DE102022105355A1

DE102022105355A1 - Einrichtung, verfahren und system zum durchführen einer fehlerkorrektur basierend auf einer laserleistungseinstellung

Info

Publication number: DE102022105355A1
Application number: DE102022105355.5A
Authority: DE
Inventors: Zuoguo Wu; Ling Liao; David Hui
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2021-06-23
Filing date: 2022-03-08
Publication date: 2022-12-29
Also published as: US20210320722A1; CN115514420A

Abstract

Bei einer Ausführungsform beinhaltet eine Einrichtung einen Prozessor, einen Laser und einen Modulator. Der Prozessor ist ausgelegt zum Erzeugen eines ersten elektrischen Signals, das erste Daten beinhaltet, und eines zweiten elektrischen Signals, das zweite Daten beinhaltet. Der Laser ist ausgelegt zum Erzeugen eines gemultiplexten Trägersignals, das ein erstes Trägersignal und ein zweites Trägersignal umfasst, wobei der Laser ausgelegt ist zum Arbeiten bei einer ersten Laserleistungseinstellung. Der Modulator ist ausgelegt zum Erzeugen eines gemultiplexten optischen Signals, das ein erstes optisches Signal teilweise basierend auf dem ersten elektrischen Signal und dem ersten Trägersignal und ein zweites optisches Signal teilweise basierend auf dem zweiten elektrischen Signal und dem zweiten Trägersignal beinhaltet. Die Einrichtung ist ausgelegt zum Übertragen des gemultiplexten optischen Signals an eine Vorrichtung und zum erneuten Übertragen der ersten Daten von der Einrichtung an die Vorrichtung basierend auf einer Detektion eines Fehlers in einer empfangenen Version der ersten Daten an der Vorrichtung. Andere Ausführungsformen werden beschrieben und beansprucht.

Description

Technisches Gebiet
Ausführungsformen betreffen Fehlerkorrektur in Systemen; die optische Kommunikation beinhalten.
Hintergrund
In optischen Kommunikationen sind Laser in der Regel eine wichtige Komponente optischer Kommunikationsverbindungen. Optische E/A-Systeme sind häufig dazu ausgelegt, bei relativ niedrigen Zielfehlerwahrscheinlichkeiten, wie zum Beispiel bei einem BER-Wert von 1 e-12, zu arbeiten, um Systemzuverlässigkeit zu erreichen. In vielen Fällen kann, wenn die Laserleistungseinstellung eines Lasers an einer Übertragungsvorrichtung erhöht wird, die Fehlerwahrscheinlichkeit, die mit der Übertragung von Daten von der Übertragungsvorrichtung an eine Empfangsvorrichtung assoziiert ist, abnehmen. Die Laserleistung wird häufig erhöht, um niedrige Zielfehlerwahrscheinlichkeiten zu erreichen, und kann eine signifikante Komponente der optischen Eingangs-/Ausgangsleistung sein. In manchen Fällen führen zusätzliche Erhöhungen der Laserleistungseinstellung möglicherweise nicht zu einer weiteren Verringerung der Fehlerwahrscheinlichkeit oder können die Fehlerwahrscheinlichkeit geringfügig verbessern, wenn die Laserleistungseinstellung eines Lasers auf einen gewissen Punkt erhöht wird, der häufig als Grundrauschen bezeichnet wird. Einige Zielfehlerwahrscheinlichkeiten können unabhängig von der Laserleistungseinstellung des Lasers unerreichbar sein. Standardfehlerkorrekturmechanismen, wie zum Beispiel Standardvorwärtsfehlerkorrektur bzw. Standard-FEC, sind häufig komplex und können Latenzen bis zu 100 Nanosekunden hinzufügen sowie signifikante Rechenressourcen verbrauchen.
Figurenliste

1 ist eine Blockdiagrammdarstellung eines Systems, das eine Ausführungsform eines Fehlermanagers beinhaltet.
2 ist eine Blockdiagrammdarstellung einer Ausführungsform eines Fehlermanagers.
3 ist eine Flussdiagrammdarstellung eines Beispiels für ein Verfahren zum Konfigurieren eines Lasers an einer Übertragungsvorrichtung.
4 ist eine grafische Darstellung von Beispielen für Beziehungen zwischen Wahrscheinlichkeiten des Auftretens eines Fehlers während der Übertragung von Daten von einer Übertragungsvorrichtung an eine Empfangsvorrichtung als Funktion unterschiedlicher Laserleistungseinstellungen eines Lasers an einer Übertragungsvorrichtung.
5 ist eine Flussdiagrammdarstellung eines Verfahrens zum Implementieren einer Ausführungsform einer Fehlerkorrektur.
6 ist eine Flussdiagrammdarstellung eines Verfahrens zum Implementieren einer Ausführungsform einer Fehlerkorrektur.
7 ist eine Blockdiagrammdarstellung einer Ausführungsform eines Fehlermanagers.
8 ist eine grafische Darstellung eines Vergleichs zwischen Beispielen für Wahrscheinlichkeiten des Auftretens eines Fehlers während der Übertragung von Daten von einer Übertragungsvorrichtung an eine Empfangsvorrichtung mit und ohne Anwendung einer Ausführungsform einer Fehlerkorrektur.
9 ist eine Flussdiagrammdarstellung eines Verfahrens zum Implementieren einer Ausführungsform einer Fehlerkorrektur.
10 ist eine Veranschaulichung eines Mehrwellenlängenlasers gemäß einer Ausführungsform.
11A ist eine Blockdiagrammdarstellung eines Systems gemäß einer Ausführungsform.
11B ist eine Blockdiagrammdarstellung eines Systems gemäß einer Ausführungsform.
12 ist eine Blockdiagrammdarstellung eines Systems gemäß einer Ausführungsform.

Ausführliche Beschreibung
In Systemen, die optische Kommunikationsverbindungen beinhalten, wird häufig optische Wellenlängenmultiplex-Eingabe/Ausgabe (E/A) verwendet, um Daten zwischen Vorrichtungen zu übertragen. Es besteht eine Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Fehlers in Daten während der Übertragung der Daten von einer Übertragungsvorrichtung zu einer Empfangsvorrichtung über eine optische Kommunikationsverbindung. Wenn die Laserleistungseinstellung eines Lasers an der Übertragungsvorrichtung erhöht wird, nimmt die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Fehlers während der Übertragung in der Regel ab. Optische Kommunikationssysteme sind in der Regel derart ausgestaltet, dass die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Fehlers während der Übertragung der Daten bei der Laserleistungseinstellung an der Übertragungsvorrichtung einer Fähigkeit eines Fehlerkorrekturmechanismus zum Korrigieren von Daten an der Empfangsvorrichtung gemäß dieser Fehlerwahrscheinlichkeit entspricht. Mit anderen Worten wird, falls die Laserleistungseinstellung eines Lasers an der Übertragungsvorrichtung einer Fehlerwahrscheinlichkeit während einer Datenübertragung mit einem BER-Wert von 1e-12 entspricht, ein Fehlerkorrekturmechanismus mit der Fähigkeit, Daten derart zu korrigieren, dass die korrigierten Daten, die durch die Empfangsvorrichtung verwendet werden, eine Fehlerwahrscheinlichkeit mit einem BER-Wert von 1 e-12 aufweisen, verwendet. Das Verwenden eines Fehlerverwaltungsmechanismus, der auf Fehlerkorrektur mit hoher Latenz angewiesen ist, wie zum Beispiel FEC mit hoher Latenz, führt häufig zu einem relativ hohen Laserleistungsverbrauch.
