光信号偏斜补偿的制作方法

专利2022-05-09  134


本公开的实施例总体上涉及光传输领域,具体而言,关于电光转换。



背景技术:

脉冲幅度调制4级(pam4)信令在当前光学收发机中被广泛采用,其中,它实现每通道100gb/s净数据传输速率。与非归零(nrz)实施方式相比,pam4调制通过将两个位编码到每个符号中来使数据速率加倍,从而产生4级时域信号。

附图说明

通过以下结合附图的具体实施方式,将容易理解实施例。为了便于该描述,相同的附图标记表示相同的结构元件。在附图的各图中,通过示例而非限制的方式示出了实施例。

图1是根据一些实施例的具有眼偏斜(eyeskew)补偿的光发射机的示例性框图。

图2示出了根据一些实施例的p-n结二极管的示例性电容与电压特性的关系。

图3示出了根据一些实施例的具有反向偏置的p-n结二极管的简化电路的示例性实施例。

图4示出了根据一些实施例的p-n结二极管对正弦输入信号的示例性响应。

图5a-5e示出了根据一些实施例的针对具有偏斜补偿的发射机的仿真的示例性结果。

图6示出了根据一些实施例的具有和不具有眼偏斜补偿的示例性发射机输出的图示。

图7是示出根据一些实施例的用于实施光信号偏斜补偿的方法的框图。

图8是根据一些实施例的计算机系统的示意图。

具体实施方式

本文描述了补偿在响应于电信号的电光(e/o)转换而生成的光信号中发生的偏斜效应的方法、装置和系统,该电信号承载从诸如发射机或收发机的光学设备中的驱动器接收的数据。与驱动器或调制器耦合的偏斜控制设备在e/o转换之前向电信号提供预偏斜以补偿偏斜效应。该偏斜可以由反向偏置的p-n结二极管提供。

传统pam4信令在当前光学收发机中被广泛采用,并且实现高达每通道100gb/s的净数据传输速率。与传统nrz实现相反,pam4调制通过将两个位编码到每个符号中来使数据速率加倍,从而产生4级时域信号。因此,该4级信号更容易受到噪声、线性和非线性失真的影响。此外,通过使用更高阶的pam调制(pam4、pam8或pam16)和超过每通道100gb/s的数据速率来支持更高容量互连的需要可能增加信号对噪声、线性和非线性失真的易损性。线性失真可以通过在发射机和接收机处的线性均衡器(例如,前馈均衡器(ffe))来减轻。非线性失真通过优化操作条件和/或总体上接受一些链路性能损失来处理,因为非线性失真可能需要更复杂的补偿方案。

在传统的实施方式中,pam4系统中最常见的非线性效应之一是不对称眼偏斜,其中三个单眼未对准。根据该技术,该偏斜可能是由于各种物理效应和部件而产生。由于利用微环调制器(mrm)或直接调制激光器(dml)的e/o转换,出现了级相关(level-dependent)的眼偏斜。

在dml中,电信号直接施加到激光器腔内的集成增益部分。dml的直接调制机制导致光学强度和频率的同时调制,这可以称为啁啾。结果,pam信号的不同级在传输期间经历不同的延迟,这导致眼偏斜。dml中的直接调制方案可以带来显著的益处,诸如低成本、低功耗、和小占用面积;然而,所引起的非线性失真限制了它们在高速商业产品中的应用。

在硅光子mrm(siphmrm)中,通过由自由载流子吸收引起的等离子体色散效应来实现调制。对于高速应用,通常通过在反向偏置的p-n结中施加电信号来调制载流子耗尽区。所得到的光学折射率变化导致光场中的相变,其可以通过谐振器结构被转换为强度调制。由于硅的复折射率随施加的电压的非线性行为,相变相对于电压是非线性。此外,另一个导致siphmrm非线性的因素是谐振器结构,其导致光谱响应和记忆效应的非线性损失。这些效应的组合导致级相关的幅度压缩和眼偏斜,作为基于siphmrm的发射机的特性。

级相关的偏斜尤其可以通过环形调制器的谐振器结构来解释,其中输出信号是往返之后当前采样和先前采样的组合。考虑到往返时间远小于符号周期,pam信号的上升沿和下降沿经历来自先前采样的不同影响,导致了偏斜的眼。

