectures capable of obtaining the code-dependent timing offset, in accordance with embodiments of the present disclosure, will be described. As with other improvements described herein, it should be appreciated that this code-dependent timing offset can be used alone or in combination with the other improvements to increase the SNR and BER of the system.
Das erste Beispiel einer derartigen Empfängerarchitektur 704, das einen kodeabhängigen Zeitsteuerungsversatz implementiert, ist in 7 gezeigt. Die dargestellte Empfängerarchitektur 704 umfasst einen Dekodierer 708 und eine Mehrzahl von Komparatoren 712a, 712b, 712c, die Abtast-Flip-Flops oder dergleichen entsprechen können. Jeder Komparator 712a, 712b, 712c empfängt das eingegebene kodierte Signal (z. B. das PAM-N oder PAM-4 Signal). Der erste Komparator 712a tastet das Eingangssignal zu einer Abtastzeit ab, die um ts2 verzögert ist, und vergleicht den abgetasteten Wert mit V2. Der zweite Komparator 712b tastet das Eingangssignal zu einer Abtastzeit ab, die um ts1 verzögert ist, und vergleicht den abgetasteten Wert mit V1. Der dritte Komparator 712c tastet das Eingangssignal zu einer Abtastzeit ab, die um ts0 verzögert ist, und vergleicht den abgetasteten Wert mit V0. In der gezeigten Ausführungsform ist V2 > V1 > V0 und ts2 > ts1 > ts0.The first example of such a receiver architecture 704 that implements a code-dependent timing offset is in 7 shown. The illustrated receiver architecture 704 includes a decoder 708 and a plurality of comparators 712a . 712b . 712c which may correspond to scanning flip-flops or the like. Each comparator 712a . 712b . 712c receives the input coded signal (eg the PAM-N or PAM-4 signal). The first comparator 712a samples the input signal at a sampling time delayed by ts2 and compares the sampled value to V2. The second comparator 712b samples the input signal at a sampling time delayed by ts1 and compares the sampled value with V1. The third comparator 712c samples the input signal at a sampling time delayed by ts0 and compares the sampled value with V0. In the embodiment shown, V2>V1> V0 and ts2>ts1> ts0.
Die bestimmte Architektur 704 zeigt, dass die Zeitsteuerungsverzögerung für jeden Komparator 712a, 712b, 712c durch einen von dem Dekodierer 708 empfangenen Taktwert (CLK) gesteuert wird, jedoch um verschiedene Ausmaße von einer Stufe zu der nächsten verzögert. Mit anderen Worten, die Empfängerarchitektur 704 fügt auf den Taktphasen in den Abtast-Flip-Flops des Empfängers eine Zeitsteuerungsverzerrung ein. Die Zeitsteuerungsverzerrung wird eingeführt durch Steuern der Verzögerung des Takts des Empfängers an die Komparatoren 712a, 712b, 712c. Des Weiteren kann die kodeabhängige Verzögerung adaptiv und von dem Phasendetektor des Empfängers gesteuert sein, oder sie kann digital vorprogrammiert sein und auf systemspezifische Parameter eingestellt sein, die die unsymmetrischen Anstiegs- und Abfallzeiten der Lichtquelle, die nicht stationären Rauschkomponenten des Systems und Nicht-Linearitäten des integrierten Schaltkreises charakterisieren. Im Fall einer adaptiven Verzögerung kann sich der Phasendetektor auf irgendeinem der Augen in dem PAM-N Signal einklinken.The particular architecture 704 shows that the timing delay for each comparator 712a . 712b . 712c through one of the decoder 708 received CLK, but delayed by several levels from one stage to the next. In other words, the receiver architecture 704 adds timing distortion to the clock phases in the receiver's sample flip-flops. The timing distortion is introduced by controlling the delay of the clock of the receiver to the comparators 712a . 712b . 712c , Furthermore, the code-dependent delay may be adaptive and controlled by the receiver's phase detector, or it may be digitally preprogrammed and set to system specific parameters including the unbalanced rise and fall times of the light source, the system's non-stationary noise components and non-linearities of the system Characterize integrated circuit. In the case of an adaptive delay, the phase detector may latch on any of the eyes in the PAM-N signal.
