前言
在Y9T94,写Acacia的1.6T DR4中相干模块处于10.5pJ/bit的超低功耗里几点降功耗的部分。包括了降低ADC与DAC功耗。
事情背景呢,是Y9T94提到了降低ADC/DAC功耗,后来几天闲着的时候又看了点别的内容,提到关于FTN从IM-DD的DSP往相干DSP中借用威廉希尔官方网站
概念的,相干DSP中用的是奈奎斯特采样,所谓的FTN,叫个fast-than-Nyquist,然后就写了几句Y9T100,然后就觉得Y9T94不对,后来又觉得对,干脆,俩都删除,重新发一下T94
我的错误,是在Y9T100,张博士给我重新梳理了一下faster的概念,
这里FTN的理解有误,不是采用更高采样率 反而是欠采样,或者baud rate 大于analog的bandwidth 或carrier spacing。 一般FTN,fast-than-Nyquist, 是波特率大于采样率的一半,或者说采样率小于两倍的波特率,指的是波特率更faster。
现在数据中心光模块,PAM4有DSP,相干也需要DSP。 用于这两个场景下,DSP的功耗差异,仅仅10%,用于相干模块的DSP需要对相位做恢复,对偏振做处理。其他的SERDES、ADC/DAC等等都是需要的。
采用7nm DSP,在相干模块中的功耗占比,不同厂家数据不一样,基本处于45-50%之间,大约占一半功耗。
那么有两个结论 第一,采用相干还是PAM4,DSP功耗差异不大。 第二,DSP中的功耗主要在于ADC与DAC 换句话说,能够有效降低ADC与DAC的功耗,则即使采用相干通信,依然可以实现光模块的总体低功耗目标。
低功耗策略:采用QPSK调制格式,取消DAC,降低驱动器功耗
QPSK只有两个幅度,比16QAM的调制输出幅度更为简洁,QPSK无非考虑线性度,选择QPSK码型,则有机会取消DAC,降低DSP的功耗。
QPSK和16QAM,从理论上来说驱动器的带宽虽然QPSK要大一些,但这个一些基本上差异很小,DRV的设计带宽可以趋于一致。
除了在DSP中把DAC功能取消,降低功耗,对于DRV而言,选择SST的驱动方式,比CML而言,SST的功耗仅为CML的1/4,降低了75%
低功耗策略:采用低功耗ADC,进一步降低DSP功耗
对于传统相干模块,接收端做ADC,用奈奎斯特滤波器就需要更高速的采样,需要高频ADC。如果降低ADC采样率,也就是咱们常说的基于符号率采样,可以降低ADC功耗。
Y2T165 奈奎斯特滤波、脉冲整形、升余弦滤波器, 采用普通采样率的低功耗ADC,和过采样的大功耗ADC相比,需要牺牲一部分的性能。好在,这个相干是基于数据中心短距离的下沉应用,也不需要那么好的性能。牺牲一些,可以接受。
采用自相干威廉希尔官方网站
,降低激光器成本与功耗。
这个在Y9T62/67写过了。 Y9T67 Acacia精简版相干模块 Y9T62 UCSB&Intel 硅光低成本自相干威廉希尔官方网站
基于1.6TDR4的低功耗相干小结,降低功耗思路如下
采用自相干威廉希尔官方网站
,降低激光器功耗
采用QPSK编码,可以降低DSP功耗,DSP的功耗主要集中在ADC、DAC两个功能单元
取消DAC,降低DSP功耗,采用SST驱动,降低DRV驱动芯片功耗
采用符号率相一致的“非”过采样方案,降低ADC功耗。
审核编辑:刘清
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dsp
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adc
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dac
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SERDES接口
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Acacia
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