如何在保留原有基础设施的前提下部署先进的58G PAM4技术?

云服务和5G的推出推动了数据流量的大幅增长,这为满足网络日益增长的带宽要求带来了挑战,路由器和交换机接线端口密度、光学标准的扩展以及光纤网络带宽的更新是成本能够满足带宽需求的主要制约因素,转换为58G收发器是非常重要的一步,在相同的条件下它能够实现400G以上的数据传输速率。

PAM4技术的发展

图1 每年FPGA收发器的速率变化

图1:每年FPGA收发器的速率变化

NRZ(non-return-to-zero,不归零码)是25Gb/s的标准编码方案,然而对于不断增长的容量、远程应用程序和数据传输速率的需求仍在增加,传统的NRZ信号高速互联的数据速率已经达到25Gb/s的上限,PAM4(4级脉冲调制)目前被广泛认为是25Gb/s以上数据传输速率下最健壮、最灵活的信令标准。

采用NRZ技术你可以在给定的频率下每个时钟周期传输一位信息(1/0),与NRZ相比PAM4通过在每个符号中多传输两位比特将给定数据速率的带宽减少一半,这允许用户在不增加所需带宽的情况下将信道中的比特率提高一倍。

虽然25Gb/s比特速率以25Gbaud/s的速度传输,NRZ信令的Nyquist频率为14GHz,56Gb/s比特速率以25Gbaud/s传输同时PAM4信令Nyquist频率为14GHz(参见图2)。

图2:PAM4背板测试——复用现有的平台和设施

图2:PAM4背板测试——复用现有的平台和设施

PAM4技术的优势
系统供应商面临的一个挑战是他们提供的传统背板和电气互连不能够承受超过25Gb/s的传输速率,另一个挑战是现在基础设施中的整套材料、连接器、背板,因为强大的基于DSP均衡的Virtex UltraScale+ FPGA GTM收发器和频道损失将类似25G线速率,现有的25G背板和走线可以再利用56G信号流,GTM收发器可以利用相同的材料同时使得带宽加倍。Xilinx一直在使用各种接线和背板进行测试,从而确保当Xilinx FPGA用户迁移到下一代平台和高性能互联时之前的任何设计都能够正常工作。

Xilinx演示58G 的GTM收发器,在双通道上采用100G以太网

在视频中Xilinx展示了100G以太网在双通道上通过Xilinx 58G GTM收发器和Virtex UltraScale+ FPGA集成的100G以太网子系统。本视频介绍了GTM收发器如何使得现有的硬件平台支持58G PAM4技术。

结合经过验证的高端Virtex UltraScale+ FPGA以及完全兼容的PAM4技术,Virtex UltraScale+ 58G FPGA可用于数据中心和大型网络。下一代调制技术即将到来,Xilinx让我们的客户有充分的时间准备下一代平台,同时保留现有的基础设施,你准备好了吗?

想了解更多信息,可以访问 http://china.xilinx.com/58G

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