云服務(wù)和5G的推出推動(dòng)了數(shù)據(jù)流量的大幅增長，這為滿足網(wǎng)絡(luò)日益增長的帶寬要求帶來了挑戰(zhàn)，路由器和交換機(jī)接線端口密度、光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展以及光纖網(wǎng)絡(luò)帶寬的更新是成本能夠滿足帶寬需求的主要制約因素，轉(zhuǎn)換為58G收發(fā)器是非常重要的一步，在相同的條件下它能夠?qū)崿F(xiàn)400G以上的數(shù)據(jù)傳輸速率。

PAM4技術(shù)的發(fā)展

圖1：每年FPGA收發(fā)器的速率變化

NRZ（non-return-to-zero，不歸零碼）是25Gb/s的標(biāo)準(zhǔn)編碼方案，然而對(duì)于不斷增長的容量、遠(yuǎn)程應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)傳輸速率的需求仍在增加，傳統(tǒng)的NRZ信號(hào)高速互聯(lián)的數(shù)據(jù)速率已經(jīng)達(dá)到25Gb/s的上限，PAM4（4級(jí)脈沖調(diào)制）目前被廣泛認(rèn)為是25Gb/s以上數(shù)據(jù)傳輸速率下最健壯、最靈活的信令標(biāo)準(zhǔn)。

采用NRZ技術(shù)你可以在給定的頻率下每個(gè)時(shí)鐘周期傳輸一位信息（1/0），與NRZ相比PAM4通過在每個(gè)符號(hào)中多傳輸兩位比特將給定數(shù)據(jù)速率的帶寬減少一半，這允許用戶在不增加所需帶寬的情況下將信道中的比特率提高一倍。

雖然25Gb/s比特速率以25Gbaud/s的速度傳輸，NRZ信令的Nyquist頻率為14GHz，56Gb/s比特速率以25Gbaud/s傳輸同時(shí)PAM4信令Nyquist頻率為14GHz（參見圖2）。

圖2：PAM4背板測(cè)試——復(fù)用現(xiàn)有的平臺(tái)和設(shè)施

PAM4技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
系統(tǒng)供應(yīng)商面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是他們提供的傳統(tǒng)背板和電氣互連不能夠承受超過25Gb/s的傳輸速率，另一個(gè)挑戰(zhàn)是現(xiàn)在基礎(chǔ)設(shè)施中的整套材料、連接器、背板，因?yàn)閺?qiáng)大的基于DSP均衡的Virtex UltraScale+ FPGA GTM收發(fā)器和頻道損失將類似25G線速率，現(xiàn)有的25G背板和走線可以再利用56G信號(hào)流，GTM收發(fā)器可以利用相同的材料同時(shí)使得帶寬加倍。Xilinx一直在使用各種接線和背板進(jìn)行測(cè)試，從而確保當(dāng)Xilinx FPGA用戶遷移到下一代平臺(tái)和高性能互聯(lián)時(shí)之前的任何設(shè)計(jì)都能夠正常工作。

Xilinx演示58G 的GTM收發(fā)器，在雙通道上采用100G以太網(wǎng)

Xilinx展示了100G以太網(wǎng)在雙通道上通過Xilinx 58G GTM收發(fā)器和Virtex UltraScale+ FPGA集成的100G以太網(wǎng)子系統(tǒng)。

結(jié)合經(jīng)過驗(yàn)證的高端Virtex UltraScale+ FPGA以及完全兼容的PAM4技術(shù)，Virtex UltraScale+ 58G FPGA可用于數(shù)據(jù)中心和大型網(wǎng)絡(luò)。下一代調(diào)制技術(shù)即將到來，Xilinx讓我們的客戶有充分的時(shí)間準(zhǔn)備下一代平臺(tái)，同時(shí)保留現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，你準(zhǔn)備好了嗎？

編輯：hfy