OIF 2024年Q2会议特邀报告提到的oDAC技术是一种什么样的技术啊?
本次会议的特邀嘉宾David Moor,来自ETH苏黎世和FLEX-SCALE联合体。他向听众介绍了oDAC(光数模转换)技术在支持低功耗Tbps传输方面的潜力。这一技术利用现有的光电器件,很好支持了低功耗高速率传输。
传统的电子DAC由于射频延迟、时间抖动和电磁干扰等电子固有限制,只能在能量效率和带宽之间权衡,无法同时提高转化速率与转化精度,无法满足现有信号处理系统大带宽、高精度的需求。随着光学技术的发展,利用光子技术突破传统方案时钟抖动、电磁干扰的瓶颈从而实现高速、高精度的数模转换器引起许多研究者注意,充分发挥光子技术高速采样时钟、大带宽和无电磁干扰的优势实现数字信号到模拟信号的转换,提升通信系统性能是极具发展前景的方法。
现有的光学数模转换方案根据数字信号的输入类型分为串行和并行两类。光子串行数模转换方案能够对串行数字信号进行直接的处理转换,系统结构简单,但转换速率相较于能够同时对多个比特位数字信号进行转换的并行方案较低。2001年,日本NTT公司提出一种基于加权延时的光学数模转换方案,是最早的光学串行输入数模方案,多路相同的串行数字信号经过光衰减施加上相应比特权重后,每个通道对应延时一个比特周期后通过干涉仪叠加,采用光判决门提取对应数字信号转换形成的模拟信号。但该方案最大的缺点就是要精准控制每路信号的相位才能实现同波长叠加,并且需要高速光判决门提取信号才能实现数字信号到模拟信号的转换。清华大学于2008年提出基于多波长加权脉冲序列的光子数模转换方案,该方案利用色散光纤使加权多波长脉冲串在时域上色散分离并分别调制串行数字信号的不同加权位,调制后的信号经过色散补偿光纤实现调制信号在时域上的加权叠加,利用光电检测器实现光电转换和低通滤波后得到对应的模拟信号。该方案对脉冲周期、光纤色散量等有精确要求,并且转换精度受限于多波长脉冲的重复周期。
ipitek在2003年提出并行转换方案,该方案利用并行电光调制器阵列实现对数字信号的并行处理,后通过光电检测器阵列实现调制信号的非相干叠加。该方案具有转换速率高,易集成的优点,但调制器响应速度和消光比、光电检测器带宽等都会成为系统性能的限制因素。2007年清华大学在ipitek并行方案基础上采用了宽谱光源来降低非相干叠加过程中的干涉噪声。2005年大阪大学提出一种基于非线性光环镜(nonlinearopticalloopmirror,nolm)的光子数模转换方案。2014年中科院还提出了基于微环谐振器的光子数模转换方案,用高低电压控制微环谐振器谐振波长的移动来实现数字信号的调制。该方案使用多个微环谐振器实现并行数模转换。
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