Während die veranschaulichende Architektur 704 das Konzept von verzögerten Abtastzeiten zeigt, sollte gewertschätzt werden, dass die Architektur 704 alternativ dazu ausgelegt sein könnte, die Abtastzeit von einer Stufe relativ zu einer anderen vorzurücken. Genauer gesagt, könnte die Abtastzeit eines ersten Komparators relativ zu der Abtastzeit eines anderen Komparators vorauseilen, indem das dem ersten Komparator zugeführte Taktsignal im Vergleich zu den anderen Komparatoren vorauseilt. Folglich sollte gewertschätzt werden, dass während hierin beschriebene Beispiele das Konzept der Abtastverzögerung verwenden, Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht derart beschränkt sind und das Abtasten vorgerückt (im Gegensatz zu verzögert) werden kann, um die Nicht-Linearitäten und/oder Nicht-Idealitäten des Systems zu kompensieren.While the illustrative architecture 704 The concept of delayed sampling times shows that the architecture should be valued 704 alternatively could be designed to advance the sampling time from one stage relative to another. More specifically, the sampling time of a first comparator could precede relative to the sampling time of another comparator by leading the clock signal supplied to the first comparator compared to the other comparators. Consequently, it should be appreciated that while examples herein use the concept of sample delay, embodiments of the present disclosure are not so limited and sampling may be advanced (as opposed to delayed) to the non-linearities and / or non-idealities of the system to compensate.
8 zeigt eine zweite Empfängerarchitektur 804, die in der Lage ist, einen kodeabhängigen Zeitsteuerungsversatz gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu implementieren. Die zweite Empfängerarchitektur 804 ist mit der ersten Empfängerarchitektur 704 dahingehend vergleichbar, dass die zweite Empfängerarchitektur 804 einen Dekodierer 808, eine Mehrzahl von Komparatoren 812a, 812b, 812c (z. B. Abtast-Flip-Flops) und ein Taktsignal (CLK) 816 umfasst. Die zweite Empfängerarchitektur 804 führt jedoch die Zeitsteuerungsverzerrung auf das Eingangssignal selbst ein über Verzögerungen 820a, 820b, 820c, anstelle der Phasen des Takts 816 für die Komparatoren 712a, 712b, 712c des Empfängers. Ähnlich wie die erste Architektur 704 kann die zweite Architektur 804 das Merkmal aufweisen, dass die kodeabhängige Verzögerung adaptiv ist und durch den Phasendetektor des Empfängers gesteuert ist, oder die Verzögerung kann digital vorprogrammiert sein und auf systemspezifische Parameter eingestellt sein, die die unsymmetrischen Anstiegs- und Abfallzeiten der Lichtquelle, die nicht-stationären Rauschkomponenten des Systems und die Nicht-Linearitäten der integrierten Schaltkreise charakterisieren. Im Fall einer adaptiven Verzögerung kann sich der Phasendetektor auf irgendeinem der Augen in dem PAM-N Signal einklinken. 8th shows a second receiver architecture 804 , which is capable of implementing a code-dependent timing offset according to embodiments of the present disclosure. The second receiver architecture 804 is with the first receiver architecture 704 comparable to that of the second receiver architecture 804 a decoder 808 , a plurality of comparators 812a . 812b . 812c (eg, sample flip-flops) and a clock signal (CLK) 816 includes. The second receiver architecture 804 however, introduces the timing distortion to the input signal itself via delays 820a . 820b . 820c , instead of the phases of the clock 816 for the comparators 712a . 712b . 712c Recipient. Similar to the first architecture 704 can the second architecture 804 have the feature that the code-dependent delay is adaptive and controlled by the receiver's phase detector, or the delay may be digitally preprogrammed and set to system-specific parameters including the unbalanced rise and fall times of the light source, the non-stationary noise components of the system and characterize the non-linearities of the integrated circuits. In the case of an adaptive delay, the phase detector may latch on any of the eyes in the PAM-N signal.
So wie die erste Architektur kann die zweite Architektur 804 alternativ modifiziert werden, um eine Signalvorrückung anstelle einer Signalverzögerung zu verwenden. Beispielsweise kann das PAM-N Signal zu einem Komparator vorgerückt werden im Vergleich zu anderen Komparatoren, anstatt dass das PAM-N Signal verzögert wird.Just like the first architecture, the second architecture can 804 alternatively modified to use a signal advance instead of a signal delay. For example, the PAM-N signal may be advanced to a comparator compared to other comparators rather than delaying the PAM-N signal.
