使用正交调幅的光学通信接口的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本专利申请要求于2013年7月26日提交的美国正式申请号13/952, 402的优先 权，本专利申请要求于2013年3月8日提交的美国正式申请号13/791，201的优先权并且 是其部分延续，该两个申请通过引用结合于此，以用于各种目的。
技术领域
[0003] 本发明针对数据通信系统和方法。
【背景技术】
[0004] 在过去几十年，通信网络的使用激增。在互联网初期，流行应用限于电子邮件、公 告栏、以及大部分基于信息和文本的网页浏览，并且传输的数据量通常较小。如今，互联网 和移动应用需要大量带宽，来传输照片、视频、音乐以及其他多媒体文件。例如，Facebook这 样的社交网络每天处理500TB以上的数据。由于对数据和数据传输具有这种高要求，现有 数据通信系统需要改进，以解决这些需要。
[0005] 在过去，具有多种类型的通信系统和方法。遗憾的是，这些通信系统和方法不足以 满足各种应用。因此，需要改进通信系统和方法。
【发明内容】
[0006] 本发明针对数据通信系统和方法。更具体而言，本发明的各种实施方式提供通信 接口，被配置为通过光学通信网络使用nDSQ格式通过高带宽传输数据。在某些实施方式 中，在主干-叶网络架构内的各种装置（例如，主干交换机和叶交换机）使用通信接口，这 样允许在服务器之间共享大量数据。
[0007] 在本发明的各种实施方式中，在使用PAM映射器映射时，通过减小符号密度，η维 DSQ符号被优化。符号密度的减小可以提高所传输的数据的信噪比。根据实现方式，现有技 术和系统可以采用DSQ格式及其处理。还存在其他的优点。
【附图说明】
[0008] 图1是示出根据本发明的实施方式的叶-主干架构100的简化图；
[0009] 图2是示出根据本发明的实施方式的通信装置的形状要素的简化图；
[0010] 图3Α是示出根据本发明的实施方式的通信接口 300的简化图；
[0011] 图3Β是示出根据本发明的实施方式的分段光学调制器的简化图；
[0012] 图4是示出根据本发明的实施方式的编码和映射处理的简化方框图；
[0013] 图5Α和5Β是示出根据本发明的实施方式的用于DSQ映射中的星座的简化图；
[0014] 图6是示出根据本发明的实施方式的PAM映射的简化图；
[0015] 图7是示出根据本发明的实施方式的ΡΑΜ8映射处理的简化图；
[0016] 图8是示出根据本发明的实施方式具有编码的MSB和LSB位的ΡΑΜ8映射处理的 简化图；
[0017] 图9A和9B是不出根据本发明的实施方式的nDSQ符号的解码处理的简化图；
[0018] 图10是示出根据本发明的实施方式的具有LSB和MSB输出的解码nDSQ符号的简 化图。
【具体实施方式】
[0019] 本发明针对数据通信系统和方法。更具体而言，本发明的各种实施方式提供通信 接口，所述通信接口被配置为通过光学通信网络使用nDSQ格式通过高带宽传输数据。在某 些实施方式中，在主干-叶网络架构内的各种装置（例如，主干交换机和叶交换机）使用通 信接口，这样允许在服务器之间共享大量数据。
[0020] 在过去几十年，随着云计算和数据中心的出现，对网络服务器的需求已经改变。例 如，被长期使用的三级配置不再恰当或合适，这是因为分配的应用程序需要更平坦的网络 架构，其中，服务器虚拟化允许服务器平行操作。例如，多个服务器可以共同用于执行请求 的任务。对于要平行运作的多个服务器，这些服务器通常需要在期间快速共享大量信息，与 使数据通过多层网络架构（例如，网络交换机等）来回移动相反。
