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基于低带宽器件的70 Gb/s数据中心内部光互连

Science China Press

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IMAGE: 70 Gb/s数据传输链路的实验框图 view more 

Credit: ©《中国科学》杂志社

随着数据中心内部光互连技术的快速发展,高效、低成本的服务器间的光通信链路的实现变得越来越受业界的追捧。最近一项由北京大学完成的研究展示了使用18GHz带宽的VCSEL激光器与多模光纤链路实现70Gb/s数据的传输,使得采用廉价低带宽器件实现高速数据传输成为可能。

研究相关的论文题为“A 70 Gbps NRZ optical link based on 850 nm band-limited VCSEL for data-center intra-connects”,为SCIENCE CHINA Information Sciences最新录用的文章。该文由北京大学博士研究生谈仲纬担任第一作者,杨川川副教授担任通讯作者撰写。研究者搭建了相关的光通信链路,进行了实验探索,采用接收端前馈均衡(FFE)与最大似然序列估计(MLSE)相结合的数字信号处理办法,有效地抑制了廉价VCSEL激光器带宽不足所引入的码间串扰,实现了70 Gb/s的数据传输。

随着互联网的发展,海量数据传输与处理的需求日益增长。尤其对于大型数据中心而言,如何在服务器之间搭建高效、低成本的通信链路,以便共享服务器之间的处理与存储功能变得尤为重要。基于此,数据中心内部光互连技术快速发展,如何实现高速、低成本的光互连链路成为了一个重要的课题。此前在学术界关于此项研究的进展,主要是集中在如何使用大带宽的VCSEL激光器(通常在25GHz左右)来实现速率上的不断提升,然而大带宽的VCSEL激光器价格昂贵,有违数据中心光互连低成本的初衷。

基于此种现状,本项研究专门选取了带宽只有18GHz的商用VCSEL激光器,以降低光链路的成本,对于由带宽不足所产生的码间串扰采用了合理的均衡方式,实现了在此级别VCSEL激光器所能达到的最高波特率的传输。

该论文通讯作者杨川川副教授认为,该项实验结果对今后使用大量廉价低带宽的VCSEL激光器来实现高速的数据中心内部光互连有很好的指导意义。

这一研究结果丰富了数据中心内部短距光互连领域的研究工作,着重针对廉价的低带宽器件的通信性能进行了探究,对于实现高速率、低成本的数据中心内部光互连具有重要的科学意义和参考价值。

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共同参与此项研究的成员还包括北京大学张帆教授,王子宇教授,博士研究生朱逸萧,硕士研究生许兆鹏、邹恺蘅等。该项研究获得了国家自然基金面上项目(Nos. 61275005, 61475004)资助。

更多详情请阅原文:

Zhongwei TAN, Chuanchuan YANG, Yixiao ZHU, Zhaopeng XU, Kaiheng ZOU, Fan ZHANG & Ziyu WANG, A 70 Gbps NRZ optical link based on 850 nm band-limited VCSEL for data-center intra-connects, SCIENCE CHINA Information Sciences, 2017, doi: 10.1007/s11432-017-9276-y.

http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11432-017-9276-y

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