9 zeigt eine dritte Empfängerarchitektur 904, wo die adaptive Verzögerung von einer Stufe zu der nächsten durch Verwenden eines Augenwächters (eye monitor) 908 erlangt wird. Insbesondere ist die dritte Empfängerarchitektur 904 vergleichbar oder identisch wie die zweite Empfängerarchitektur 804, außer, dass der Augenwächter 908 verwendet wird, um die Verzögerungswerte 820a, 820b, 820c, die den Eingangssignalen auferlegt werden, dynamisch zu steuern. Selbstverständlich könnte der Augenwächter 908 auch in der ersten Empfängerarchitektur 704 aufgenommen sein, um die Verzögerungen des Taktsignals dynamisch zu steuern. In einigen Ausführungsformen können die kodeabhängige Verzögerung und die kodeabhängigen Amplituden-Abtastpunkte Vi (z. B. V0, V1, V2, usw.) sowohl adaptiv sein als auch durch den Phasendetektor oder den Augenwächter 908 des Empfängers gesteuert sein. Insbesondere könnte ein Phasendetektor zum Optimieren der Verzögerungen ts0, ts1 und/oder ts2 verwendet werden, auf der Grundlage Bedingungen des Systemstroms. Alternativ oder zusätzlich könnte der Augenwächter 908 verwendet werden, um die Amplituden-Schwellwerte Vi (z. B. V0, V1 und/oder V2) adaptiv zu optimieren. 9 shows a third receiver architecture 904 where the adaptive delay from one stage to the next by using an eye monitor 908 is obtained. In particular, the third receiver architecture 904 comparable or identical to the second receiver architecture 804 , except that the eye-guard 908 is used to calculate the delay values 820a . 820b . 820c which are imposed on the input signals to dynamically control. Of course, the Eye Guardian 908 also in the first receiver architecture 704 be included to dynamically control the delays of the clock signal. In some embodiments, the code-dependent delay and the code-dependent amplitude sample points Vi (eg, V0, V1, V2, etc.) may be both adaptive and by the phase detector or eye monitor 908 controlled by the receiver. In particular, a phase detector could be used to optimize the delays ts0, ts1, and / or ts2, based on conditions of the system current. Alternatively or additionally, the eye-guard could 908 can be used to adaptively optimize the amplitude thresholds Vi (eg, V0, V1, and / or V2).
Durch Verwenden von einigen oder allen der hierin beschriebenen Techniken kann die Performanz eines Datenübertragungssystems stark verbessert werden und/oder es können die Kosten, die dem Bauen und Implementieren eines derartigen Systems zugeordnet sind, verringert werden.By using some or all of the techniques described herein, the performance of a data transmission system can be greatly improved and / or the costs associated with building and implementing such a system can be reduced.
Mit Verweis nun auf 10 wird ein Verfahren zum Kodieren und Übertragen eines Signals gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben werden. Das Verfahren beginnt, wenn ein Kodierer 316 oder Komponenten davon ein Eingangssignal 324 zum Übertragen über ein Kommunikationsnetzwerk empfangen (Schritt 1004). In einigen Ausführungsformen kann der Kodierer 316 dazu ausgelegt sein, das Eingangssignal 324 unter Verwendung eines mehrstufigen Amplitudenmodulations-Schemas, wie etwa PAM-N, zu kodieren. Als ein nicht beschränkendes Beispiel kann der Kodierer 316 dazu ausgelegt sein, das Signal durch Modulieren eines Lasers, dessen Antwort oder Kodierungsgeschwindigkeit abhängig sein kann von dem Treiberniveau des (elektrischen) Stroms, der das Modulationssignal führt, zu kodieren. In einer PAM-4 Situation beispielsweise wird die Antwort des Lasers am schnellsten auf den obersten Stufen und am langsamsten auf den untersten Stufen. Des Weiteren können in einer PAM-4 Situation die oberen Stufen mehr Rauschen als die unteren Stufen aufweisen.With reference now to 10 For example, a method of encoding and transmitting a signal in accordance with embodiments of the present disclosure will be described. The procedure starts when an encoder 316 or components thereof, an input signal 324 for transmission over a communication network (step 1004 ). In some embodiments, the encoder 316 be designed to the input signal 324 using a multi-level amplitude modulation scheme, such as PAM-N. As a non-limiting example, the encoder 316 be adapted to encode the signal by modulating a laser whose response or encoding speed may be dependent on the driver level of the (electric) current carrying the modulation signal. For example, in a PAM-4 situation, the laser's response is fastest on the top levels and slowest on the bottom levels. Furthermore, in a PAM-4 situation, the upper stages may have more noise than the lower stages.