[0021] 提供叶-主干类型的网络架构，以更好地允许服务器平行运作并且在服务器之间 快速移动数据，提供高带宽和低延迟。通常，叶-主干网络架构使用架顶交换机，该交换机 可以直接访问服务器节点并且反向连接一组非阻塞的主干交换机，这些主干交换机具有足 够的带宽，以允许服务器集群彼此连接并且共享大量数据。
[0022] 在如今典型的叶-主干网络中，在服务器之间共享千兆位数据。在某些网络架构 中，在相同等级上的网络服务器具有某些对等链路以用于数据共享。遗憾的是，这种类型的 设置的带宽通常不够。要理解的是，本发明的实施方式在叶-主干架构中使用nDSQ编码， 该架构允许通过光学网络传输大量（在主干等级上，高达兆兆位数据）数据。
[0023] 提出了以下描述，以能够允许本领域的技术人员构造和使用本发明，并且在特定 应用的背景下结合本发明。对于本领域的技术人员，在不同应用中的各种修改以及大量用 途显而易见，并且在本文中限定的一般原理可以应用于大量实施方式中。因此，本发明并非 旨在限于所提出的实施方式，而是符合与在本文中公开的原理和新型特征一致的最广泛的 范围。
[0024] 在以下详细描述中，陈述了多个具体细节，以便提供本发明的更彻底理解。然而， 对于本领域的技术人员，显然可以实践本发明，不必限于这些具体细节。在其他情况下，用 方框图的形式（而非详细地）显示了众所周知的结构和装置，以免本发明晦涩难懂。
[0025] 读者注意，与本说明书同时提交并且与本说明书一起公开供公众查阅的全部论文 和文档，以及全部这些论文和文档的内容通过引用结合于此。在本说明书（包括任何所附 权利要求、摘要以及示图）中公开的所有特征可以由用于相同、等效或相似目的的替换特 征代替，除非另有明确规定。因此，除非另有明确规定，否则公开的每个特征是通用系列的 等效或相似特征中的仅仅一个实例。
[0026] 进一步地，未明确规定用于执行特定功能的"装置"或者用于执行特定功能的"步 骤"的在权利要求中的任何元素不解释为在美国法典第35篇第112节第6段中规定的"装 置"或"步骤"条款。尤其地，在本文中的权利要求中使用"步骤包括（step of)"或"行为 包括（act of) "并非旨在使用美国法典第35篇第112节第6段的规定。
[0027] 要注意的是，如果使用的话，那么标以左、右、前、后、顶部、底部、向前、背面、顺时 针以及逆时针仅仅用于方便的目的，并非旨在表示任何特定的固定方向。相反，这些标签用 于反映在目标的不同部分之间的相对位置和/或方向。
[0028] 图1是示出根据本发明的一个实施方式的叶-主干架构100的简化图。这个示 图仅仅是一个实例，该实例不应过度限制权利要求的范围。本领域的技术人员会认识到很 多变化、替换以及修改。叶-主干架构100包括服务器120、叶交换机110以及主干交换机 103。要理解的是，根据需要和具体应用，服务器和交换机的数量和设置可以改变。如图1 中所示，每个服务器可以连接至不止一个叶交换机。例如，服务器121连接至叶交换机111 和112。同样，服务器122连接至叶交换机111和112,服务器123也是如此。在一个示例 性实施方式中，服务器121通过使用脉冲幅度调制（PAM)和nDSQ映射的光学通信链路连接 至叶交换机111。在本发明的各种实施方式中，nDSQ和PAM2、PAM4、PAM8、PAM 12、PAM 16 和/或PAM的其他变化还可以与光学通信链路相结合使用。在服务器121与叶交换机111 之间的光学通信链路的带宽可以超过10千兆位/秒。每个叶交换机（例如，叶交换机111) 可以连接至10个或更多个服务器。在一个实现方式中，叶交换机具有至少100千兆位/秒 的带宽。
[0029] 在一个【具体实施方式】中，叶交换机包括接收器装置，被配置为接收4个通信信道， 并且每个信道