数据中心是现代信息技术基础设施的基石。这些集中式设施旨在存储、处理和分发大量数据和应用程序，是全球数字服务和企业的神经中枢。从确保数据可用性到支持可扩展性、灾难恢复和维护强大的安全措施，数据中心在实现当今互联数字环境的无缝运行方面发挥着关键作用。
数据中心运营的核心是数据中心互连，它是负责促进数据中心内部和跨数据中心各个组件之间通信的重要网络基础设施。
数模转换器 (DAC) 是这些互连中不可或缺的组件，其任务是将数字信号转换为模拟信号，以便通过铜缆传输。它们在实现高速、经济高效和低延迟连接方面的作用不容小觑。然而，挑战来自于对高分辨率 DAC 的需求，这会导致光学模块成本增加，从而造成重大瓶颈。
为了迎接这一挑战，研究人员提出了一种突破性的解决方案，将基于查找表的非线性预失真技术与数字分辨率增强相结合。这种创新方法发表在《Advanced Photonics Nexus》上，旨在缓解高分辨率 DAC 带来的限制，同时保持数据中心互连内高效的数据传输和通信。
所提出的技术已取得显著的实验成果，突破了数据传输速率的极限。通过采用基于查找表的预失真来减轻非线性损伤，以及通过数字分辨率增强来降低对 DAC 分辨率的要求，研究团队实现了破纪录的数据传输性能。
值得注意的是，数字信号处理技术能够使用 3/3.5/4 位 DAC 在 2 公里标准单模光纤上传输速率超过 124 GBd PAM-4/6 和 112 GBd PAM-8 的信号。此外，它还能够使用 1.5/2/3 位 DAC 在 40 公里标准单模光纤上传输 124 GBd PAM-2/3/4 信号。这些结果代表了数据中心互连技术的重大进步，证明了支持下一代以太网链路的可行性，其目标速度高达 800 GbE 甚至可能是 1.6 TbE。
通讯作者、鹏程实验室的徐兆鹏强调了这些发现的重要性，并强调它们展示了“用于数据中心互连的、以最低成本的数模转换器传输最高的数据速率”。
除了彻底改变数据中心互连之外，这些进步还有望改变 6G 接入网络和无源光网络中的各种应用。通过克服与高分辨率 DAC 相关的挑战，这种创新方法还为更具成本效益和效率的数据传输铺平了道路。
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