P，其尺寸比CFP远远更小。除了具有更小的形状因数以外，根据本发明的通信 接口的功耗可以远远更小。在一个【具体实施方式】中，通过QSFP的形状因数，功耗可以低至 约3W，这大约是具有CFP形状因数的传统收发器的1/4。功耗水平降低有助于在数据中心 节省能量，其中，部署几千个（有时几百万个）这样的通信装置。
[0038] 图3A是示出根据本发明的一个实施方式的通信接口 300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、替换物以及修改。通信接口 300包括传输器模块310以及接收器模块320。传输器模块 310包括接收器311、编码器312以及PAM调制驱动器313。
[0039] 在一个实施方式中，通信接口 300被配置为通过4个信道接收输入数据，其中，每 个信道以25千兆位/秒配置并且被配置为PAM-2格式。使用传输器模块310、调制器316 以及激光器314,通信接口 300处理从所述4个输入信道中的每个中以25千兆位/秒接收 的数据，并且以100千兆位/秒的带宽传输PAM调制的光学数据流。要理解的是，还能够具 有其他带宽，例如，40Gbps、400Gbps和/或其他带宽。
[0040] 如所示，传输器模块310接收4个信道数据。要理解的是，除了 PAM-2格式以外， 还可以使用脉冲幅度调制的其他变体（例如，PAM4、PAM8、PAM12、PAM16等）。传输器模块 310包括功能块311，该功能块包括时钟数据恢复（CDR)电路，被配置为从4个通信信道中 接收所述输入数据。在各种实施方式中，功能块311进一步包括多路复用器，用于组合4个 信道数据。例如，所显示的4个通道的数据来自PCE-e接口 350。例如，接口 350连接至一 个或多个处理器。在一个【具体实施方式】中，在功能块311中使用两个2:1多路复用器。例 如，从4个通道中接收的数据是不伴有时钟信号的高速数据流。接收器311除了其他事物 以外还包括与预定的频率参考值相关联的时钟信号。在各种实施方式中，接收器311被配 置为使用锁相环（PLL)，以与所接收的数据对准。
[0041] 传输器模块310进一步包括编码器312。如图3中所示，编码器312包括前向纠 错（FEC)编码器。此外，编码器312根据需要提供误差检测和/或纠正。例如，如上所述， 在PAM-2格式中接收数据。所接收的数据包括冗余（例如，一个或多个冗余位）帮助编码 器312检测误差。在一个【具体实施方式】中，使用低密度奇偶校验（LDPC)码。编码器312被 配置为将从所显示的4个信道中接收的数据进行编码，以生成可以通过带宽100千兆位/ 秒（例如，组合的具有25千兆位/秒数据的4个信道）通过光学通信链路传输的数据流。 例如，每个数据具有PAM-2格式，并且编码数据流是4个数据信道的组合并且具有PAM-8格 式。在PAM格式下使用数据编码和纠错。下面进一步描述在本发明的实施方式中使用的 PAM格式。
[0042] PAM调制驱动器313被配置为驱动由编码器312编码的驱动数据。在各种实施方 式中，接收器311、编码器312以及调制驱动器313和一部分传输器模块310集成。
[0043] PAM调制器316被配置为调制来自传输器模块310的数据，并且使用激光器314将 接收的电信号转换成光信号。例如，调制器316以每秒100千兆位的传输速率生成光信号。 要理解的是，还能够具有其他速率，例如，40Gbps、400Gbps等。以PAM格式（例如，PAM-8格 式、PAM12、PAM16等）传输光信号。在各种实施方式中，激光器314包括分布式反馈（DFB)激 光器。根据应用，还可以使用其他类型的激光器技术，例如，垂直腔表面发射激光器（VCSEL) 等。
[0044] 图3B是示出根据本发明的一个实施方式的分段光学调制器的简化图。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、替换物以及修改。例如，调制的PAM信号调制成通过光学通信链路传输。
[0045] 现在，返回图3A。通信接口 300被配置为接收和传输信号。接收器模块320包括 光电探测器321，其转换具有光学格式的输入数据信号，将光信号转换成电信号。在各种实 施方式中，光电探测器321包括铟镓砷化物材料。例如，光电探测器321可以是基于半导体 的光电二极管，例如，p-n光电二极管、p-i-n光电二极管、雪崩光电二极管等。光电探测器 321与放大器322耦接。在各种实施方式中，放大器包括线性互阻抗放大器（TIA)。要理解 的是，使用TIA，可以假设远程多模（LRM)具有高带宽（例如，100Gb/ S或者甚至更大）。例 如，TIA帮助补偿使用电气分散（EDC)在电气域中的光学分散。在某些实施方式中，放大器 322还包括限幅放大器。放大器322用于从输入光信号中产生具有电气域的信号。在某些 实施方式中，在传递数据之前，还可以应用进一步信号处理，例如，由锁相环执行的数据的 时钟恢复（⑶R)。