Entsprechend setzt das Verfahren damit fort, dass der Kodierer 316 die am schlechtesten funktionierende Stufenkombination bestimmt (Schritt 1008) und sein Kodieren optimiert, um die am schlechtesten funktionierende Stufenkombination zu kompensieren (Schritt 1012). In Fortsetzung des PAM-4 Beispiels kann der Kodierer 316 bestimmen, dass die höheren Stufen des PAM-4 Signals mehr Rauschen aufweisen werden als die niedrigen Stufen des PAM-4 Signals, und kann ein nicht-gleichförmiges PAM-4 Kodierungsschema implementieren, um dem erhöhten Rauschen, das auf den höheren Stufen durch die Nicht-Linearitäten und/oder Nicht-Idealitäten des Systems eingeführt worden sind, entgegenzuwirken. Es sollte jedoch gewertschätzt werden, dass die Implementierung des nicht-gleichförmigen PAM-4 Kodierungsschema einem optionalen Schritt entsprechen kann.Accordingly, the method continues with the encoder 316 determines the worst performing combination of steps (step 1008 ) and its coding are optimized to compensate for the worst performing stage combination (step 1012 ). Continuing the PAM-4 example, the coder 316 determine that the higher levels of the PAM-4 signal will have more noise than the lower levels of the PAM-4 signal, and may implement a non-uniform PAM-4 coding scheme to accommodate the increased noise that is present at the higher levels -Learearities and / or non-idealities of the system have been introduced to counteract. However, it should be appreciated that the implementation of the non-uniform PAM-4 coding scheme may correspond to an optional step.
Das Verfahren setzt damit fort, dass der Kodierer 316 das Signal gemäß dem bestimmten Kodierungsschema (z. B. das optimierte Kodierungsschema) kodiert (Schritt 1016). Das kodierte Signal wird dann über die optische Lichtleitfaserverbindung 312 übertragen (Schritt 1020). In einigen Ausführungsformen kann das übertragene Signal einem PAM-N Signal entsprechen, das entweder gleichförmig oder nicht-gleichförmig auf einer Pro-Stufe-Basis kodiert ist.The process continues with the coder 316 the signal is coded according to the particular coding scheme (eg the optimized coding scheme) (step 1016 ). The coded signal is then transmitted over the optical fiber link 312 transfer (step 1020 ). In some embodiments, the transmitted signal may correspond to a PAM-N signal that is either uniformly or non-uniformly encoded on a per-stage basis.
Mit Verweis nun auf 11 wird ein Verfahren zum Empfangen und Dekodieren eines Signals gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben werden. Die Schritte des empfangenden Verfahrens können oder können nicht in Kombination mit den in den Übertragungs-/Kodierungsverfahren beschriebenen Optimierungsschritten ausgeführt werden.With reference now to 11 For example, a method of receiving and decoding a signal in accordance with embodiments of the present disclosure will be described. The steps of the receiving method may or may not be performed in combination with the optimization steps described in the transmission / encoding techniques.
Das Verfahren beginnt, wenn ein kodiertes Signal bei dem Empfänger 308 empfangen wird (Schritt 1104). Der Empfänger 308 setzt dann seinen Dekodierer 320 ein, um einen oder beide von dem kodeabhängigen Amplitudenversatz und/oder der Zeitsteuerungsverzerrung an den Abtastpunkten des Empfängers einzuführen (Schritt 1108). Das kodeabhängige Zeitsteuerungsverzerren kann in einer Anzahl von verschiedenen Arten durchgeführt werden (z. B. unter Verwendung von irgendeiner der hierin oben beschriebenen Architekturen) und der kodeabhängige Amplitudenversatz kann mit oder ohne dem kodeabhängigen Zeitsteuerungsverzerren implementiert werden.The method begins when a coded signal at the receiver 308 is received (step 1104 ). The recipient 308 then set its decoder 320 to introduce one or both of the code-dependent amplitude offset and / or the timing distortion at the sample points of the receiver (step 1108 ). The code-dependent timing warping can be performed in a number of different ways (eg, using any of the architectures described hereinabove) and the code-dependent amplitude offset can be implemented with or without the code-dependent timing warping.
