3/18/2020，光纖在線訊，相干傳輸需要更快的DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換）取樣�；�于SiGe器件，如今DAC的取樣速率已經(jīng)達(dá)到100GSs/s，而基于CMOS器件更可以達(dá)到120GSa/s。基于這些技術(shù)，如今已知的最高的符號(hào)率在100到105GBaud之間，繼續(xù)提高符號(hào)率需要更快的DAC硬件。雖然每個(gè)維度一個(gè)DAC的傳統(tǒng)方案更受歡迎，基于DAC的模擬復(fù)用AMUX來(lái)提高取樣速率是另一種可行的方案。一篇文章采用2路DAC模擬復(fù)用實(shí)現(xiàn)了168GSa/s的取樣速率。但是，采用2路DAC和AMUX方法來(lái)調(diào)制一維光信號(hào)卻會(huì)影響信號(hào)的完整性，也會(huì)帶來(lái)更高成本，更大尺寸和功耗。最近進(jìn)行的一次基于每調(diào)制維度一個(gè)DAC的光傳輸試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了6.5bit每符號(hào)每偏振態(tài)的信息率，但是進(jìn)一步提高這個(gè)指標(biāo)卻受到transponder物理特性的限制，諸如內(nèi)在的最大SNR。不少單載波大于1Tbps的傳輸試驗(yàn)要不采用的單DAC方案，符號(hào)率比較低，要不采用多DAC方案，符號(hào)率高一些。相比之下，多DAC的方案可以實(shí)現(xiàn)更高的比特率，只是要犧牲信號(hào)完整性和信息率。貝爾實(shí)驗(yàn)室的這篇文章報(bào)道了一種新的基于SiGe的DAC方案，最大取樣速率128GSa/s，8比特名義精度。基于這一DAC，他們實(shí)現(xiàn)了1.52Tbps下80公里在標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的傳輸，中間帶有EDFA。

本次試驗(yàn)所使用的DAC稱為DAC5，是由Micram公司設(shè)計(jì)制造的，基于STMicroelectronics的BiCMOS055技術(shù)（高速雙極性晶體管，fT=325GHz fMAX=375GHz），配合55nm CMOS工藝 基于12寸晶圓。6.04x5.14mm2的裸芯片被基于楔形邦定技術(shù)安裝在羅杰斯公司RT/duroid 5880層壓板上,然后在接到同軸1.85mm的連接器。模塊總功耗每DAC 18W,支持128GSa/s。在DAC5的芯片內(nèi)部，差不多一半面積是包含SRAM內(nèi)存的數(shù)字單元，在其中最多512kSamples得到回放。在這個(gè)單元內(nèi)還可以直接生成包含PRBS碼型在內(nèi)的不同硬編碼測(cè)試信號(hào)可以直接生成。在數(shù)字單元的輸出端數(shù)據(jù)被送入256：1的串行器（serializer），從而產(chǎn)生128Gbps的數(shù)據(jù)流。在DAC內(nèi)部的DAC Core單元，這個(gè)數(shù)據(jù)流被轉(zhuǎn)換稱模擬的8bit精度的輸出。此外還通過(guò)Serializer產(chǎn)生128Gbps NRZ數(shù)據(jù)碼流并做不同的RF輸出用來(lái)給其他觸發(fā)測(cè)試使用。所有這些都被內(nèi)部的串并行SPI接口控制。外部控制則通過(guò)基于Python API連接的電腦控制。

整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)置如圖。數(shù)據(jù)信號(hào)由安裝在主板兩面的2個(gè)SeGe DAC產(chǎn)生，取樣速率128GSa/s，每符號(hào)1個(gè)取樣。這種設(shè)計(jì)最小化了DAC輸出之間的距離，也讓與后面器件的連接距離最短。DAC輸出通過(guò)SHF S804B放大后通過(guò)單偏振的鈮酸鋰IQ調(diào)制器（45GHz帶寬），信號(hào)源是線寬小于100kHz的ECL外腔激光器。偏振復(fù)用由一個(gè)54ns的延遲和增加環(huán)節(jié)模擬。發(fā)送端DSP包括線性預(yù)加重的濾波器來(lái)補(bǔ)償DAC和驅(qū)動(dòng)響應(yīng)。調(diào)制器反應(yīng)由Waveshaper濾波器補(bǔ)償。在接收端，信號(hào)被放大，濾波，應(yīng)用到90度混合器，之后是均衡探測(cè)器（100GHz帶寬）。四路輸出波形由一個(gè)80GHz，256GSa.s實(shí)時(shí)示波器采集。最新的接收側(cè)DSP 采用離線運(yùn)行。

實(shí)際的單載波傳輸試驗(yàn)基于不同熵H的概率星系整形PCS格式，首先是B2B。在H=4bits/符號(hào)時(shí)，通用的互動(dòng)信息GMI接近理論極限。在這個(gè)架構(gòu)下，雙偏振，64QAM,H=4，20.3dB OSNR，就意味著800Gbps，這可能是將來(lái)800G以太網(wǎng)的方案。在H=6.5到7.5之間，符號(hào)率隨傳輸距離不等，最高實(shí)現(xiàn)了80公里SMF下1.52Tbps的傳輸。

在這篇文章之前，單載波的傳輸記錄從2017年的1.2Tbps（300公里）,2019年的1.3Tbps （OFC與ECOC2019）。這一次的1.52Tbps是單載波光纖傳輸?shù)男掠涗�。從能理解的程度�?lái)看，貝爾實(shí)驗(yàn)室完成這一試驗(yàn)的關(guān)鍵在于新的DAC的設(shè)計(jì)和概率星系整形的配合。某種程度上，提升光纖傳輸能力的努力從軟件設(shè)置又回到了硬件上。

原文參考OFC2020 PDP TH4c.2