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Titelaufnahme

Titel
Design and measurement techniques for decision feedback equalizers up to 110Gb/s in SiGe technologies
AutorAwny, Ahmed Sanaa Ahmed In der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen
PrüferThiede, Andreas In der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen ; Ellinger, Frank In der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen
Erschienen2015
HochschulschriftPaderborn, Univ., Diss., 2015
Anmerkung
Tag der Verteidigung: 15.06.2015
Verteidigung2015-06-15
SpracheEnglisch
DokumenttypDissertation
URNurn:nbn:de:hbz:466:2-16472 Persistent Identifier (URN)
Dateien
Design and measurement techniques for decision feedback equalizers up to 110Gb/s in SiGe technologies [17.24 mb]
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Cloud-Computing, Video-on-Demand, Voice-/Video-over-IP und andere Internetdienste erzeugen einen stetig steigenden Bedarf an hochratigen Datenverbindungen.Für diesen steigenden Bedarf bietet die Glasfaser durch ihre hohe Bandbreite eine sehr gute Lösung. Einer der Hauptfaktoren, der die Nutzung der Bandbreite der Glasfaser einschränkt, ist die Interzeichenüberlagerung (intersymbol-interference,ISI), welche aus den verschiedenen Typen der Faserdispersion resultiert.Ein effektives Mittel zur Minderung der ISI ist die Nutzung von Linear-Equalizern in Form von Vorwärtskopplung-Equalizers (feedforward equalizers, FFEs) sowie von Nichtlinear-Equalizern in Form von Datenentscheidern mit Rückkopplungsschleife(decision feedback equalizers, DFEs). Beide Equalizer-Typen werden in Glasfaserkommunikationssystemenzur Kompensation unterschiedlicher Dispersions-Typeneingesetzt. Im Gegensatz zu FFEs können DFEs Diskontinuitäten im Frequenzgang des Kanals kompensieren und verstärken das hochfrequente Rauschen nicht; bei sehrhohen Bitraten ist ihr Design jedoch durch die Zeitbedingungen der Rückkopplungsschleifesehr anspruchsvoll.Diese Dissertation präsentiert den Entwurf und die Charakterisierung von DFEs für 80 und 110Gb/s in der IHP-Technologie 0.13 m SiGe:C BiCMOS. Eine modifizierte Architektur wurde beschrieben und zur Implementierung der DFE benutzt,um die Zeitbedingungen sowie das Verhalten der Rückkopplungsschleife zu verbessern. Schaltungs-Techniken zur Erhöhung der Bandbreite der DFE-Bausteine wurden erklärt. Darüber hinaus wurden neue Mess-Techniken eingesetzt, um die Fähigkeitdes DFE, bei derart hohen Bitraten zu arbeiten, nachzuweisen. Die Funktionalitätdes 80Gb/s DFE wurde in einem Experiment zur Minderung der ISI für bandbreitenbegrenzte Kanäle demonstriert.

Zusammenfassung (Englisch)

Cloud computing, video-on-demand, voice and video-over-IP and other Internet services present an ever-increasing demand on high bit rate data connections. Optical fibers offer a very good solution for this ever-growing demand, due to their large bandwidth. One of the main factors limiting the utilization of this large bandwidth is intersymbol interference (ISI) that results from the different types of fiber dispersion.To mitigate ISI, the use of linear equalizers in form of feedforward equalizers(FFEs) and non-linear equalizers in form of decision feedback equalizers (DFEs) has proved to be an effective means. Both types of equalizers are employed in fiber communication systems to compensate different kinds of dispersions. DFEs, as opposed to FFEs, can compensate for the deep nulls (discontinuities) in the channel frequency response and do not amplify high-frequency noise. Their design, however, is rather challenging at very high bit rates, due to the timing condition of their feedback loop.This dissertation presents the design and characterization of 80 and 110Gb/s DFEs in 0.13 m SiGe:C BiCMOS technology. A modified architecture is described and utilized for the implementation of the DFEs to relax the timing condition and improve the behavior of the feedback loop. Circuit techniques to enhance the bandwidth of the DFE building blocks are explained. Furthermore, new measurement techniques are employed to prove the ability of the DFEs to work at such high bit rates. The functionality of the 80Gb/s DFE is demonstrated in an experiment to mitigate ISI for bandwidth-limited channels. The application of the DFEs developed in this work is not limited to optical fiber communication systems, but can be also employed in chip-to-chip and board-to-board communication systems.