大多数传统的商用数字信号处理器(dsp)能够以在发射机处非常小的功耗损失来补偿幅度压缩。然而,由于相当大的实现复杂性和功耗,在市场上可获得的dsp中缺少非线性偏斜补偿能力。如果不使用减轻方案,则调制引起的非线性偏斜降低眼质量。产生的损失取决于调制技术(dml或mrm)、pam级、波特率、误码率(ber)要求和传输范围。

从链路性能的观点来看,偏斜导致发射机和色散眼闭合四元(transmitteranddispersioneyeclosurequaternary)(tdecq)损失,发射机性能顺应性。考虑到当前pamdsp是基于在接收机处的单个采样点的,偏斜也将转化为导致较高ber底限的显著ber损失。注意,偏斜效应在通过光纤传输之后由于色散而通常变得更糟。

在传统实施方式中,已经有一些针对在光通信中的眼偏斜和一般的非线性失真的解决方案。一种解决方案是基于非线性ffe的,其中线性ffe概念被扩展以使得能够均衡非线性损伤。在文献中提出的另一个解决方案是基于volterra级数均衡器,其是用于表征非线性的公知方法。最后,已经提出了依赖于机器学习算法的一些解决方案。

这些传统实施方式具有实现起来计算昂贵的缺点,并且导致相当大的功耗/成本增加。这些解决方案中的大多数需要开发定制的dsp,并且与现有的时钟和数据恢复(cdr)不兼容。另外,先前的解决方案将均衡参数设置为出厂设置,这可能潜在地导致在寿命期间的性能降级,或者均衡参数可能试图通过耗电的虚设接收机通道来适配。

本文描述的实施例基于导致电压幅度相关延迟的基本p-n结二极管特性。在实施例中,电pam眼相对于调制块偏斜在相反方向上偏斜(预偏斜或预偏置),使得在发射机输出处的光眼一致地对准,因此消除了调制非线性特性的影响。该解决方案可以以各种配置来实现,包括将内置p-n结二极管集成到驱动器集成电路(ic),和/或在混合或单片方案中的光子学中将p-n结二极管与偏斜选项集成。

这些实施例的实现可以具有若干优点。例如,它们可以在模拟域中作为驱动器ic的一部分来实现,或者在光学域中作为调制器光子ic的一部分来实现,具有非常小的额外复杂度/功耗,从而节省成本/能量。此外,这些解决方案通过基于类似的物理性质和p-n结特性产生调制的相反的电容对电压特性来补偿非线性失真。因此,这些实施例可以对工艺、电压和温度变化不太敏感,这具有增加可制造性的优点。此外,这些实施例与不同的cdr类型兼容,诸如模拟、数字、最低有效位(lsb)/最高有效位(msb)等。

在以下描述中,使用本领域技术人员通常采用的术语来描述说明性实施方式的各个方面,以向本领域其他技术人员传达其工作的实质。然而,对于本领域技术人员将显而易见的是,可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开的实施例。在其它实例中,省略或简化了公知的特征,以免使说明性实施方式难以理解。

在以下描述中,对构成本文一部分的附图进行参考,其中相似的附图标记始终指示相似的部分,并且在附图中通过说明的方式示出了其中可以实践本公开的主题的实施例。应当理解,在不脱离本公开范围的情况下,可以利用其它实施例,并且可以进行结构或逻辑改变。因此,以下的具体实施方式不应被理解为限制性的,并且实施例的范围由所附权利要求及其等同方案来限定。

为了本公开的目的,短语“a和/或b”表示(a)、(b)或(a和b)。为了本公开的目的,短语“a、b和/或c”表示(a)、(b)、(c)、(a和b)、(a和c)、(b和c)或(a、b和c)。

本说明可以使用基于透视的描述,例如顶/底、进/出、上/下等。这种描述仅仅用于便于论述,而并非旨在将文本所述实施例的应用限定为任何特定方向。

本说明可以使用短语“在一个实施例中”或“在实施例中”,其可以各自指代相同或不同实施例中的一个或多个。而且,如关于本公开的实施例所使用的术语“包括”、“具有”等是同义词。