Die Verwendung des offenbarten Fehlerverwaltungsmechanismus einschließlich Fehlerkorrektur mit niedriger Latenz, wie zum Beispiel FEC mit niedriger Latenz, um eine Fehlerkorrektur durchzuführen, gefolgt von einer Fehlerdetektion und der erneuten Übertragung von Daten mit detektierten Fehlern ermöglicht es Systemen mit optischen Kommunikationsverbindungen, zum Beispiel eine Zielfehlerwahrscheinlichkeit von le-12 zu erzielen, während eine Laserleistung reduziert wird. Zum Beispiel kann eine Laserleistungseinstellung eines Lasers an einer Übertragungsvorrichtung, die einer Fehlerwahrscheinlichkeit während einer Datenübertragung mit einem BER-Wert von 1e-6 entspricht, mit einem Fehlerkorrekturmechanismus verwendet werden, der die Fähigkeit aufweist, Daten derart zu korrigieren, dass die korrigierten Daten, die durch den Fehlerkorrekturmechanismus erzeugt werden, eine Fehlerwahrscheinlichkeit mit einem BER-Wert von 1 e-6 aufweisen. Die Verwendung von Fehlerdetektion zum Detektieren eines Fehlers, der in den durch den Fehlerkorrekturmechanismus erzeugten korrigierten Daten vorhanden sein kann, gefolgt von der erneuten Übertragung von Daten mit detektierten Fehlern ermöglicht es dem System, eine Zielfehlerwahrscheinlichkeit mit einem BER-Wert von 1e-12 zu erzielen. Die Laserleistungseinstellung, die einer Fehlerwahrscheinlichkeit mit einem BER-Wert von 1e-6 entspricht, ist niedriger als eine Laserleistungseinstellung, die einer Fehlerwahrscheinlichkeit mit einem BER-Wert von 1e-12 entspricht. Die Verwendung der Kombination aus Fehlerkorrektur mit niedriger Latenz, starker Fehlerdetektion und erneuter Übertragung führt zu einer Reduzierung des Laserleistungsverbrauchs im Vergleich zur Verwendung von nur Fehlerkorrektur mit hoher Latenz. Außerdem verbraucht eine Fehlerkorrektur mit niedriger Latenz in der Regel weniger Rechenressourcen als eine Fehlerkorrektur mit hoher Latenz.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Blockdiagrammdarstellung eines Systems 100 einschließlich einer Ausführungsform eines Fehlermanagers 102 gezeigt. Das System 100 kann zum Beispiel zumindest ein Teil eines Datenzentrums, eines Server-Computers, eines Desktop-Computers oder eines Laptop-Computers sein. Das System 100 weist eine erste Vorrichtung 104 und eine zweite Vorrichtung 106 auf. Die erste Vorrichtung 104 ist dazu ausgelegt, optisch mit der zweiten Vorrichtung 106 gekoppelt zu werden, und die zweite Vorrichtung 106 ist dazu ausgelegt, optisch mit der ersten Vorrichtung 104 gekoppelt zu werden. Bei einer Ausführungsform werden Kommunikationen zwischen der ersten Vorrichtung 104 und der zweiten Vorrichtung 106 durch ein Intra-Die-Interconnect(IDI)-Protokoll unterstützt. Bei einer Ausführungsform werden Kommunikationen zwischen der ersten Vorrichtung 104 und der zweiten Vorrichtung 106 durch ein Intel^® Ultra-Path-Interconnect(UPI)-Protokoll unterstützt. Bei einer Ausführungsform werden Kommunikationen zwischen der ersten Vorrichtung 104 und der zweiten Vorrichtung 106 durch das Peripheral-Component-Interconnect-Express(PCIe)-Protokoll unterstützt. Bei einer Ausführungsform werden Kommunikationen zwischen der ersten Vorrichtung 104 und der zweiten Vorrichtung 106 durch das Computer-Express-Link(CXL)-Protokoll unterstützt. Bei anderen Ausführungsformen können alternative Interconnect-Protokolle verwendet werden.
Bei einer Ausführungsform ist die erste Vorrichtung 104 eine Host-Vorrichtung und ist die zweite Vorrichtung 106 eine entfernte Vorrichtung. Bei einer Ausführungsform sind die erste Vorrichtung 104 und die zweite Vorrichtung 106 ähnliche Vorrichtungen. Bei einer Ausführungsform sind die erste Vorrichtung 104 und die zweite Vorrichtung 106 unterschiedliche Typen von Vorrichtungen. Obwohl eine Vorrichtung 106 in 1 als optisch mit der ersten Vorrichtung 104 gekoppelt gezeigt ist, können alternative Ausführungsformen zusätzliche Vorrichtungen 106 beinhalten, die optisch mit der ersten Vorrichtung 104 gekoppelt sind.
Bei einer Ausführungsform beinhaltet sowohl die erste Vorrichtung 104 als auch die zweite Vorrichtung 106 einen Prozessor 108, der dazu ausgelegt ist, kommunikativ mit einer photonischen integrierten Schaltung (PIC) 110 gekoppelt zu werden. Bei einer Ausführungsform ist der Prozessor 108 dazu ausgelegt, über eine elektrische Schnittstellenschaltung (EIC) 112 kommunikativ mit der PIC 110 gekoppelt zu sein. Bei einer Ausführungsform beinhaltet die EIC 112 elektrische Komponenten, die mit dem Ermöglichen optischer Kommunikationen assoziiert sind, und beinhaltet die PIC 110 optische Komponenten, die mit dem Ermöglichen optischer Kommunikationen assoziiert sind.
Bei einer Ausführungsform ist die EIC 112 eine Komponente, die sich außerhalb des Prozessors 108 und der PIC 110 befindet und kommunikativ mit dem Prozessor 108 und der PIC 110 gekoppelt ist. Bei einer Ausführungsform ist die EIC 112 eine Komponente des Prozessors 108. Bei einer Ausführungsform ist die EIC 112 eine Komponente der PIC 110. Bei einer Ausführungsform ist der Prozessor 108 über eine (nicht gezeigte) eingebettete Multi-Die-Interconnect-Brücke (EMIB) und die EIC 112 kommunikativ mit der PIC 110 gekoppelt. Bei einer Ausführungsform ist die EMIB eine passive EMIB. Bei alternativen Ausführungsformen kann der Prozessor 108 über alternative Arten von Interconnects kommunikativ mit der PIC 110 gekoppelt sein.
Der Prozessor 108 an der ersten Vorrichtung 104 ist dazu ausgelegt, elektrische Signale einschließlich Daten zur Übertragung an die zweite Vorrichtung 106 zu erzeugen. Der Prozessor 108 an der zweiten Vorrichtung 106 ist dazu ausgelegt, elektrische Signale einschließlich Daten zur Übertragung an die erste Vorrichtung 104 zu erzeugen. Bei einer Ausführungsform ist jeder Prozessor 108 dazu ausgelegt, zwei oder mehr parallele elektrische Signale zu erzeugen, wobei jedes elektrische Signal Daten beinhaltet. Bei einer Ausführungsform ist jeder Prozessor 108 dazu ausgelegt, zwei oder mehr Sätze paralleler elektrischer Signale zu erzeugen, wobei jedes elektrische Signal Daten beinhaltet.
Beispiele für die Prozessoren 108 beinhalten unter anderem eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU: Central Processing Unit), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU: Graphics Processing Unit), eine Speichereinheit, eine Phasenregelkreis(PLL: Phase Locked Loop)-Einheit, eine Eingabe/Ausgabe(E/A)-Einheit, eine Anwendungsspezifische-Integrierte-Schaltung(ASIC: Application Specific Integrated Circuit)-Einheit, eine Feldprogrammierbares-Gate-Array-Einheit, eine Package-eingebettete Speichereinheit, eine Direktzugriffsspeicher(RAM)-Einheit, eine Flash-Speichereinheit, eine eingebettete nichtflüchtige Speichereinheit, eine Grafikkarte, eine III-V-Einheit, einen Beschleuniger, einen dreidimensionalen IC (3D-IC), einen Speicher mit hoher Bandbreite (HBM) und einen Speicher mit doppelter Datenrate (DDR-Speicher). Bei einer Ausführungsform beinhaltet der Prozessor 108 ein oder mehrere Rechencluster.
