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通知預(yù)告


2020.07.26


數(shù)據(jù)中心100G已經(jīng)開始規(guī)模使用,下一代400G預(yù)計(jì)在2020年開始逐步商用。對(duì)于400G應(yīng)用,最大的不同是引入了新型的調(diào)制格式PAM-4,已達(dá)到在同樣波特率(器件帶寬)下傳輸速率翻倍的效果,比如應(yīng)用于500米以下傳輸?shù)腄R4,單波速率需要達(dá)到100Gbps。為了實(shí)現(xiàn)該種速率應(yīng)用,數(shù)據(jù)中心光模塊開始引入基于數(shù)字信號(hào)處理的DSP芯片取代過(guò)去的時(shí)鐘恢復(fù)芯片,用以解決光器件帶寬不足引起的靈敏度問(wèn)題。DSP是否能如業(yè)界預(yù)計(jì)一樣,成為未來(lái)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的廣泛解決方案?要回答這個(gè)問(wèn)題,必須了解DSP到底能解決什么問(wèn)題;其架構(gòu)是什么;未來(lái)的成本,功耗發(fā)展趨勢(shì)如何?! ∫?DSP解決的問(wèn)題  在物理層傳輸領(lǐng)域,DSP最早在無(wú)線通信中得到應(yīng)用,其原因有三點(diǎn):第一,無(wú)線頻譜屬于稀缺資源,而傳輸速率需求一直在增長(zhǎng),提高頻譜效率是無(wú)線通信根本的需求,因此必須需要DSP支持各種復(fù)雜高效率的調(diào)制方式。第二,無(wú)線信道的傳輸方程非常復(fù)雜,多徑效應(yīng),高速運(yùn)動(dòng)中的多普勒效應(yīng),使用傳統(tǒng)的模擬補(bǔ)償無(wú)法滿足無(wú)線信道的補(bǔ)償需求,而DSP能夠利用各種數(shù)學(xué)模型很好的補(bǔ)償信道傳輸方程。第三,無(wú)線通道的信噪比往往比較低,需要使用糾錯(cuò)碼來(lái)提高接收機(jī)的靈敏度?! ≡诠馔ㄐ蓬I(lǐng)域,DSP首先商用在長(zhǎng)距離100G以上的相干傳輸系統(tǒng)中,其原因與無(wú)線通信類似,長(zhǎng)距離傳輸中,由于光纖資源鋪設(shè)成本非常高,提高頻譜效率已達(dá)到在單根光纖上獲得更高的傳輸速率是運(yùn)營(yíng)商的必然需求。因此,在WDM技術(shù)使用之后,使用DSP支持的相干技術(shù)成了必然選擇。其次,在長(zhǎng)距離相干傳輸系統(tǒng)中,色散效應(yīng),發(fā)射、接受裝置及光纖本身帶來(lái)的非線性效應(yīng),發(fā)送接收裝置引入的相位噪聲,使用一塊DSP芯片就能夠進(jìn)行很方便的進(jìn)行補(bǔ)償,而無(wú)需像過(guò)去在鏈路中放置色散補(bǔ)償光纖(DCF)。最后,在長(zhǎng)距離傳輸中,由于光纖的衰減效應(yīng),一般每80公里會(huì)使用光放大裝置(EDFA)對(duì)信號(hào)進(jìn)行一次放大已達(dá)到上千公里的傳輸距離,每一次放大都會(huì)對(duì)信號(hào)引入噪聲,降低信號(hào)的信噪比,因此,在長(zhǎng)距離傳輸過(guò)程中需要引入糾錯(cuò)編碼(FEC)提高接收機(jī)的接收能力。

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