本文可以使用术语“与……耦合”和“耦合到”等。“耦合”可以表示以下的一个或多个。“耦合”可以表示两个或多个元件直接物理或电接触。但“耦合”也可以表示两个或多个元件彼此间接接触,但仍彼此协作或交互,并且可以表示一个或多个其他元件耦合或连接在表述为彼此耦合的元件之间。例如,作为示例而非限制,“耦合”可以表示两个或多个元件或设备通过诸如主板的印刷电路板上的电连接耦合。作为示例而非限制,“耦合”可以表示两个或多个元件/设备通过诸如有线和/或无线网络的一个或多个网络链接来协作和/或交互。作为示例而非限制,计算装置可以包括在主板上“耦合”或通过一个或多个网络链接“耦合”的两个或多个计算设备。

如本文所用,术语“模块”或“ic”可以指以下部件、或者是以下部件的一部分、或者包括以下部件:应用专用集成电路(asic)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或分组的)和/或存储器(共享的、专用的或分组的)、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其他适合的部件。

以最有助于理解所要求保护的主题的方式,将各种操作依次描述为多个分立的操作。然而,描述的顺序不应被解释为暗示这些操作必须是顺序相关的。

图1是根据一些实施例的具有眼偏斜补偿的光发射机的示例性框图。图示100示出了光发射机的部件。cdr102或某个其他适当的设备生成携载来自客户端/主机侧的数据的基于pam的电信号104。然后,信号104被驱动器106放大。放大信号108当被分析时可以示出包括基本上垂直对准的三个眼109的未偏斜的眼图案107(如针对pam4信号所示)。

然后,将放大信号108传送到偏斜控制设备110(下面将进一步描述),以提供偏斜,这也被称为预偏斜或偏斜校正。偏斜控制设备110可以是作为发射机一部分的部件。预偏斜信号112可以示出偏斜的眼图案111,其中三个眼113偏斜并且以基本上对角线图案对准。这种预偏斜补偿了在调制之后引入的偏斜效应。

然后,将预偏斜信号112传送到应用e/o转换的调制器114,从而产生到交换机或另一计算设备中的光学接收机的光信号116。光信号116当被分析时示出具有最小偏斜的图案117,其包括基本上垂直对准的三个眼119。这样,预偏斜信号112补偿或校正由调制器114引入的反向偏斜。在实施例中,调制器114可以是dml或硅光子环调制器。

偏斜控制设备110通过使用反向偏置的p-n结二极管来实现补偿的预偏斜信号112,该反向偏置的p-n结二极管可以包括与偏斜110b耦合的二极管110a。偏斜控制设备110可以在驱动器106集成电路(ic)或调制器114内的光子ic中实现。在实施例中,可以通过驱动器106的优化或通过通道电感来消除来自p-n结电容的任何带宽降级,其中可以通过将驱动器106连接到调制器114的电通道来引入电感峰值。

图2-4示出了用于描述和阐明各种实施例的分析和仿真。这些图包括呈现有正弦波输入的简化电路、以及由于p-n结二极管的电压相关电容而引起的偏斜的理论分析。接着,模拟发射机电链路,以示出如何可以通过偏斜控制设备110控制pam4信号的偏斜。最后,示出了53gbaudpam4电光联合仿真结果,以量化来自偏斜补偿的性能改进的示例。注意,虽然本说明集中在利用pam4调制的100gb/s数据速率,但是类似的概念可以是用于更高数据速率和pam调制格式。

图2示出了根据一些实施例的要在光发射机中使用的p-n结二极管的示例性电容与电压特性的关系。图示200a示出了对于偏斜控制设备的电ic实施方式,p-n结二极管的结电容与所施加的电压的关系。图示200b示出了对于偏斜控制设备的光子ic实施方式,p-n结二极管的结电容与所施加的电压的关系。反向偏置的p-n结二极管的结电容cpn与所施加的电压成反比,并可以被描述为