Die erste und zweite Vorrichtung 104, 106 beinhalten jeweils eine PIC 110. Die PIC 110 beinhaltet einen Laser 114, einen Modulator 116 und ein Add-Drop-Filter 118. Die PIC 110 kann zusätzliche Komponenten beinhalten, die den Betrieb der PIC 110 unterstützen. Jeder Laser 114 ist dazu ausgelegt, ein gemultiplextes Trägersignal zu erzeugen. Das gemultiplexte Trägersignal beinhaltet zwei oder mehr Trägersignale. Jedes Trägersignal weist eine andere Wellenlänge auf. Bei einer Ausführungsform ist der Laser 114 an der ersten Vorrichtung 104 dazu ausgelegt, bei einer oder mehreren auswählbaren Laserleistungseinstellungen zu arbeiten. Bei einer Ausführungsform ist der Laser 114 an der zweiten Vorrichtung 106 dazu ausgelegt, bei einer oder mehreren auswählbaren Laserleistungseinstellungen zu arbeiten. Bei einer Ausführungsform ist der Laser 114 an der ersten Vorrichtung 104 dazu ausgelegt, bei einer speziellen Laserleistungseinstellung zu arbeiten. Bei einer Ausführungsform ist der Laser 114 an der zweiten Vorrichtung 106 dazu ausgelegt, bei einer speziellen Laserleistungseinstellung zu arbeiten. Bei einer Ausführungsform unterscheidet sich die Laserleistungseinstellung des Lasers 114 an der ersten Vorrichtung 104 von der Laserleistungseinstellung des Lasers 114 an der zweiten Vorrichtung 106. Bei einer Ausführungsform ist die Laserleistungseinstellung des Lasers 114 an der ersten Vorrichtung 104 die gleiche wie die Laserleistungseinstellung des Lasers 114 an der zweiten Vorrichtung 106.
Die erste und zweite Vorrichtung 104, 106 beinhalten jeweils eine EIC 112. Bei einer Ausführungsform ist die EIC 112 dazu ausgelegt, zwei oder mehr parallele elektrische Signale einschließlich Daten von dem Prozessor 108 zu empfangen und die zwei oder mehr parallelen elektrischen Signale einschließlich der Daten an die PIC 110 zu übertragen. Bei einer Ausführungsform ist die EIC 112 dazu ausgelegt, zwei oder mehr Sätze paralleler elektrischer Signale von dem Prozessor 108 zu empfangen, wobei jedes elektrische Signal Daten beinhaltet, und ein gemultiplextes elektrisches Signal für jeden der Sätze paralleler elektrischer Signale zur Übertragung an die PIC 110 zu erzeugen.
Bei einer Ausführungsform ist der Modulator 116 dazu ausgelegt, zwei oder mehr parallele elektrische Signale von der EIC 112 zu empfangen, das gemultiplexte Trägersignal einschließlich der zwei oder mehr Trägersignale von dem Laser 114 zu empfangen und ein gemultiplextes optisches Signal einschließlich zwei oder mehr optischer Signale zu erzeugen. Jedes optische Signal in dem gemultiplexten optischen Signal ist eine optische Repräsentation eines assoziierten elektrischen Signals. Das gemultiplexte optische Signal wird von der Übertragungsvorrichtung 104, 106 an die Empfangsvorrichtung 104, 106 übertragen, wobei die Übertragungsvorrichtung 104, 106 eine der ersten und zweiten Vorrichtung 104, 106 ist und die Empfangsvorrichtung 104, 106 die andere der ersten und zweiten Vorrichtung 104, 106 ist.
Bei einer Ausführungsform ist der Modulator 116 dazu ausgelegt, zwei oder mehr gemultiplexte elektrische Signale von der EIC 112 zu empfangen, das gemultiplexte Trägersignal einschließlich der zwei oder mehr Trägersignale von dem Laser 114 zu empfangen und ein gemultiplextes optisches Signal einschließlich zwei oder mehr optischer Signale zu erzeugen. Jedes optische Signal in dem gemultiplexten optischen Signal ist eine optische Repräsentation eines assoziierten gemultiplexten elektrischen Signals. Das gemultiplexte optische Signal wird von der Übertragungsvorrichtung 104, 106 an die Empfangsvorrichtung 104, 106 übertragen, wobei die Übertragungsvorrichtung 104, 106 eine der ersten und zweiten Vorrichtung 104, 106 ist und die Empfangsvorrichtung 104, 106 die andere der ersten und zweiten Vorrichtung 104, 106 ist.
Bei einer Ausführungsform ist das Add-Drop-Filter 118 an einer Empfangsvorrichtung 104, 106 dazu ausgelegt, das gemultiplexte optische Signal von einer Übertragungsvorrichtung 104, 106 zu empfangen, wobei die Übertragungsvorrichtung 104, 106 eine der ersten und zweiten Vorrichtung 104, 106 ist und die Empfangsvorrichtung 104, 106 die andere der ersten und zweiten Vorrichtung 104, 106 ist. Das gemultiplexte optische Signal beinhaltet die zwei oder mehr optischen Signale. Bei einer Ausführungsform ist das Add-Drop-Filter 118 dazu ausgelegt, zwei oder mehr elektrische Signale basierend auf den zwei oder mehr optischen Signalen in dem empfangenen gemultiplexten optischen Signal zu erzeugen. Jedes erzeugte elektrische Signal repräsentiert das assoziierte optische Signal in dem empfangenen gemultiplexten optischen Signal. Jedes der erzeugten elektrischen Signale beinhaltet eine empfangene Version der von der Übertragungsvorrichtung 104, 106 übertragenen Daten. Jedes erzeugte elektrische Signal kann auf eine empfangene Version des elektrischen Signals bezogen werden. Bei einer Ausführungsform ist die EIC 112 dazu ausgelegt, die erzeugten elektrischen Signale einschließlich der Daten zur Übertragung an den Prozessor 108 der Empfangsvorrichtung 104, 106 zu empfangen. Bei einer Ausführungsform ist die EIC 112 dazu ausgelegt, die erzeugten elektrischen Signale einschließlich der Daten zur Übertragung an den Fehlermanager 102 der Empfangsvorrichtung 104, 106 zu empfangen.
. Bei einer Ausführungsform ist das Add-Drop-Filter 118 dazu ausgelegt, zwei oder mehr gemultiplexte elektrische Signale basierend auf den zwei oder mehr optischen Signalen in dem empfangenen gemultiplexten optischen Signal zu erzeugen. Jedes erzeugte gemultiplexte elektrische Signal repräsentiert das zugehörige optische Signal in dem empfangenen gemultiplexten optischen Signal. Das gemultiplexte elektrische Signal wird an die EIC 112 übertragen. Die EIC 112 ist dazu ausgelegt, das gemultiplexte elektrische Signal zu empfangen und zwei oder mehr Sätze paralleler elektrischer Signale zu erzeugen, wobei jedes elektrische Signal eine empfangene Version der von der Übertragungsvorrichtung 104, 106 übertragenen Daten beinhaltet. Jedes erzeugte elektrische Signal kann auf eine empfangene Version des elektrischen Signals bezogen werden. Bei einer Ausführungsform ist die EIC 112 dazu ausgelegt, die erzeugten zwei oder mehr Sätze paralleler elektrischer Signale an den Prozessor 108 der Empfangsvorrichtung 104, 106 zu übertragen. Bei einer Ausführungsform ist die EIC 112 dazu ausgelegt, die erzeugten zwei oder mehr Sätze paralleler elektrischer Signale an den Fehlermanager 102 der Empfangsvorrichtung 104, 106 zu übertragen.
Sowohl die erste als auch die zweite Vorrichtung 104, 106 weisen eine Ausführungsform des Fehlermanagers 102 auf. Bei einer Ausführungsform befindet sich der Fehlermanager 102 außerhalb des Prozessors 108 und ist kommunikativ mit dem Prozessor 108 gekoppelt. Bei einer Ausführungsform ist der Fehlermanager 102 eine Komponente des Prozessors 108. Bei einer Ausführungsform ist der Fehlermanager 102 eine Komponente eines E/A-Hubs des Prozessors 108. Bei einer Ausführungsform ist der Fehlermanager 102 eine Komponente der EIC 112. Der Betrieb verschiedener Ausführungsformen des Fehlermanagers 102 wird unten beschrieben. Obwohl die erste und zweite Vorrichtung 104, 106 als die in 1 gezeigten Komponenten beinhaltend beschrieben wurden, können die erste Vorrichtung 104 und die zweite Vorrichtung 106 zusätzliche Komponenten beinhalten, die den Betrieb der ersten und zweiten Vorrichtung 104, 106 unterstützen.
Obwohl Ausführungsformen beschrieben wurden, die für ein gemultiplextes Mehrwellenlängen- oder Mehrträgersystem gelten, können alternative Ausführungsformen optische Verbindungen beinhalten, die einen oder mehrere Träger beinhalten.
