[发明专利]一种高性能的光纤互连系统

说明书

本发明提供一种高性能的光纤互连系统，包括PAM4电接口，变速箱，NRZ光发送与接收单元，NRZ信号的光路。所述系统电口为N/2(N为大于等于2的偶数)路PAM4信号，光口为N路NRZ信号，接收机和发送机更容易处理NRZ光路信号，从而实现高性能的互连系统。本系统接收机和发送机的光路接口均为N路NRZ信号，但电口为N/2路PAM4信号，所以提高了端口密度。本系统能把传统的100G SFP接口改造为下一代100GDSFP或SFP‑DD接口，通信通道密度和速率都提高一倍，同时又向下兼容SFP接口。利用本光纤互连系统的100G SR2AOC有源光缆由多模光纤，变速箱，NRZ接收发送机，光器件组成。该有源光缆能兼容下一代数据中心应用的DSFP/SFP‑DD封装技术，实现两路并行2x50Gbps PAM4信号光电传输。本光通信系统可以实现PAM4模式和NRZ模式的复用。通过切换变速箱的开关，电接口可以为PAM4模式或NRZ模式。

技术领域

本发明涉及光纤互连方法，属于光电通信技术领域，特别涉及一种高性能的光纤互连系统。

背景技术

随着5G，大数据，分布式存储，AI，高速计算业务的兴起，数据中心的规模日益增长，数据中心交换系统从10GE/40GE提高到100GE/400GE，服务器接入也从10GE提高到25GE/100GE。基于高吞吐和大带宽的发展趋势，现有100GEQSFP28接口在向下一代100GE接口演进，下一代100GE接口由两个50GE物理接口组成，相对于上一代100GEQSFP28接口，通道数目减半，端口密度增加一倍。

下一代100GE接口有两种封装形式：SFP-DD和DSFP。

SFP-DD(SmallForm-factorPluggable-DoubleDensity)小形状系数可插拔双密度电气接口可以拓展现有的SFP接口。SFP-DD接口和现有的SFP接口很像，它在现有的SFP接口上增加了一排电气接口。SFP-DD接口是由小形状系数可插拔双密度(SFP-DD)多源协议(MSA)工作组提出。现有的SFP单通道接口广泛应用与高达28Gbps的NRZ或者56Gbps的PAM4中。新型的SFP-DD接口可支持两个通道，每个通道都可支持28Gbps的NRZ或者56Gbps的PAM4，从而两个通道能达到56Gbps或112Gbps的聚合带宽。SFP-DD使通信通道密度和速率都提高一倍，同时又向下兼容SFP接口，有助于满足下一代数据中心互联对数据带宽和通道密度，接口兼容性的需求。

DSFP(DoubleSmallForm-factorPluggable)连接器组件，其上排管脚及下排管脚分别设有预设管脚，增加了两个通道，使用者可根据需要，对预设管脚进行定义，扩展了其使用功能。DSFP是个别设备商发起和主推的封装类型，取消了很多控制和指示脚，用软件来读写寄存器，进行通信和控制。

有源光缆AOC是ActiveOpticalFiber的简写，它主要用于短距离多通道数据应用中。有源光缆由多模光纤，光收发控制芯片，光器件和光模块组成。有源光缆两边的收发器提供光电转换，光传输和驱动电口的能力，以提高光信号的传输速度和距离，兼容电口规范的性能。

在传输形式上，为了满足下一代数据中心互联的应用需求，灵活，低成本的100Gbit/s的速率传输方案被相继提出。主流的使用PAM4调制的2通道x50Gbit/s的传输方式可以降低收发机模块的设计复杂度，面积和功耗消耗。但是这其中有两个问题是系统性能的瓶颈：收发机的调制带宽限制和调制解调过程中的非线性损伤。为了解决这两个问题，基于DSP(数字信号处理)的方案被提出。DSP方案利用判决反馈均衡(DFE)和前向均衡(FFE)来补偿信道的非线性失真。这些方案往往需要很高的计算复杂度和耗费很大的功耗。

发明内容

本发明提出了一种解决上述问题的光纤互连系统，所述光纤互连系统包括电接口，光路接口，变速箱，NRZ接收发送机，其中，

所述系统电口为N/2(N为大于等于2的偶数)路PAM4信号，光路接口信号为N路NRZ信号；