其中vbi是二极管内建电势,vpn是结两端施加的电压,c0是未偏置二极管的电容,并且γ是材料相关常数。

在图示200a中,标记220a示出通过具有集成电路重点的仿真程序(spice)仿真而获得的通常用于深亚微米射频(rf)互补金属氧化物半导体(cmoc)过程中的静电放电(esd)电路的p-n结二极管的电容。在图示200b中,标记222a示出了用p型和n型材料掺杂以形成p-n结的100μm长的波导的测量电容与电压的关系。曲线220b和222b示出了使用以上等式(1)的拟合电容与电压的关系。

注意,p-n结的电容和电阻很大程度上取决于波导掺杂分布,并且可以根据所需的偏斜来优化。在这种情况下,被掺杂的波导的测量电阻可以非常小,并且可以对偏斜补偿没有影响。对于下面给出的分析和仿真,假设电ic实施方式的电容与电压特性的关系。相同的结论适用于光子ic实施方式。

图3示出了根据一些实施例的具有要被用于光信号偏斜补偿的反向偏置的p-n结二极管的简化电路的示例性实施例。图示300是具有反向偏置的p-n结二极管和50欧姆的源/负载电阻的简化电路,用于阐明本文所述实施例的振幅相关延迟的行为。假设正弦波形作为输入信号并使用等式(1),输出信号vo(t)可以写为:

其中a和w分别是输入正弦波幅度和频率。等式(2)中的第一项是输入信号除以二,作为50欧姆的源和负载阻抗的结果。第二项是来自由于反向偏置的p-n结而产生的电压相关电容的贡献,其导致预期的偏斜效应。注意,vdc用于在反向偏置条件下调整p-n结二极管操作点。

图4示出了根据一些实施例的p-n结二极管对正弦输入信号的示例性响应。图示400a和400b分别示出了使用等式(2)的p-n结二极管对具有10ghz和20ghz频率的正弦输入(a=2,vpp=4v)的响应。

基于图2的图示200a中的拟合来设置二极管参数。将输出信号vo(t)归一化,以具有与输入相似的幅度。输出信号422a、424a、422b、424b的上升沿比下降沿426a、426b慢,从而导致电压幅度相关的偏斜。可以通过vdc来控制偏斜,vdc又改变p-n结二极管的反向偏置操作点。随着vdc减小,可以在输出处实现更大的偏斜;然而,由于接近二极管正向偏置区的操作,存在附加失真。图示400a和400b的比较示出了偏斜和失真取决于信号频率。尽管如此,在最小失真的情况下,可以实现pam4眼的高级别和低级别之间的4皮秒(ps)的偏斜(53gbaud的单位间隔(ui)的约20%),例如,以包括图1的眼113的图案111所示。

图5a-5e示出了根据一些实施例的具有偏斜补偿的发射机的仿真结果。图5a示出了pam4仿真设置530,该pam4仿真设置530用于生成与没有应用偏斜补偿的图5b的pam4眼图示560相比的图5c的pam4眼图示570、图5d的pam4眼图示580和图5e的pam4眼图示590。

回到图5a,仿真设置530包括cdr和驱动器532,其可以类似于图1的cdr102和驱动器106。偏斜补偿534可以类似于图1的偏斜控制设备110。电通道536可以将偏斜补偿设备534连接到调制器538。调制器538(其也可以被称为环形等效电路、环形调制器或调制器等效电路)可以类似于图1的调制器114。

关于仿真设置530,在53.125gbaud处的pam4信号利用位模式生成器来生成,并且被馈送到具有30ghz带宽的bessel-thomson4阶滤波器。180ph的电感用于优化低通滤波器之后的驱动器输出信号。偏斜补偿电路534包括基于图2的图示200a中给出的spice仿真的非线性电压相关电容模型和dc电压源,以控制p-n结二极管反向偏置操作点。电通道被建模为180ph的集总电感。基于测量的s11数据,提取环形等效电路538。在仿真中针对焊盘假设附加的10毫微微法拉(femtofarad)(ff)电容。电信号具有2.5v的峰至峰电压。

pam4眼图示560示出了没有任何偏斜补偿的信号。pam4眼图示570、580、590示出了关于图5a描述的各种仿真的结果,并且示出了具有针对不同dc电源电压的预偏斜补偿的信号。如图所示,通过改变vdc可以实现不同的眼偏斜。这允许根据发射机操作点和传输距离连续偏斜调整以优化性能。眼图示示出了高达2.7vdc电压的最小失真,对应于-2.7v到-0.2v的p-n结二极管操作范围。对于vdc=2.7v,pam4高级别和低级别之间的偏斜是3.6ps,这示出了可以补偿高达ui的约20%的偏斜。