Unter Bezugnahme auf 2 ist eine Ausführungsform eines Fehlermanagers 102 gezeigt. Bei einer Ausführungsform weist der Fehlermanager 102 einen Fehlerkorrektor 200 und einen Fehlerdetektor 202 auf. Der Fehlerkorrektor 200 ist dazu ausgelegt, eine Fehlerkorrektur an den empfangenen Versionen der an der Empfangsvorrichtung 104, 106 empfangenen elektrischen Signale durchzuführen und korrigierte Versionen der elektrischen Signale zu erzeugen. Die empfangenen Versionen der elektrischen Signale beinhalten die durch den Prozessor 108 der Übertragungsvorrichtung 104, 106 erzeugten Daten. Die Empfangsvorrichtung 104, 106 ist eine der ersten und zweiten Vorrichtung 104, 106 und die Übertragungsvorrichtung 104, 106 ist die andere der ersten und zweiten Vorrichtung 104, 106. Bei einer Ausführungsform ist der Fehlerkorrektor 200 dazu ausgelegt, eine Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) mit niedriger Latenz an den empfangenen Versionen der elektrischen Signale durchzuführen. Bei einer Ausführungsform ist der Fehlerkorrektor 200 dazu ausgelegt, eine Fehlerkorrektur gemäß einer spezifizierten Fehlerwahrscheinlichkeit durchzuführen, die mit dem Fehlerkorrektor 200 assoziiert ist. Die spezifizierte Fehlerwahrscheinlichkeit ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein unkorrigierter Fehler in einer korrigierten Version des durch den Fehlerkorrektor 200 erzeugten elektrischen Signals vorhanden ist. Bei einer Ausführungsform ist die spezifizierte Fehlerwahrscheinlichkeit größer als eine Zielfehlerwahrscheinlichkeit, die mit der Übertragung von Daten von der Übertragungsvorrichtung 104, 106 an die Empfangsvorrichtung 104, 106 assoziiert ist. Bei einer Ausführungsform ist die spezifizierte Fehlerwahrscheinlichkeit als eine Bitfehlerrate (BER) definiert. Die spezifizierte Fehlerwahrscheinlichkeit kann auch als die Rohfehlerwahrscheinlichkeit bezeichnet werden. Bei einer Ausführungsform ist die Rohwahrscheinlichkeit als ein Roh-BER-Wert definiert.
Der Fehlerdetektor 202 ist dazu ausgelegt, zu detektieren, ob irgendwelche unkorrigierten Fehler in den korrigierten Versionen der durch den Fehlerkorrektor 200 erzeugten elektrischen Signale vorhanden sind. Falls der Fehlerdetektor 202 einen Fehler in einer korrigierten Version eines elektrischen Signals detektiert, ist der Fehlerdetektor 202 dazu ausgelegt, den Prozessor 108 an der Empfangsvorrichtung 104, 106 zu informieren. Der Prozessor 108 an der Empfangsvorrichtung 104, 106 gibt eine Neuübertragungsanforderung für die Daten in der korrigierten Version des elektrischen Signals einschließlich des unkorrigierten Fehlers von der Übertragungsvorrichtung 104, 106 aus. Der Prozessor 108 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 empfängt die Neuübertragungsanforderung und erzeugt ein elektrisches Signal, das die angeforderten Daten zur Übertragung an die Vorrichtung 104, 106 beinhaltet. Falls der Fehlerdetektor 202 keinen unkorrigierten Fehler in der korrigierten Version des elektrischen Signals detektiert, werden die Daten in dem korrigierten elektrischen Signal durch die Empfangsvorrichtung 104, 106 verwendet. Falls der Fehlerdetektor 202 keinen unkorrigierten Fehler in der korrigierten Version des elektrischen Signals detektiert, überträgt die Empfangsvorrichtung 104, 106 bei einer Ausführungsform eine Bestätigung an die Übertragungsvorrichtung 104, 106, die angibt, dass kein Fehler in der empfangenen Version der Daten detektiert wurde. Bei einer Ausführungsform ist der Fehlerkorrektor 200 dazu ausgelegt, eine Fehlerkorrektur gemäß einer spezifizierten Fehlerwahrscheinlichkeit oder dem BER-Rohwert von 1e-6 durchzuführen.. Der BER-Wert der tatsächlichen Fehlerwahrscheinlichkeit, der mit der Verwendung eines solchen Fehlerkorrektors 200 erreicht wird, kann so gering sein wie 4e-24.
Unter Bezugnahme auf 3 ist ein Beispiel für ein Verfahren 300 zum Konfigurieren eines Lasers 114 an einer Übertragungsvorrichtung 104, 106 gezeigt. Bei 302 wird eine spezifizierte Fehlerwahrscheinlichkeit identifiziert, die mit einem Fehlerkorrektor 200 an einer Empfangsvorrichtung 104, 106 assoziiert ist. Die spezifizierte Fehlerwahrscheinlichkeit ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein unkorrigierter Fehler in einer korrigierten Version eines durch den Fehlerkorrektor 200 erzeugten elektrischen Signals vorhanden ist. Bei einer Ausführungsform ist der Fehlerkorrektor 200 dazu ausgelegt, mit der spezifizierten Fehlerwahrscheinlichkeit zu arbeiten. Bei einer Ausführungsform ist der Fehlerkorrektor 200 dazu ausgelegt, mit einer auswählbaren Fehlerwahrscheinlichkeit zu arbeiten, wobei eine der auswählbaren Fehlerwahrscheinlichkeiten die spezifizierte Fehlerwahrscheinlichkeit ist. Bei einer Ausführungsform ist die spezifizierte Fehlerwahrscheinlichkeit als ein Bitfehlerraten(BER)-Wert definiert. Bei einer Ausführungsform weist die spezifizierte Fehlerwahrscheinlichkeit einen BER-Wert von 1e-5 auf. Bei einer Ausführungsform weist die spezifizierte Fehlerwahrscheinlichkeit einen BER-Wert von 1 e-6 auf. Bei einer Ausführungsform ist die spezifizierte Fehlerwahrscheinlichkeit größer als eine Zielfehlerwahrscheinlichkeit. Die Verwendung des Fehlerdetektors 202 zum Durchführen einer Fehlerdetektion in einer korrigierten Version eines elektrischen Signals, gefolgt von einer erneuten Übertragung der Daten, die mit korrigierten Versionen von elektrischen Signalen assoziiert sind, die unkorrigierte Fehler enthalten, entspricht in der Regel der Zielfehlerwahrscheinlichkeit oder überschreitet diese. Bei einer Ausführungsform weist die Zielfehlerwahrscheinlichkeit einen BER-Wert von 1e-12 auf.
Bei 304 ist der Laser 114 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 dazu ausgelegt, bei einer Laserleistungseinstellung zu arbeiten, die mit der spezifizierten Fehlerwahrscheinlichkeit assoziiert ist. Die Laserleistungseinstellung des Lasers 114 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 ist mit einer Fehlerwahrscheinlichkeit assoziiert, die mit der Übertragung von Daten von der Übertragungsvorrichtung 104, 106 an die Empfangsvorrichtung 104, 106 assoziiert ist. Wenn der Laser 114 dazu konfiguriert ist, bei der Laserleistungseinstellung zu arbeiten, die mit der spezifizierten Fehlerwahrscheinlichkeit assoziiert ist, ist die Fehlerwahrscheinlichkeit, die mit der Übertragung von Daten von der Übertragungsvorrichtung 104, 106 an die Empfangsvorrichtung 104, 106 assoziiert ist, die spezifizierte Fehlerwahrscheinlichkeit. Bei einer Ausführungsform ist die Fehlerwahrscheinlichkeit als eine Bitfehlerrate (BER) definiert.
In vielen Fällen kann, wenn die Laserleistungseinstellung des Lasers 114 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 erhöht wird, die Fehlerwahrscheinlichkeit, die mit der Übertragung von Daten von der Übertragungsvorrichtung 104, 106 an die Empfangsvorrichtung 104, 106 assoziiert ist, abnehmen. In vielen Fällen, wenn die Laserleistungseinstellung des Lasers 114 auf einen gewissen Punkt erhöht wird, der häufig als Grundrauschen bezeichnet wird, führen zusätzliche Erhöhungen der Laserleistungseinstellung möglicherweise nicht zu einer weiteren Verringerung der Fehlerwahrscheinlichkeit, die mit der Übertragung von Daten von der Übertragungsvorrichtung 104, 106 an die Empfangsvorrichtung 104, 106 assoziiert ist. In solchen Fällen kann die Verwendung des Fehlermanagers 200 mit dem Grundrauschen assoziierte Beschränkungen überwinden und dem System 100 ermöglichen, Zielfehlerwahrscheinlichkeiten zu erfüllen, die die mit dem Grundrauschen assoziierten Fehlerwahrscheinlichkeitswerte überschreiten.