[0046] 来自放大器322的放大的数据信号由模数转换器（ADC) 323处理。在具体的实施方 式中，ADC 323可以是波特率ADC。例如，ADC被配置为将放大的信号转换成数字信号，该数 字信号格式化为具有PAM格式的每秒100千兆位的信号。功能块324被配置为处理IOOGb/ s数据流，并且将其编码成4个，每个具有25Gb/s。例如，由光电探测器321接收的输入的 光学数据流以l〇〇Gb/S带宽具有PAM-8格式，并且在方框324中，以25Gb/s带宽生成具有 PAM-2格式的4个数据流。这4个数据流以25Gb/s通过4个通信信道由传输器325传输。
[0047] 要理解的是，在图3中描述的实施方式可以具有多种变化。例如，根据应用（例如， 服务器、叶交换机、脊交换机等），还可以使用不同数量的信道（例如，4、8、16等）以及不同 带宽（例如，l〇Gb/s、40Gb/s、100Gb/s、400Gb/s、3. 2Tb/s 等）。
[0048] 可以通过各种方式实现PAM调制。图4A是示出根据本发明的一个实施方式的 PAM-8格式的简化图。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、替换物以及修改。如图4A中所示，BCH代码和未编码 的数据（最高有效位）由PAM8格雷映射来进行映射。在一个实现方式中，总FEC效率是 100ns，并且系统具有非常低的延迟。图4B是示出使用BCH校验符号进行PAM映射的简化 图。如图所示，使用修改的奇偶性奇偶校验方案。要理解的是，修改的奇偶性奇偶校验方案 用于容纳BCH编码的重叠情况。
[0049] 图5是示出根据本发明的一个实施方式的PAM8编码方案的简化图。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、替换物以及修改。如图所示，两个最低有效位（LSB)唯一地识别子集。这两个LSB 进行格雷编码。在子集上应用BCH代码。格雷码保持Pb(比特误差概率）=l/2*Pse(符 号误差概率）。在子集内的比特具有12dB(x4)分离，并且不应用任何代码。例如，组 合的速率会是（2*0. 9062+1)/3 = 0.9375,其中，总开销是1.0667,并且以太网速率是 100/3*257/256*1. 0667 = 35. 7GBaud。要理解的是，在图8中显示的编码方案还可以用于 其他PAM8光学通信网络中。
[0050] 图6是示出具有高编码增益的PAM8编码方案的简化图。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、替换物以 及修改。如图6中所示，2D RS代码和未编码的数据（最高有效位）由PAM8格雷映射来映 射，以生成38. 06GBaud。例如，在这种情况下，PAM映射提供组合速率（2*0. 8186+1)/3 = 0· 8791 ;总开销是 13. 76% ;并且以太网速率是 100/3*257/256*1. 1376 = 38. 06GBaud。块 延迟是大约350ns (例如，23, 814位067G)。处理延迟也是350ns，这使总延迟大约是700ns。
[0051] 根据另一个实施方式，RS乘积码用于编码的数据。例如，可以使用多个其他迭代 码，代替RS。BCHxBCH和BCHxRS是可以提供更高性能或更低延迟的实例。作为一个实例， 下面在表1中提供RS乘积码的规范：
[0052]
[0053]
[0054] 表1
[0055] 例如，在这个实现方式中，
[0056] ?块延迟大约是315ns (在76G时，23, 814位）
[0057] ?处理延迟大约是285ns
[0058] ?总延迟大约是600ns
[0059] · RS 代码：性能：8· 8E_3
[0060] ?原始开销大约是22. 16%
[0061] ?总开销大约是13. 76%
[0062] 下面的表2显示了根据本发明的实施方式的与用于光学通信网络内的各种PAM格 式相关联的规范和性能。
[0063]
[0064] 表 2
[0065] 图7是示出根据本发明的一个实施方式的PAM-12映射的简化图。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、 替换物以及修改。
[0066] 对于在图7中显示的PAM12映射，在2个符号上提供2D RS。对于PAM12格雷（例 如，格雷二进制代码）映射，三个未编码的比特和4个编码的比特（来自16个陪集）是格 雷映射。在FEC上可以实现57G吞吐量的速率。组合的速率可以是（4*0.8186+3)/7 = 0. 8963。所计算的总开销大约是11. 56%。以100/3. 5*257/256*1. 1156计算速率，该速率 大约是32GBaud。
[0067] 作为一个实例，由2D PAM12映射构成PAM12的128个点。2D星座由2个连续的单 极PAM符号及时构成并且去除最外层的16个点。使用编码比特的格雷映射，并且BCHxBCH 2D乘积码用于编码比特。这个代码的方框延迟大约是248ns，并且迭代代码的纠正能力是 1E-12。代码的总延迟预期小于500ns。
[0068] 在一个实现方式中，