对于电光联合仿真,如先前部分中所述对发射机电链路进行建模。对于e/o转换,基于捕捉静态和动态非线性的环形时间相关的动态来对环形调制器538进行建模。tdecq度量可以用于量化来自偏斜校正的改进。

图6示出了根据一些实施例的具有和不具有眼偏斜补偿的发射机输出的图示。图示600a示出了不具有偏斜补偿的光眼图示,并且图示600b示出了在发射机的输出处具有偏斜补偿的光眼图示,其可以类似于图1的光信号116。

在没有任何偏斜补偿的情况下,如图示600a所示,pam40级和3级之间的时间延迟接近ui的20%,这转化为附加的tdecq损失。这可以通过眼的非垂直中心线694来看出。在具有如图示600b所示的优化补偿偏斜的情况下,三个眼变得更加对称,并且时间延迟减小到小于ui的5%。这可以通过眼的接近垂直的中心线696来看出。tdecq利用偏斜校正从2.3db改善到1.5db。因此,该仿真示出了在e/o转换之前对电信号进行预偏斜的效果,并且所产生的失真在接收机的允许限度内。

图7是示出根据一些实施例的用于在光传送设备中实现光信号偏斜补偿的方法的框图。过程700可以通过关于图1-6,并且特别地关于图1的图示100和图5a的仿真设置530描述的一个或多个技术来实现。

在框702处,该过程可以包括由计算设备的传送设备接收携载由计算设备的处理器提供的数据的电信号,该电信号将被转换成光信号以传送到另一设备。计算设备也可以是交换机。如关于图1所述,将电信号转换成光信号以传送到另一设备。在实施例中,传送设备或计算设备的处理器可以包括图1的cdr102和/或驱动器106,或图5a的cdr和驱动器532。电信号可以类似于图1的基于pam的电信号104或放大信号108。

在框704处,该过程可以包括由传送设备将接收到的电信号偏斜以补偿响应于接收到的电信号的e/o转换而生成的光信号所发生的偏斜效应。在实施例中,偏斜可以通过图1的偏斜控制设备110、图3的图示300的反向结p-n结二极管或图5a的偏斜补偿534来实现。如上所述,在实施例中,可以通过改变dc电压,例如图1的vdc,来实现对偏斜效应的补偿。

在框706处,该过程可以包括由传送设备将经偏斜的电信号转换成光信号,其中经转换的光信号将被传送到另一设备。在实施例中,转换可以由图1的调制器114或图5a的调制器538执行。在实施例中,经转换的光信号可以呈现垂直或基本垂直的pam眼对准,如图1的图案117、图5c的图示570或图6的图示600b所示。

图8是根据一些实施例的具有眼偏斜补偿的计算机系统800的示意图。所示的计算机系统800(也称为电子系统800)可以根据本公开中阐述的若干公开的实施例及其等同方案中的任一个来体现光信号偏斜补偿。计算机系统800可以是移动设备,诸如上网本计算机或无线智能电话。计算机系统800可以是台式计算机。计算机系统800可以是手持式读取器。计算机系统800可以是服务器系统。计算机系统800可以是超级计算机或高性能计算系统。

在实施例中,电子系统800是计算机系统,其包括系统总线820以电耦合电子系统800的各种部件。根据各种实施例,系统总线820是单条总线或总线的任何组合。电子系统800包括向集成电路810供电的电压源830。在一些实施例中,电压源830通过系统总线820向集成电路810提供电流。

