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基于多级调制和高级ADC/DAC技术的超高速短距离数据传输

概要

Fujitsu Semiconductor Europe GmbH(FSEU) 已经证明可以通过CEI-28G-VSR接口进行单信道大于100Gbps的数据传输,从而将光互联论坛(OIF)定义的芯片间电接口数据传输速率提高到4倍。这项研究成果验证了在利用为长距离光传输系统所开发的CMOS ADC/DAC转换器技术后,短距离电信号传输所能达到的数据速率。这项研究的关键是比较PAM(脉冲幅度调制)与DMT(离散多音频)这两种多级调制技术在此特定信道的优劣。FSEU的实验和演示基于 40nm CMOS工艺的65GSps ADC/DAC测试芯片和评估板 (“LEIA”DAC用于发送,“LUKE”ADC用于接收)。

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FSEU使 OIF CEI-28G-VSR接口的数据传输速率提高到4倍

对于更高数据传输速率不断增长的需求

数据中心内更高速和更高端口密度的互连对电路板间、背板间以及服务器间的短距离电信号传输提出了更高的速率要求。然而,由于标准电路板材料所带来的电信号传播限制,即使是在很短的距离上,利用简单调制实现30Gbps的互连也面临根本性的挑战。

在光传输网络中,数据容量的增加要求提高核心网的传输容量,同时也推动了在对成本、功耗和灵活性更为敏感的城域网中实现更高传输速率的需求。在过去的几年中,基于标准CMOS技术的高速ADC/DAC和数字信号处理使相干检测在核心网、长距离传输中得到广泛应用,并且极大地提高了传输网络的性能和灵活性。随着市场的发展,在短距离城域网使用的数十公里的光纤传输上,将有100Gbps(和更高)的传输速率需求。

多级调制支持更高的扩展性和灵活性

在以上两种场景下,使用多级调制将会实现更高数据速率的传输。在短距离电互连的场景下,主要动机是提高数据容量。在短距离城域连接的场景下,主要动机是降低系统的总成本和总功耗。其关键技术是降低信号的带宽(比如10G波特)和使用廉价的低频光器件,但同时在每个符号上传输更多比特的信息,从而保证总的传输容量。

适用多级调制的潜在应用范围非常广泛;从芯片和模块之间的几厘米,到数据中心内的数百米,直至几公里。共同的主题是只要每Gbps的功耗足够低,非二进制信号就可以提供更高的可扩展性和灵活性。

FSEU将参加阿姆斯特丹ECOC

富士通研究开发中心和富士通研究所将在9月16日至20日在阿姆斯特丹举行的欧洲光通信会议(ECOC)上展示相关研究成果。富士通半导体将向特邀观众进行现场演示,也会在ECOC展厅347展台有所介绍,届时能够有机会讨论FSEU的 ADC/DAC技术。