In einigen Fällen ist unabhängig davon, wie stark die Laserleistungseinstellung des Lasers 114 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 erhöht wird, eine Zielfehlerwahrscheinlichkeit möglicherweise nicht erreichbar. Dies kann in Fällen auftreten, in denen selbst bei einer maximalen Laserleistungseinstellung des Lasers 114 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 die Fehlerwahrscheinlichkeit, die mit dem Wert der maximalen Leistungseinstellung assoziiert ist, geringer als die Zielfehlerwahrscheinlichkeit ist. Die Verwendung des Fehlermanagers 200 kann solche Einschränkungen überwinden und dem System ermöglichen, Zielfehlerwahrscheinlichkeiten zu erfüllen, die eine maximal erreichbare Fehlerwahrscheinlichkeit überschreiten, die nur mit den Laserleistungseinstellungen des Lasers 114 assoziiert ist.
Unter Bezugnahme auf 4 ist eine grafische Darstellung von vier Beispielen für Beziehungen zwischen den Wahrscheinlichkeiten des Auftretens eines Fehlers während der Übertragung von Daten von einer Übertragungsvorrichtung 104, 106 an eine Empfangsvorrichtung 104, 106 als Funktion unterschiedlicher Laserleistungseinstellungen des Lasers 114 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 gezeigt. Jedes der vier Beispiele ist mit unterschiedlichen Betriebsbedingungen eines beispielhaften Systems 100 assoziiert. Die Fehlerwahrscheinlichkeiten werden als BER-Wert angegeben.
Die Verwendung eines Fehlermanagers 102 kann es einem System 100 ermöglichen, mit einem Grundrauschen assoziierte Beschränkungen zu überwinden. Unter Bezugnahme auf die Datenlinie 400 nimmt zum Beispiel der BER-Wert, der mit der Übertragung von Daten von einer beispielhaften Übertragungsvorrichtung 104, 106 an eine beispielhafte Empfangsvorrichtung 104, 106 assoziiert ist, ab, wenn die Laserleistungseinstellung des Lasers 114 an der beispielhaften Empfangsvorrichtung 104, 106 erhöht wird, bis die Laserleistungseinstellung auf näherungsweise 13 dBm erhöht wird. Sobald die Laserleistungseinstellung auf 13 dBm erhöht ist, führen zusätzliche Erhöhungen der Laserleistungseinstellung nicht zu signifikanten Verringerungen des assoziierten BER-Werts. Der Laser 114 der beispielhaften Übertragungsvorrichtung 104, 106 hat ein Grundrauschen bei 13 dBm erreicht, wobei zusätzliche Erhöhungen der Laserleistungseinstellung des Lasers 114 nicht zu einer weiteren Abnahme der Signifikanz der Fehlerwahrscheinlichkeit führen, die mit der Übertragung von Daten von der beispielhaften Übertragungsvorrichtung 104, 106 an die beispielhafte Empfangsvorrichtung 104, 106 assoziiert ist. Die Verwendung des Fehlermanagers 200 ermöglicht es dem beispielhaften System 100, Beschränkungen zu überwinden, die mit dem Grundrauschen assoziiert sind, um Zielfehlerwahrscheinlichkeiten zu erfüllen.
Die Verwendung des Fehlermanagers 102 kann zu Leistungseinsparungen führen. In dem mit der Datenlinie 400 assoziierten Beispiel kann ein Ziel-BER-Wert von 1e-15 ausgewählt werden und ein Fehlerkorrektor 200 kann dazu ausgelegt sein, eine spezifizierte Fehlerwahrscheinlichkeit eines BER-Werts von 1e-6 zu handhaben. Falls zum Beispiel der Fehlermanager 102 nicht zur Verwendung an der beispielhaften Empfangsvorrichtung 104, 106 verfügbar ist, würde die Laserleistungseinstellung des Lasers 114 an der beispielhaften Übertragungsvorrichtung 104, 106 auf näherungsweise 13 dBm eingestellt werden, um den Ziel-BER-Wert von 1e-15 zu erfüllen. Wenn der Fehlermanager 200 zur Verwendung an der beispielhaften Empfangsvorrichtung 104, 106 verfügbar ist, führt der Fehlerkorrektor 202 eine Fehlerkorrektur an den empfangenen Versionen der elektrischen Signale einschließlich Daten gemäß einem spezifizierten BER-Wert von 1 e-6 durch. Die Laserleistungseinstellung des Lasers 114 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 würde bei der Laserleistungseinstellung von näherungsweise 5 dBm eingestellt werden. Die Laserleistungseinstellung des Lasers 114 bei 5 dBm ist mit dem BER-Wert von 1e-6 assoziiert. Die Fehlerwahrscheinlichkeit, die mit der Übertragung von Daten von der beispielhaften Übertragungsvorrichtung 104, 106 an die beispielhafte Empfangsvorrichtung 104, 106 mit der Lasereinstellung an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 bei 5 dBm assoziiert ist, würde einen BER-Wert von 1 e-6 aufweisen. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Fehler in einer korrigierten Version eines empfangenen elektrischen Signals einschließlich durch den Fehlerkorrektor 200 erzeugter Daten auftritt, wäre gemäß einem BER-Wert von 1e-6. Die Verwendung des Fehlerdetektors 202 zum Detektieren unkorrigierter Fehler in den korrigierten Signalen, die durch den Fehlerkorrektor 200 erzeugt werden, und erneute Übertragung von Daten in korrigierten elektrischen Signalen mit detektierten unkorrigierten Fehlern von der Übertragungsvorrichtung 104, 106 an die Empfangsvorrichtung 104, 106 würde dem System ermöglichen, den Ziel-BER-Wert von 1e-15 zu erfüllen oder zu überschreiten. Die Verwendung des Fehlermanagers 102 in dem beispielhaften System würde zu einer Laserleistungseinsparung von näherungsweise 9 dBm führen.
Wie oben gezeigt, kann die Laserleistungseinstellung des Lasers 114 an einer Übertragungsvorrichtung 104, 106, die mit der spezifizierten Fehlerwahrscheinlichkeit assoziiert ist, niedriger als die Laserleistungseinstellung des Lasers 114 sein, die mit der Zielfehlerwahrscheinlichkeit assoziiert ist. Infolgedessen kann es Leistungseinsparungen geben, die mit dem Betrieb des Lasers 114 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 assoziiert sind.
Zusätzlich dazu kann die Durchführung von Fehlerkorrektur gemäß der spezifizierten Fehlerwahrscheinlichkeit im Gegensatz zu der Zielfehlerwahrscheinlichkeit zu Rechenressourceneinsparungen, Reduzierung von Latenzen, die mit Fehlerkorrektur assoziiert sind, und/oder Leistungseinsparungen, die mit dem Leistungsverhalten des Fehlerkorrektors 200 assoziiert sind, führen. Zum Beispiel kann das Verwenden eines Fehlerkorrektors 202 zum Durchführen einer Fehlerkorrektur an einem empfangenen elektrischen Signal gemäß einer spezifizierten Fehlerwahrscheinlichkeit mit einem BER-Wert von 1e-6 näherungsweise 2 Nanosekunden dauern, während das Verwenden eines Fehlerkorrektors 202 zum Durchführen einer Fehlerkorrektur an einem empfangenen elektrischen Signal gemäß einer höheren Zielfehlerwahrscheinlichkeit, wie zum Beispiel mit einem BER-Wert von le-12, mehr als 100 Nanosekunden dauern kann. Bei manchen Ausführungsformen kann die Zielfehlerwahrscheinlichkeit einen BER-Wert von 1e-12 aufweisen. In manchen Fällen kann ein Fehlerkorrektor 202, der dazu ausgelegt ist, eine Fehlerkorrektur gemäß einer spezifizierten Fehlerwahrscheinlichkeit mit einem BER-Wert von 1e-6 durchzuführen, weniger als 0,5 Pikojoule pro Bit verwenden, während ein Fehlerkorrektor 202, der dazu ausgelegt ist, eine Fehlerkorrektur gemäß einer spezifizierten Fehlerwahrscheinlichkeit mit einem BER-Wert von 1e-16 oder besser durchzuführen, bis zu 10 Pikojoule pro Bit verwenden kann.