集成电路810电耦合到系统总线820,并且包括根据实施例的任何电路或电路的组合。在实施例中,集成电路810包括可以是任何类型的处理器812。如本文所使用的,处理器812可以表示任何类型的电路,例如但不限于微处理器、微控制器、图形处理器、数字信号处理器或另一处理器。在实施例中,处理器812包括光信号偏斜补偿或与之耦合,如本文所公开的。在实施例中,sram实施例在处理器的存储器高速缓存中找到。可以包括在集成电路810中的其它类型的电路是定制电路或专用集成电路(asic),例如用于诸如蜂窝电话、智能电话、寻呼机、便携式计算机、双向无线电和类似电子系统的无线设备中的通信电路814,或用于服务器的通信电路。在实施例中,集成电路810包括诸如静态随机存取存储器(sram)的管芯上存储器816。在实施例中,集成电路810包括嵌入式管芯上存储器816,例如嵌入式动态随机存取存储器(edram)。

在实施例中,用随后的集成电路811补充集成电路810。有用的实施例包括双处理器813和双通信电路815以及双管芯上存储器817,诸如sram。在实施例中,双集成电路811包括嵌入式管芯上存储器817,诸如edram。

在实施例中,电子系统800还包括外部存储器840,其进而可包括适合于特定应用的一个或多个存储器元件,诸如ram形式的主存储器842、一个或多个硬盘驱动器844、和/或处理可移动介质846(诸如磁盘、光盘(cd)、数字可变盘(dvd)、闪存驱动器、和本领域中已知的其它可移动介质)的一个或多个驱动器。根据实施例,外部存储器840还可以是嵌入式存储器848,诸如管芯堆叠中的第一管芯。

在实施例中,电子系统800还包括显示设备850、音频输出860。在实施例中,电子系统800包括输入设备,诸如控制器870,其可以是键盘、鼠标、跟踪球、游戏控制器、麦克风、语音识别设备或将信息输入到电子系统800中的任何其他输入设备。在实施例中,输入设备870是相机。在实施例中,输入设备870是数字录音机。在实施例中,输入设备870是相机和数字录音机。

如本文所示,集成电路810可以在多个不同实施例中实现,包括根据几个公开的实施例及其等同方案中的任一个的具有光信号偏斜补偿的封装衬底、电子系统、计算机系统、制造集成电路的一种或多种方法、以及制造电子组件的一种或多种方法,该电子组件包括根据如本文在各种实施例中阐述的几个公开的实施例及其本领域公认的等同方案中的任一个的具有光信号偏斜补偿的封装衬底。光信号偏斜补偿也可以在发射机中实现,该发射机可以是通信电路815的一部分。元件、材料、几何形状、尺寸和操作顺序都可以根据具有光信号偏斜补偿实施例及其等同方案的几个公开的封装衬底中的任一个而改变以适应特定的i/o耦合要求,包括用于处理器安装衬底中嵌入的微电子管芯的阵列触点计数、阵列触点配置。可以包括基础衬底,如图8的虚线所示。也可以包括无源器件,同样如图8中所示。

在所附权利要求中的所有装置或步骤加功能元件的相应结构、材料、操作和等同方案旨在包括用于与具体要求保护的其它要求保护的元件组合执行功能的任何结构、材料、或操作。出于说明和描述的目的,已经呈现了本公开的描述,但是不旨在是穷举的或将本公开限制为所公开的形式。在不脱离本公开的范围和精神的情况下,普通技术人员将明白许多修改和变化。选择并描述实施例是为了最好地解释公开的原理和实际应用,并使本领域的其他普通技术人员能够理解具有适于所考虑的特定用途的各种修改的实施例的公开。

示例

根据各种实施例,示例可以包括以下。

示例1是一种装置,包括:数据提供设备;驱动器,与数据提供设备耦合以驱动从数据提供源产生的电信号;以及偏斜控制设备,与驱动器耦合以将要被提供用于电光(e/o)转换的电信号偏斜,以补偿响应于电信号的e/o转换而生成的光信号中发生的偏斜效应。

