Os pesquisadores desenvolveram uma técnica inovadora que combina pré-distorção não linear e aprimoramento da resolução digital para melhorar significativamente as taxas de transmissão de dados e a eficiência nas interconexões de data centers, revolucionando potencialmente as futuras comunicações digitais. Crédito: Laboratório Peng Cheng
Os pesquisadores combinaram a pré-distorção não linear com o aprimoramento da resolução digital para enfrentar os desafios associados aos conversores digital para analógico (DACs).
Os data centers são a espinha dorsal da infraestrutura de tecnologia da informação atual. Esses hubs centralizados são construídos para gerenciar, armazenar e distribuir grandes quantidades de dados e aplicativos, atuando como centros de controle para serviços e negócios digitais em todo o mundo. São essenciais para manter o acesso aos dados, permitir a escalabilidade, facilitar a recuperação de desastres e garantir protocolos de segurança fortes, apoiando assim o bom funcionamento do nosso mundo digital globalmente conectado.
No centro das operações dos data centers estão as interconexões dos data centers, a infraestrutura de rede vital responsável por facilitar a comunicação entre vários componentes dentro e entre data centers. Os conversores digital-analógico (DACs) são componentes indispensáveis nessas interconexões, com a tarefa de converter sinais digitais em sinais analógicos para transmissão por cabos de cobre. O seu papel na viabilização de conectividade de alta velocidade, económica e de baixa latência não pode ser exagerado. No entanto, o desafio surge da necessidade de DACs de alta resolução, o que representa um gargalo significativo devido ao aumento associado nos custos dos módulos ópticos.
Avanço na tecnologia de transmissão de dados
Enfrentando esse desafio de frente, os pesquisadores apresentaram uma solução inovadora que combina uma técnica de pré-distorção não linear baseada em tabela de consulta com aprimoramento de resolução digital. Esta abordagem inovadora, relatada em Nexus Fotônico Avançadovisa aliviar as limitações impostas pelos DACs de alta resolução, mantendo ao mesmo tempo a transferência e a comunicação eficientes de dados nas interconexões dos data centers.
A técnica proposta produziu resultados experimentais notáveis, ultrapassando os limites do que é possível alcançar em termos de taxas de transmissão de dados. Ao empregar a pré-distorção baseada em tabela de consulta para mitigar o comprometimento não linear e o aprimoramento da resolução digital para reduzir a demanda por resolução DAC, a equipe de pesquisa alcançou um desempenho recorde de transmissão de dados.
Notavelmente, a técnica de processamento de sinal digital permitiu a transmissão de sinais em taxas superiores a 124 GBd PAM-4/6 e 112 GBd PAM-8 em 2 km de fibra monomodo padrão usando DACs de 3/3,5/4 bits. Além disso, facilitou a transmissão de sinais PAM-2/3/4 de 124 GBd em 40 km de fibra monomodo padrão usando DACs de 1,5/2/3 bits. Esses resultados representam um avanço significativo na tecnologia de interconexão de data centers, demonstrando a viabilidade de suportar a próxima geração de links Ethernet visando velocidades de até 800 GbE ou potencialmente até 1,6 TbE.
O autor correspondente, Zhaopeng Xu, do Laboratório Peng Cheng, ressalta a importância dessas descobertas, destacando que elas demonstram “a transmissão das mais altas taxas de dados com os conversores digital para analógico de menor custo para interconexões de data centers”.
Além de revolucionar as interconexões dos data centers, esses avanços são promissores para transformar diversas aplicações em redes de acesso 6G e redes ópticas passivas. Ao superar os desafios associados aos DACs de alta resolução, esta abordagem inovadora também abre caminho para uma transmissão de dados mais económica e eficiente.
Referência: “Além da modulação de intensidade de banda O de 200 Gb/s e óptica de detecção direta com pré-distorção baseada em tabela de consulta conjunta e aprimoramento de resolução digital para interconexões de data center de baixo custo” por Qi Wu, Zhaopeng Xu, Yixiao Zhu, Tonghui Ji, Honglin Ji, Yu Yang, Junpeng Liang, Chen Cheng, Gang Qiao, Zhixue He, Jinlong Wei, Qunbi Zhuge e Weisheng Hu, 24 de abril de 2024, Nexus Fotônico Avançado.
DOI: 10.1117/1.APN.3.3.036007