In einigen Fällen, unabhängig davon, wie stark die Laserleistungseinstellung eines Lasers 114 an einer Übertragungsvorrichtung 104, 106 erhöht wird, ist eine Zielfehlerwahrscheinlichkeit möglicherweise nicht erreichbar. Unter Bezugnahme auf die Datenlinie 402 nehmen die BER-Werte, die mit der Übertragung von Daten von einer beispielhaften Übertragungsvorrichtung 104, 106 an eine beispielhafte Empfangsvorrichtung 104, 106 assoziiert sind, ab, wenn die Laserleistungseinstellung des Lasers 114 an der beispielhaften Empfangsvorrichtung 104, 106 erhöht wird, bis die Laserleistungseinstellung auf näherungsweise 10 dBm erhöht wird. Der BER-Wert, der mit der Laserleistungseinstellung von 10 dBm assoziiert ist, beträgt näherungsweise 1e-9. Sobald die Laserleistungseinstellung auf 10 dBm erhöht ist, führen zusätzliche Erhöhungen der Laserleistungseinstellung nicht zu einer Verringerung des assoziierten BER-Werts. Der beispielhafte Systembetrieb, der durch die Datenlinie 402 definiert ist, ist nicht in der Lage, einen BER-Wert von mehr als 1 e-9 zu erreichen, unabhängig von der Laserleistungseinstellung des Lasers 114 an der beispielhaften Übertragungsvorrichtung 104, 106.
Die Verwendung des Fehlermanagers 200 ermöglicht dem beispielhaften System 100, solche Einschränkungen zu überwinden, und ermöglicht dem beispielhaften System 100, Fehlerwahrscheinlichkeiten zu erfüllen, die eine maximal erreichbare Fehlerwahrscheinlichkeit, die ausschließlich mit der Laserleistungseinstellung des Lasers 114 an der beispielhaften Übertragungsvorrichtung 104 assoziiert ist, überschreiten. 106. Unter Bezugnahme auf die Datenlinie 402 ist zum Beispiel, falls eine Zielfehlerwahrscheinlichkeit mit einem BER-Wert von 1e-15 ausgewählt wird, unabhängig davon, wie stark die Laserleistung erhöht wird, die Zielfehlerwahrscheinlichkeit mit einem BER-Wert von 1e-15 nicht erreichbar. Bei diesem Beispiel führen die Durchführung der Fehlerkorrektur durch den Fehlerkorrektor 200, die Fehlerdetektion durch den Fehlerdetektor 202 und die erneute Übertragung von Daten in den korrigierten elektrischen Signalen einschließlich des detektierten Fehlers dazu, dass mindestens eine Ziel-BER von 1e-15 erfüllt wird, der mit der Übertragung von Daten von der beispielhaften Übertragungsvorrichtung 104, 106 an die beispielhafte Empfangsvorrichtung 104, 106 assoziiert ist. Mit anderen Worten können Zielfehlerwahrscheinlichkeiten, die durch Erhöhen der Laserleistungseinstellung des Lasers 114 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 möglicherweise nicht erreichbar sind, mit der Verwendung des Fehlermanagers 102 erreichbar sein.
Unter Bezugnahme auf 5 ist eine Flussdiagrammdarstellung eines Verfahrens 500 zum Implementieren einer Ausführungsform einer Fehlerkorrektur gezeigt. Das Verfahren 500 wird durch die Übertragungsvorrichtung 104, 106 durchgeführt. Die Übertragungsvorrichtung 104, 106 ist eine der ersten Vorrichtung 104 und der zweiten Vorrichtung 106 und die Empfangsvorrichtung 104, 106 ist die andere der ersten Vorrichtung 104 und der zweiten Vorrichtung 106. Das Verfahren 500 kann durch den Prozessor 108, die PIC 110 und den Fehlermanager 102 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 in Kombination mit zusätzlichen Komponenten des Systems 100 durchgeführt werden. Das Verfahren 500 kann durch eine Hardwareschaltungsanordnung, Firmware, Software und/oder Kombinationen davon durchgeführt werden.
Bei 502 erzeugt der Prozessor 108 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 mindestens zwei elektrische Signale, die Daten beinhalten. Die mindestens zwei elektrischen Signale beinhalten ein erstes elektrisches Signal, das erste Daten beinhaltet, und ein zweites elektrisches Signal, das zweite Daten beinhaltet. Bei 504 erzeugt der Laser 114 an der PIC 110 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 ein gemultiplextes Trägersignal, das wenigstens zwei Trägersignale beinhaltet, die ein erstes Trägersignal und ein zweites Trägersignal beinhalten. Der Laser 114 ist dazu ausgelegt, bei einer ersten Laserleistungseinstellung zu arbeiten. Bei 506 erzeugt der Modulator 116 an der PIC 110 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 ein gemultiplextes optisches Signal, das ein erstes optisches Signal teilweise basierend auf dem ersten elektrischen Signal und dem ersten Trägersignal und ein zweites optisches Signal teilweise basierend auf dem zweiten elektrischen Signal und dem zweiten Trägersignal beinhaltet. Das gemultiplexte optische Signal kann mehr als zwei optische Signale beinhalten, wobei jedes optische Signal auf einem assoziierten elektrischen Signal und einem assoziierten Trägersignal basiert. Bei 508 überträgt die PIC 110 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 das gemultiplexte optische Signal an die Empfangsvorrichtung 104, 106. Bei einer Ausführungsform wird das gemultiplexte optische Signal vor der Übertragung an die Empfangsvorrichtung 104, 106 an einen optischen Halbleiterverstärker (SOA) übertragen.
Bei 510 empfängt der Prozessor 108 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 eine Neuübertragungsanforderung zum erneuten Übertragen der ersten Daten an die Empfangsvorrichtung 104, 106. Die Neuübertragungsanforderung basiert auf einer Detektion eines Fehlers in den ersten Daten durch den Fehlermanager 102 an der Empfangsvorrichtung 104, 106. Bei 512 überträgt die Übertragungsvorrichtung 104, 106 die ersten Daten erneut an die Empfangsvorrichtung 104, 106. Bei 514 empfängt der Prozessor 108 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 eine Bestätigung, die mit den zweiten Daten assoziiert ist. Die Bestätigung basiert auf einer Detektion keines Fehlers in den zweiten Daten.
Unter Bezugnahme auf 6 ist eine Flussdiagrammdarstellung eines Verfahrens 600 zum Implementieren einer Ausführungsform einer Fehlerkorrektur gezeigt. Das Verfahren 600 wird durch die Empfangsvorrichtung 104, 106 durchgeführt. Die Empfangsvorrichtung 104, 106 ist eine der ersten Vorrichtung 104 und der zweiten Vorrichtung 106 und die Übertragungsvorrichtung 104, 106 ist die andere der ersten Vorrichtung 104 und der zweiten Vorrichtung 106. Das Verfahren 600 kann durch den Prozessor 108, die PIC 110 und den Fehlermanager 102 an der Empfangsvorrichtung 104, 106 in Kombination mit zusätzlichen Komponenten des Systems 100 durchgeführt werden. Das Verfahren 600 kann durch eine Hardwareschaltungsanordnung, Firmware, Software und/oder Kombinationen davon durchgeführt werden.
Bei 602 empfängt das Add-Drop-Filter 118 an der PIC 110 an der Empfangsvorrichtung 104, 106 ein gemultiplextes optisches Signal, das ein ersten optisches Signals teilweise basierend auf einem ersten Trägersignal und einem ersten elektrischen Signal einschließlich erster Daten und ein zweites optisches Signal teilweise basierend auf einem zweiten Trägersignal und einem zweiten elektrischen Signal einschließlich zweiter Daten beinhaltet, von einer Übertragungsvorrichtung 104, 106. Das erste und zweite Trägersignal wurden durch einen Laser 114 erzeugt, der bei einer ersten Laserleistungseinstellung an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 arbeitet, und das erste und zweite elektrische Signal wurden durch einen Prozessor 108 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 erzeugt. Das gemultiplexte optische Signal kann mehrere optische Signale beinhalten, einschließlich des ersten und zweiten optischen Signals. Bei einer Ausführungsform wird das gemultiplexte optische Signal an dem Add-Drop-Filter 118 über einen Polarisations-Splitter/Rotator (PSR) empfangen.