Der Dekodierer 320 tastet dann jede stufenspezifische Komponente des Signals bei dem gewünschten Amplitudenversatz und/oder zu dem gewünschten Zeitpunkt ab (z. B. durch Einführen einer Verzögerung auf einer Pro-Stufe-Basis) (Schritt 1112). Unter Verwendung der abgetasteten Werte ist der Dekodierer 320 dann in der Lage, das empfangene Signal in zwei oder mehr digitale Signale (z. B. zwei oder mehrere NRZ Datenströme), die an einen getrennten Empfangsschaltkreis oder dergleichen ausgegeben werden können, zu dekodieren (Schritt 1116).The decoder 320 then samples each stage-specific component of the signal at the desired amplitude offset and / or at the desired time (eg, by introducing a delay on a per-stage basis) (step 1112 ). Using the sampled values is the decoder 320 then capable of decoding the received signal into two or more digital signals (eg, two or more NRZ data streams) that may be output to a separate receiving circuit or the like (step 1116 ).
Dieses ausgegebene dekodierte Signal kann einem Computer oder einem Computernetzwerk zum Verarbeiten zugeführt werden oder es kann für eine erneute Übertragung über eine andere optische Lichtleitfaserverbindung 312 erneut kodiert werden. Durch Befolgen des obigen Verfahrens und Optimieren des Signalausgangs durch den Kodierer 316 können das vorgeschlagene System und das Verfahren das SNR und die BER des gesamten Datenübertragungssystems verbessern und die Performanz und die Robustheit von Kommunikationsverbindungen, die auf mehrstufiger Kodierung beruhen, verbessern.This output decoded signal may be supplied to a computer or computer network for processing or may be retransmitted over another optical fiber link 312 be re-encoded. By following the above procedure and optimizing the signal output by the encoder 316 For example, the proposed system and method can improve the SNR and BER of the entire data transmission system and improve the performance and robustness of communication links based on multilevel coding.
In der vorausgehenden Beschreibung wurden für Zwecke der Veranschaulichung Verfahren in einer bestimmten Reihenfolge beschrieben. Es sollte gewertschätzt werden, dass in alternativen Ausführungsformen die Verfahren in einer anderen Reihenfolge als der beschriebenen ausgeführt werden können. Es sollte auch gewertschätzt werden, dass die oben beschriebenen Verfahren durch Hardware-Komponenten ausgeführt werden können oder in Abfolgen von maschinenausführbaren Befehlen ausgeführt sein können, die dann verwendet werden können, um zu bewirken, dass eine Maschine, wie etwa ein Prozessor für allgemeine Zwecke oder ein Prozessor für spezielle Zwecke (GPU, general purpose processor, oder CPU, central processing unit) oder logische Schaltkreise, die mit Befehlen programmiert sind (z. B. anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs, application specific integrated circuits) oder feldprogrammierbare Gate-Anordnungen (FPGAs, field programmable gate arrays) oder dergleichen), um die Verfahren auszuführen. Diese maschinenausführbaren Befehle können auf einem oder mehreren maschinenlesbaren Medien gespeichert sein, wie etwa CD-ROMs oder anderen Arten von optischen Platten, Floppy-Disketten, ROMs, RAMs, EPROMs, EEPROMs, magnetischen oder optischen Karten, Flash-Speichern, oder anderen Arten von maschinenlesbaren Medien, die zum Speichern von elektronischen Befehlen geeignet sind. Alternativ können die Verfahren durch eine Kombination von Hardware und Software ausgeführt werden.In the foregoing description, for purposes of illustration, methods have been described in a particular order. It should be appreciated that in alternative embodiments, the methods may be performed in a different order than that described. It should also be appreciated that the methods described above may be performed by hardware components or may be embodied in sequences of machine-executable instructions that may then be used to cause a machine, such as a general-purpose processor or processor a special purpose processor (GPU) or logic processing units programmed with instructions (eg application specific integrated circuits (ASICs) or field programmable gate arrays ( FPGAs, field programmable gate arrays) or the like) to carry out the methods. These machine-executable instructions may be stored on one or more machine-readable media, such as CD-ROMs or other types of optical disks, floppy disks, ROMs, RAMs, EPROMs, EEPROMs, magnetic or optical cards, flash memory, or other types of machine-readable media suitable for storing electronic commands. Alternatively, the methods may be performed by a combination of hardware and software.
