双抽头光数字前馈均衡实现IM/DD系统高速光传输

强度调制直接检测（IM/DD）传输因其成本效益和简单性而被广泛用于高速光传输场景。然而，随着数据速率增加，光纤色散（CD）会引起严重的功率衰落效应，直接检测会产生码间干扰（ISI）。此外，ISI随光纤长度增加而加剧，从而严重限制了IM/DD系统的传输距离。本文提出一种双抽头光数字前馈均衡（DT-ODFE）方案，该方案能有效补偿CD引起的功率衰落，同时保持低成本和简单性。建立了包含双抽头光均衡器的IM/DD传输理论信道响应，理论分析表明，对于使用1371nm波长在10km标准单模光纤（SSMF）上的IM/DD传输，频率陷波从33.7GHz移至46GHz。仿真结果表明，与仅使用符号间隔前馈均衡器（FFE）的IM/DD系统相比，DT-ODFE实现了2.3dB的信噪比增益。当光纤长度增加到15km时，DT-ODFE表现良好，而FFE、判决反馈均衡器（DFE）和Volterra非线性均衡器（VNLE）均无法补偿功率衰落，且不满足7%硬判决前向纠错（FEC）限。对于200 Gb/s/λ PAM-4在15km SSMF上的传输，结果表明具有最优系数的DT-ODFE的信噪比（SNR）满足7%硬判决FEC限，这揭示了DT-ODFE在LR/FR场景中用于高速IM/DD系统的巨大潜力。