Bei 604 führt der Fehlerkorrektor 200 an dem Fehlermanager 102 der Empfangsvorrichtung 104, 106 eine Fehlerkorrektur an einer empfangenen Version der ersten Daten teilweise basierend auf der empfangenen Version des ersten optischen Signals gemäß einer ersten Fehlerwahrscheinlichkeit durch, die mit der Übertragung von Daten von der Übertragungsvorrichtung 104, 106 bei der ersten Laserleistungseinstellung assoziiert ist, um eine korrigierte Version der ersten Daten zu erzeugen. Bei 606 führt der Fehlerdetektor 202 an dem Fehlermanager 102 der Empfangsvorrichtung 104, 106 eine Fehlerdetektion an der korrigierten Version der ersten Daten durch. Die Ergebnisse der Fehlerdetektion werden an den Prozessor 108 der Empfangsvorrichtung 104, 106 übertragen. Der Prozessor 108 an der Empfangsvorrichtung 104, 106 bestimmt basierend auf den Ergebnissen der Fehlerdetektion, die durch den Fehlerdetektor 202 bereitgestellt werden, ob ein Fehler in der korrigierten Version der ersten Daten detektiert wurde. Falls der Prozessor an der Empfangsvorrichtung 104, 106 bestimmt, dass ein Fehler in der korrigierten Version der ersten Daten detektiert wurde, fordert der Prozessor 108 an der Empfangsvorrichtung 104, 106 bei 610 eine erneute Übertragung der ersten Daten von der Übertragungsvorrichtung 104, 106 an. Bei 612 empfängt die PIC 110 der Empfangsvorrichtung 104, 106 die erneut übertragenen ersten Daten von der Übertragungsvorrichtung 104, 106 über die optische Kommunikationsverbindung. Falls der Prozessor an der Empfangsvorrichtung 104, 106 bestimmt, dass kein Fehler in der korrigierten Version der ersten Daten detektiert wurde, verwendet der Prozessor 108 an der Empfangsvorrichtung 104, 106 bei 614 die korrigierte Version der ersten Daten, die durch den Fehlerkorrektor 200 des Fehlermanagers 102 an der Empfangsvorrichtung 104, 106 erzeugt wird.
Unter Bezugnahme auf 7 ist eine Blockdiagrammdarstellung einer Ausführungsform eines Fehlermanagers 102' gezeigt. Der Fehlermanager 102' weist einen Fehlerkorrektor 700 auf. Der Fehlermanager 102' kann verwendet werden, wenn die erneute Übertragung von Daten basierend auf einer Detektion eines Fehlers in der korrigierten Version der Daten nicht verfügbar ist.
Der Fehlerkorrektor 700 ist dazu ausgelegt, eine Fehlerkorrektur an den empfangenen Versionen der an der Empfangsvorrichtung 104, 106 empfangenen elektrischen Signale durchzuführen und korrigierte Versionen der elektrischen Signale zu erzeugen. Die empfangenen Versionen der elektrischen Signale beinhalten die durch den Prozessor 108 der Übertragungsvorrichtung 104, 106 erzeugten Daten. Die Empfangsvorrichtung 104, 106 ist eine der ersten und zweiten Vorrichtung 104, 106 und die Übertragungsvorrichtung 104, 106 ist die andere der ersten und zweiten Vorrichtung 104, 106. Bei einer Ausführungsform ist der Fehlerkorrektor 700 dazu ausgelegt, eine Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) mit niedriger Latenz an den empfangenen Versionen der elektrischen Signale durchzuführen. Bei einer Ausführungsform ist der Fehlerkorrektor 700 dazu ausgelegt, eine Fehlerkorrektur gemäß einer spezifizierten Fehlerwahrscheinlichkeit durchzuführen, die mit dem Fehlerkorrektor 700 assoziiert ist. Die spezifizierte Fehlerwahrscheinlichkeit ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein unkorrigierter Fehler in einer korrigierten Version des durch den Fehlerkorrektor 700 erzeugten elektrischen Signals vorhanden ist. Bei einer Ausführungsform ist die spezifizierte Fehlerwahrscheinlichkeit als eine Bitfehlerrate (BER) definiert.
Die spezifizierte Fehlerwahrscheinlichkeit ist größer als eine Zielfehlerwahrscheinlichkeit, die mit der Übertragung von Daten von der Übertragungsvorrichtung 104, 106 an die Empfangsvorrichtung 104, 106 assoziiert ist. Während die Wahrscheinlichkeit, dass ein Fehler in einer korrigierten Version der elektrischen Signale präsentiert wird, höher als die Zielwahrscheinlichkeit ist, kann die Verwendung eines Fehlerkorrektors 700 mit einer niedrigeren spezifizierten Fehlerwahrscheinlichkeit zu Rechenressourceneinsparungen, einer Reduzierung von Latenzen , die mit Fehlerkorrektur assoziiert sind, und/oder Leistungseinsparungen, die mit dem Leistungsverhalten des Fehlerkorrektors 700 assoziiert sind, führen. Zusätzlich wird der Laser 114 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 dazu ausgelegt sein, bei einer Laserleistungseinstellung zu arbeiten, die der spezifizierten Fehlerwahrscheinlichkeit entspricht, die mit dem Fehlerkorrektor 700 assoziiert ist. Dies kann zu zusätzlichen Leistungseinsparungen führen, die mit der Verwendung des Lasers 114 bei einer niedrigeren Laserleistungseinstellung assoziiert sind.
Unter Bezugnahme auf 8 ist eine grafische Darstellung eines Vergleichs zwischen Beispielen für Wahrscheinlichkeiten des Auftretens eines Fehlers während der Übertragung von Daten von einer beispielhaften Übertragungsvorrichtung 104, 106 an eine beispielhafte Empfangsvorrichtung 104, 106 mit und ohne Anwendung einer Ausführungsform einer Fehlerkorrektur gezeigt. Unter Bezugnahme auf den Punkt 800 weist zum Beispiel die Fehlerwahrscheinlichkeit, die mit der Übertragung von Daten von einer beispielhaften Übertragungsvorrichtung 104, 106 an eine beispielhafte Empfangsvorrichtung 104, 106 assoziiert ist, einen BER-Wert von 1e-8 ohne die Durchführung einer Fehlerkorrektur auf. Die Fehlerwahrscheinlichkeit, die mit der Übertragung von Daten von einer Übertragungsvorrichtung 104, 106 an eine Empfangsvorrichtung 104, 106 assoziiert ist, weist einen BER-Wert von 1e-12 mit der Durchführung einer Fehlerkorrektur auf. Die Laserleistungseinstellung des Lasers 114 an der beispielhaften Übertragungsvorrichtung 104, 106 kann mit der Durchführung einer Fehlerkorrektur im Vergleich zu der Laserleistungseinstellung des Lasers 114 ohne die Durchführung einer Fehlerkorrektur auf eine niedrigere Laserleistungseinstellung gesetzt werden.
9 ist eine Flussdiagrammdarstellung eines Verfahrens 900 zum Implementieren einer Ausführungsform einer Fehlerkorrektur unter Verwendung einer Ausführungsform des Fehlermanagers 102'. Das Verfahren 600 wird durch die Empfangsvorrichtung 104, 106 durchgeführt. Die Empfangsvorrichtung 104, 106 ist eine der ersten Vorrichtung 104 und der zweiten Vorrichtung 106 und die Übertragungsvorrichtung 104, 106 ist die andere der ersten Vorrichtung 104 und der zweiten Vorrichtung 106. Das Verfahren 900 kann durch den Prozessor 108, die PIC 110 und den Fehlermanager 102 an der Empfangsvorrichtung 104, 106 in Kombination mit zusätzlichen Komponenten des Systems 100 durchgeführt werden. Das Verfahren 900 kann durch eine Hardwareschaltungsanordnung, Firmware, Software und/oder Kombinationen davon durchgeführt werden.