Des Weiteren können Ausführungsformen durch Hardware, Software, Firmware, Middleware, Microcode, Hardware-Beschreibungssprachen oder irgendeine Kombination derselben ausgeführt werden. Wenn er in Software, Firmware, Middleware oder Microcode implementiert ist, können der Programmcode oder Code-Segmente zum Ausführen der erforderlichen Aufgaben in einem maschinenlesbaren Medium, wie etwa einem Speichermedium gespeichert werden. Ein Prozessor (oder mehrere Prozessoren) können die notwendigen Aufgaben ausführen. Ein Code-Segment kann eine Prozedur, eine Funktion, ein Unterprogramm, ein Programm, eine Routine, eine Subroutine, ein Modul, ein Software-Paket, eine Klasse oder irgendeine Kombination von Befehlen, Datenstrukturen oder Programmbefehlen darstellen. Ein Code-Segment kann mit einem anderen Code-Segment oder einem Hardware-Schaltkreis verbunden werden durch Übergeben und/oder Empfangen von Information, Daten, Argumenten, Parametern oder Speicherinhalten. Information, Argumente (oder Eingaben von Variablen), Parameter, Daten, usw. können über irgendwelche geeigneten Mittel weitergereicht, weitergeleitet oder übertragen werden, einschließlich das Teilen von Speicher (oder memory-sharing), das Weiterreichen von Nachrichten (oder message-passing), das Weitergeben von Tokens (oder token-passing), Netzwerkübertragungen, usw..Furthermore, embodiments may be performed by hardware, software, firmware, middleware, microcode, hardware description languages, or any combination thereof. When implemented in software, firmware, middleware, or microcode, the program code or code segments may be stored in a machine-readable medium, such as a storage medium, for performing the required tasks. One processor (or multiple processors) can perform the necessary tasks. A code segment may represent a procedure, function, subroutine, program, routine, subroutine, module, software package, class, or any combination of instructions, data structures, or program instructions. A code segment may be connected to another code segment or hardware circuit by passing and / or receiving information, data, arguments, parameters or memory contents. Information, arguments (or inputs of variables), parameters, data, etc. may be passed, forwarded or transmitted by any suitable means, including sharing (memory-sharing), passing-on (or message-passing) passing on tokens (or token-passing), network transfers, etc ..
Spezifische Einzelheiten wurden in der Beschreibung gegeben, um ein gründliches Verständnis der Ausführungsformen bereitzustellen. Es wird jedoch von einem Fachmann verstanden, dass die Ausführungsformen ohne diese spezifischen Einzelheiten praktiziert (ausgeführt) werden können. In anderen Fällen können wohl bekannte Schaltkreise, Prozesse, Algorithmen, Strukturen und Techniken ohne unnötige Einzelheiten gezeigt werden, um ein Verschleiern der Ausführungsformen zu vermeiden.Specific details have been given in the description to provide a thorough understanding of the embodiments. However, it will be understood by one skilled in the art that the embodiments may be practiced without these specific details. In other instances, well-known circuits, processes, algorithms, structures, and techniques may be shown without undue detail to avoid obscuring the embodiments.
Während veranschaulichende Ausführungsformen der Offenbarung hierin in Einzelheiten beschrieben worden sind, sollte verstanden werden, dass die erfinderischen Konzepte anderweitig auf verschiedene Arten ausgeführt und eingesetzt werden können, und dass die beigefügten Patentansprüche dazu gedacht sind, so ausgelegt zu werden, dass sie derartige Variationen umfassen, außer wo das durch den Stand der Technik beschränkt ist.While illustrative embodiments of the disclosure have been described in detail herein, it should be understood that the inventive concepts may be otherwise embodied and employed in various ways, and that the appended claims are intended to be construed to include such variations, except where that is limited by the prior art.