示例2可以包括示例1的装置,其中,偏斜控制设备包括反向偏置的p-n结二极管以补偿偏斜效应。

示例3可以包括示例1-2中任一项的装置,其中,将驱动器集成在集成电路(ic)中,并且其中,将反向偏置的p-n结二极管包括在驱动器中。

示例4可以包括示例1-2中任一项的装置,其中,将反向偏置的p-n结二极管包括在光子电路中。

示例5可以包括示例1-2中任一项的装置,其中,反向偏置的p-n结二极管用于在电信号中引起基于电压的幅度相关的延迟。

示例6可以包括示例5的装置,其中,由偏斜控制设备提供的偏斜的范围从0.5伏dc到5伏dc。

示例7可以包括示例1的装置,其中,数据提供设备是时钟和数据恢复(cdr)。

示例8可以包括示例1-2中任一项的装置,其中,装置包括多级脉冲幅度调制光发射机。

示例9可以包括示例1-2中任一项的装置,还包括与偏斜控制设备耦合的微环调制器(mrm)或直接调制激光器(dml),以提供电信号的e/o转换。

示例10可包括示例1-2中任一项的装置,其中,电信号包括眼图案,其中,偏斜效应包括眼图案的失真。

示例11是一种方法,包括:由计算设备的传送设备接收承载由计算设备的处理器提供的数据的电信号,该电信号要被转换成用于传送到另一设备的光信号;由传送设备将所接收的电信号偏斜,以补偿响应于所接收的电信号的e/o转换而生成的光信号发生的偏斜效应;以及由传送设备将经偏斜的电信号转换成光信号,其中,经转换的光信号将被传送到另一设备。

示例12可以包括示例11的方法,其中,将所接收的电信号偏斜还包括在所接收的电信号中引起基于电压的幅度相关的延迟。

示例13可以包括示例11的方法,其中,将所接收的电信号偏斜还包括向反向偏置的p-n结二极管施加dc电压。

示例14可以包括示例13的方法,还包括通过改变反向偏置的p-n结二极管的电容或电阻来优化p-n结二极管。

示例15可以包括示例11的方法,其中,电信号包括眼图案,其中,偏斜效应包括眼图案的失真。

示例16是一种计算设备,包括:处理器,用于生成要被传送到另一设备的数据;以及传送设备,与处理器耦合,其中,传送设备包括:驱动器,用于驱动承载由处理器提供的数据的电信号;偏斜控制设备,与驱动器耦合以将电信号偏斜,以补偿响应于电信号的电光(e/o)转换而生成的光信号中发生的偏斜效应;以及e/o转换设备,与偏斜控制设备耦合,以生成光信号,其中,通过电信号的偏斜使所生成的光信号中的偏斜效应减到最小,其中,光信号将被传送到另一设备。

示例17可以包括示例16的计算设备,其中,传送设备包括与驱动器耦合的时钟和数据恢复(cdr),以提供承载数据的电信号。

示例18可以包括示例16-17中任一项的计算设备,还包括用于传送所生成的光信号的光子ic。

示例19可以包括示例16-17中任一项的计算设备,其中,偏斜控制设备包括ic。

示例20可以包括示例16-17中任一项的计算设备,还包括与偏斜控制设备耦合的微环调制器(mrm)或直接调制激光器(dml),以提供电信号的e/o转换。


技术特征:

1.一种装置,包括:

数据提供设备;

驱动器,与所述数据提供设备耦合以驱动从数据提供源产生的电信号;以及

偏斜控制设备,与所述驱动器耦合以将要被提供用于电光(e/o)转换的所述电信号偏斜,以补偿响应于所述电信号的所述e/o转换而生成的光信号中发生的偏斜效应。

2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述偏斜控制设备包括反向偏置的p-n结二极管以补偿所述偏斜效应。

3.根据权利要求2所述的装置,其中,将所述驱动器集成在集成电路(ic)中,并且其中,将所述反向偏置的p-n结二极管包括在所述驱动器中。

4.根据权利要求2所述的装置,其中,将所述反向偏置的p-n结二极管包括在光子电路中。

5.根据权利要求2所述的装置,其中,所述反向偏置的p-n结二极管用于在所述电信号中引起基于电压的幅度相关的延迟。

6.根据权利要求5所述的装置,其中,由所述偏斜控制设备提供的偏斜的范围从0.5伏dc到5伏dc。

7.根据权利要求1所述的装置,其中,所述数据提供设备是时钟和数据恢复(cdr)。

8.根据权利要求1所述的装置,其中,所述装置包括多级脉冲幅度调制光发射机。

9.根据权利要求1所述的装置,还包括与所述偏斜控制设备耦合的微环调制器(mrm)或直接调制激光器(dml),以提供所述电信号的e/o转换。

10.根据权利要求1-9中的任一项所述的装置,其中,所述电信号包括眼图案,其中,所述偏斜效应包括所述眼图案的失真。

11.一种方法,包括:

