引用本文:

王希杰,卢旸,黄桂杏,等. 基于偏振复用IRZ-DPSK信号的数据中心光互连[J]. 光通信技术,2020,44(8):59-62.

基于偏振复用IRZ-DPSK信号的数据中心光互连

王希杰,卢 旸,黄桂杏,王尧尧,李星傲,李 航

(杭州电子科技大学,杭州 310000)

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摘要:随着互联网行业的高速发展,数据中心光互连的扩展成为必然趋势,数据中心波长资源不足将成为限制数据中心发展的重要因素。提出了一种波长重用无源光互连方案,将2个信号调制在同一光载波上,通过光正交调制技术使信号实现无误码传输。同时,采用偏振复用技术,将数据中心光互连所需波长数目减少为原来的14,由此提高波长资源的利用率。

关键词:波长重用;偏振复用;无源光互连;数据中心;正交调制

中图分类号:TN914 文献标志码:文章编号:1002-5561(2020)08-0059-04

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.08.014

0 引言
       在自由空间可见光通信的发展过程中,系统的稳定、高速和高频带利用率一直是人们追求的目标。正交频分复用(OFDM)技术具有抗频域选择性衰落强、频带利用率高等优点,已成为当前自由空间光通信研究的热门技术之一[1]。直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)技术通过增加DCO,将双极性信号尽可能地提升到零电平以上,削去小于零的信号,从而得到正的实数信号并加载到发光二极管(LED)上进行通信。由于DCO-OFDM系统采用多载波的调制方式,当各载波相位相同或者相近时,将产生非常大的峰值功率。该峰值功率可能会超过系统的线性带宽从而引起非线性失真,进而影响系统的通信性能。
  针对DCO-OFDM系统存在的峰均功率比(PAPR)过高的问题,学者们提出了很多可行的方法。这些PAPR抑制方法大概可以分成3种,即基于预失真的、编码的和概率的方法。基于预失真的方法包括限幅法和压缩扩张等。这类采取非线性操作的方法虽然可以有效降低系统的PAPR,但是会导致系统的误码率升高[2]。文献[2]提出的迭代限幅方案可以改善传统限幅法的缺点,但该方案需要多次迭代限幅滤波操作,虽然能改善系统误码率,但是明显提高了系统计算复杂度。文献[3]利用编码的方法来降低系统的PAPR,虽然采用线性操作,不会造成信号畸变,但是计算复杂度会非常高。基于概率的方法包括选择映射法(SLM)以及部分序列传输法(PTS)等[4]。由于概率类方法采用线性操作,所以不仅对系统的误码率性能没有影响,而且还有良好的PAPR抑制性,但是其计算复杂度高,需要进行多次逆快速傅里叶变换(IFFT)运算。文献[4]提出了利用转移矩阵来代替IFFT模块,将IFFT后的数据经过不同的转移矩阵来获取不同的备选信号,这样虽然可以降低系统的PAPR,但是随着备选信号增多,系统的误码率会升高。
  由于系统的PAPR与系统的输入信号的自相关性有关[5],为了解决DCO-OFDM系统PAPR的问题,本文提出一种时频域交织选择映射(TFI-SLM)算法。

3 结束语
      本文介绍了一种基于偏振复用IRZ-DPSK信号的数据中心光互连方案,此方案应用于数据中心机架内服务器互连。将机架内每4个服务器归为1组,每一组中的2对服务器(每对中2个服务器)采用相同波长的激光发射器,同一对中2个服务器的信号分别采用IRZ编码格式与DPSK调制格式调制到光载波上,所有信号都实现了无误码传输。本方案将机架内节点互连所需波长减少为原来的14,从而节省了波长资源,并放宽了每台服务器中可调谐发送和接收器的带宽间距要求。