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为什么选择 224Gbps?

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2022-02-02 731

OIF-CEI 旨在标准化一个可与以太网、光纤通道和 Interlaken 等多种协议配合使用的电气接口。以太网数据速率是媒体访问控制 (MAC) 层的净数字吞吐量,以太网建议采用端到端正向纠错 (FEC) 和编码方案,从而使产生的原始 SerDes 电气或线路速率高于每通道以太网吞吐量。例如,使用 Reed Solomon (514-544) 和 256/257 编码的四通道 400G 以太网需要 106.25Gbps 的有效线路速率。那么,问题来了,当数据速率翻倍后,为什么线路速率不是直接翻倍到 212.5Gbps?反而要谈论 224Gbps呢?
一些关于行业论坛的早期讨论表明,800G 以太网/1.6T 以太网可能会与串联或端到端 FEC 配合使用。此外,还要考虑各种 FEC 因素,例如 800G 一致性链路的 staircase/zipper 代码,所有这些都会增加不同的开销。此外,光纤通道和 InfiniBand 也将会产生不同的开销。因此,OIF 已开始起草下一代 CEI-224G 电气接口。

哪种调制方案?
高阶调制可增加每个符号位数或每个单位间隔 (UI) 位数,并在信道带宽和信号振幅之间提供权衡。标准通常探索更高阶数的调制方案以及更高的数据速率。2012 年,PAM-4/6/8 被考虑用于 100Gbps 线路速率,最终 PAM-4 成为 56Gbps 和 112Gbps SerDes 的调制选择。从整体电气光学电气 (E-O-E) 系统视图,可以很明显地看出,如果光收发器和电气 SerDes 的调制方案和数据速率不同,任何 E-O-E 转换都需要变速器并增加额外的功耗和延迟开销。因此,电调制方案的选择与 200G λ 中采用的相同调制方案密切相关。200G λ 光收发器的初步工作显示 PAM-4 或 PAM-6 调制方案似乎是合理的。
PAM-4 调制提供与前几代产品的向后兼容性,与更高调制方案相比,可提供更好的信噪比 (SNR),并允许产生延迟的更低 FEC 开销架构。然而,由于模拟带宽限制和通过创新 DSP 方案实现高级均衡,实现则需要更好的模拟前端 (AFE)。
PAM-6 调制可编码每个符号 2.5 位,与 PAM-4 相比,其使用 DSQ-32 实现的 SNR 损耗增加了约 3.2dB。它提供了一种实现 SerDes 的方法,其 AFE 带宽比 PAM-4 SerDes 低,但 SNR 更高。PAM-6 调制方案增加了更高的 FEC 开销,从而增加了面积、功耗并降低了编码效率。