由计算设备的传送设备接收承载由所述计算设备的处理器提供的数据的电信号,所述电信号要被转换成用于传送到另一设备的光信号;

由所述传送设备将所接收的电信号偏斜,以补偿响应于所接收的电信号的e/o转换而生成的光信号发生的偏斜效应;以及

由所述传送设备将经偏斜的电信号转换成所述光信号,其中,经转换的光信号将被传送到所述另一设备。

12.根据权利要求11所述的方法,其中,将所接收的电信号偏斜还包括在所接收的电信号中引起基于电压的幅度相关的延迟。

13.根据权利要求11所述的方法,其中,将所接收的电信号偏斜还包括向反向偏置的p-n结二极管施加dc电压。

14.根据权利要求13所述的方法,还包括通过改变所述反向偏置的p-n结二极管的电容或电阻来优化所述p-n结二极管。

15.根据权利要求11-14中的任一项所述的方法,其中,所述电信号包括眼图案,其中,所述偏斜效应包括所述眼图案的失真。

16.一种计算设备,包括:

处理器,用于生成要被传送到另一设备的数据;以及

传送设备,与所述处理器耦合,其中,所述传送设备包括:

驱动器,用于驱动承载由所述处理器提供的数据的电信号;

偏斜控制设备,与所述驱动器耦合以将所述电信号偏斜,以补偿响应于所述电信号的电光(e/o)转换而生成的光信号中发生的偏斜效应;以及

e/o转换设备,与所述偏斜控制设备耦合,以生成所述光信号,其中,通过所述电信号的偏斜使所生成的光信号中的偏斜效应减到最小,其中,所述光信号将被传送到所述另一设备。

17.根据权利要求16所述的计算设备,其中,所述传送设备包括与所述驱动器耦合的时钟和数据恢复(cdr),以提供承载所述数据的所述电信号。

18.根据权利要求16所述的计算设备,还包括用于传送所生成的光信号的光子ic。

19.根据权利要求16所述的计算设备,其中,所述偏斜控制设备包括ic。

20.根据权利要求16-19中的任一项所述的计算设备,还包括与所述偏斜控制设备耦合的微环调制器(mrm)或直接调制激光器(dml),以提供所述电信号的e/o转换。

21.一种计算设备,用于将要被提供用于电光(e/o)转换的电信号偏斜,所述计算设备包括:

用于接收承载由所述计算设备的处理器提供的数据的电信号的模块,所述电信号要被转换成用于传送到另一设备的光信号;

用于将所接收的电信号偏斜以补偿响应于所接收的电信号的e/o转换而生成的光信号发生的偏斜效应的模块;以及

用于将经偏斜的电信号转换成所述光信号的模块,其中,经转换的光信号将被传送到所述另一设备。

22.根据权利要求21所述的计算设备,其中,用于将所接收的电信号偏斜的模块还包括用于在所接收的电信号中引起基于电压的幅度相关的延迟的模块。

23.根据权利要求21所述的计算设备,其中,用于将所接收的电信号偏斜的模块还包括用于向反向偏置的p-n结二极管施加dc电压的模块。

24.根据权利要求23所述的计算设备,还包括用于通过改变所述反向偏置的p-n结二极管的电容或电阻来优化所述p-n结二极管的模块。

25.根据权利要求21所述的计算设备,其中,所述电信号包括眼图案,其中,所述偏斜效应包括所述眼图案的失真。

技术总结
本文描述了补偿在响应于承载从驱动器接收的数据的电信号的电光(E/O)转换而生成的光信号中发生的偏斜效应的方法、装置和系统。与驱动器或调制器耦合的偏斜控制设备在E/O转换之前向电信号提供偏斜以补偿偏斜效应。该偏斜可以由反向偏置的p‑n结二极管提供。可以描述和/或要求保护其它实施例。

技术研发人员:S·阿米拉利扎德阿瑟;S·S·伊斯兰;林雯华
受保护的技术使用者:英特尔公司
技术研发日:2020.12.14
技术公布日:2021.08.03

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