Bei 902 empfängt das Add-Drop-Filter 118 an der PIC 110 an der Empfangsvorrichtung 104, 106 ein gemultiplextes optisches Signal, das ein ersten optisches Signals teilweise basierend auf einem ersten Trägersignal und einem ersten elektrischen Signal einschließlich erster Daten und ein zweites optisches Signal teilweise basierend auf einem zweiten Trägersignal und einem zweiten elektrischen Signal einschließlich zweiter Daten beinhaltet, von einer Übertragungsvorrichtung 104, 106. Das erste und zweite Trägersignal wurden durch einen Laser 114 erzeugt, der bei einer ersten Laserleistungseinstellung an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 arbeitet, und das erste und zweite elektrische Signal wurden durch einen Prozessor 108 an der Übertragungsvorrichtung 104, 106 erzeugt. Das gemultiplexte optische Signal kann mehrere optische Signale beinhalten, einschließlich des ersten und zweiten optischen Signals.
Bei 904 führt der Fehlerkorrektor 700 an dem Fehlermanager 102 der Empfangsvorrichtung 104, 106 eine Fehlerkorrektur an einer empfangenen Version der ersten Daten teilweise basierend auf der empfangenen Version des ersten optischen Signals gemäß einer ersten Fehlerwahrscheinlichkeit durch, die mit der Übertragung von Daten von der Übertragungsvorrichtung 104, 106 bei der ersten Laserleistungseinstellung assoziiert ist, um eine korrigierte Version der ersten Daten zu erzeugen. Die erste Fehlerwahrscheinlichkeit ist größer als eine Zielfehlerwahrscheinlichkeit. Bei 906 verwendet der Prozessor 108 an der Empfangsvorrichtung die korrigierte Version der ersten Daten.
Die Verwendung von FEC mit niedriger Latenz in Kombination mit einer erneuten Übertragung von Daten mit detektiertem Fehler kann den Leistungsverbrauch von Lasern in optischen Kommunikationsverbindungen reduzieren. Da die Laserleistung eine signifikante Komponente eines optischen E/A sein kann, kann die Gesamtleistung der optischen Verbindung optimiert werden. Außerdem kann die Verwendung von FEC mit niedriger Latenz in Kombination mit einer erneuten Übertragung von Daten mit detektiertem Fehler Laserleistungs-BER-Floor-Probleme überwinden, die Systemzuverlässigkeit bei relativ niedrigen Latenzen erhöhen. Standard-FEC, wie etwa KP und KR-FEC in IEEE Ethernet 802.3, können Latenzen von über 100 Nanosekunden hinzufügen.
Trends zur E/A-Disaggregation in der Mikroprozessorarchitektur können zu einem erhöhten Wachstum der E/A-Bandbreite führen und ein erhöhter Prozentsatz der CPU-Sockelleistung kann E/A zugewiesen werden. Die Verwendung von optischem Wellenlängenmultiplex-E/A kann eine höhere Dichte hinsichtlich Bandbreite pro mm Die Kante oder Quadrat-mm Die Fläche bereitstellen. Das Reduzieren der Fehlerwahrscheinlichkeit, die mit der Übertragung von Daten von der Übertragungsvorrichtung an die Empfangsvorrichtung assoziiert ist, in Kombination mit der Verwendung einer Fehlerkorrektur mit niedriger Latenz, wie zum Beispiel FEC mit niedriger Latenz, und eine erneute Übertragung von Daten mit detektiertem Fehler kann Leistungseinsparungen erzeugen und eine bessere Failure In Time (FIT) erreichen als die Verwendung nur eines Standard-FEC.
Unter Bezugnahme auf 10 ist eine Veranschaulichung eines Mehrwellenlängenlasers 1000 gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Bei einer Ausführungsform kann ein Laser Gitter mit unterschiedlichen Rastermaßen implementieren, während die Wellenleiterbreite konstant gehalten wird. Bei der Ausführungsform von 10 ist der Laser 1000 ein Vierwellenlängenlaser; es versteht sich natürlich, dass mehr oder weniger Wellenlängen in einem Laser einer Ausführungsform implementiert werden können. Wie veranschaulicht, ist der Laser 1000 aus einem Wellenleiter 1020 mit einem Gitter 1010 gebildet, das sich von einem ersten Ende 1022 des Wellenleiters 1020 zu einem zweiten Ende 1024 des Wellenleiters 1020 erstreckt. Wie ferner gezeigt, ist der Wellenleiter 1020 ferner durch eine erste Seite 1026 und eine zweite Seite 1028 definiert.
Das Gitter 1010 weist ein variierbares Gitterrastermaß über eine Länge des Wellenleiters 1020 auf. Bei einer Ausführungsform sind unterschiedliche Gitterrastermaße Λ_1-5 vorhanden, um mehrere Laserwellenlängen zu bewirken. Somit gibt es mehrere Phasenverschiebungsorte 1015_1-4, die vier Laserwellenlängen λ₁-λ₄ entsprechen, die durch diese unterschiedlichen Gitterrastermaße realisiert werden. Es versteht sich, dass, während bei der Ausführungsform von 10 vier solche Phasenverschiebungsorte für den repräsentativen Vierwellenlängenlaser veranschaulicht sind, mehr oder weniger solcher Phasenverschiebungsorte vorhanden sein können.
Unter Bezugnahme auf 11A ist eine Blockdiagrammdarstellung eines Systems 1100 gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Das System 1100 kann eine beliebige Art von Rechensystem sein, das von einer kleinen tragbaren Vorrichtung zu größeren Vorrichtungen, wie etwa Desktop-Computern, Server-Computern oder so weiter, reicht. Das System 1100 beinhaltet verschiedene elektrische ICs und mehrere photonische ICs. Insbesondere beinhaltet, wie gezeigt, eine erste elektrische IC 1105, die als eine CMOS-IC implementiert sein kann, mehrere Treiber 1108_1-n. Obwohl Ausführungsformen in dieser Hinsicht nicht beschränkt sind, wird angenommen, dass die IC 1100 ein SoC oder ein anderer Prozessor ist. Die Treiber 1108 können implementiert sein, um eingehende Daten oder andere Informationen von einer Quellenschaltung innerhalb der IC 1105, wie etwa einem Verarbeitungskern oder einer anderen Quellenschaltung, zu empfangen. Im Gegenzug kommunizieren Treiber 1108 Informationen elektrisch an mehrere Ringmodulatoren 1114_1-n, die auf einer ersten Silicium-Photonik-IC (SiPh) 1110 eingerichtet sind. Die photonische IC 1110 beinhaltet eine Senderschaltungsanordnung einschließlich eines Mehrwellenlängen-DFB-Lasers 1112 gemäß einer Ausführungsform, um optische Energie mehrerer Wellenlängen effizient zu erzeugen.
Die Ringmodulatoren 1114 können jeweils dazu konfiguriert sein, eingehende Informationen auf ein optisches Trägersignal einer gegebenen Wellenlänge zu modulieren. Im Gegenzug werden die modulierten optischen Signale in einem optischen Verstärker 1116 verstärkt, der als ein optischer Halbleiterverstärker (SOA) implementiert sein kann.
Die Informationen, die von der IC 1110 kommuniziert werden, können über einen oder mehrere Koppler 1118 mit einem optischen Interconnect 1120 gekoppelt werden, das als eine oder mehrere Glasfasern gezeigt ist. Im Gegenzug koppelt das optische Interconnect 1120 über einen oder mehrere andere Koppler 1119 mit einer anderen SiPh-IC 1120, die in dieser Veranschaulichung eine Empfängerschaltungsanordnung beinhaltet. Wie gezeigt, sind mehrere Demultiplexer 1124_1-n bereitgestellt, um die modulierten optischen Informationen einer gegebenen Wellenlänge zu empfangen, die dann in Photodetektoren 1125 in elektrische Informationen umgewandelt werden können, die wiederum einer anderen elektrischen IC 1130 bereitgestellt werden. Bei einer Ausführungsform beinhaltet die zweite elektrische IC 1130, die als CMOS-IC implementiert sein kann, mehrere Transimpedanzverstärker 1132_1-n. Obwohl Ausführungsformen in dieser Hinsicht nicht beschränkt sind, kann die IC 1130 ein anderes SoC, ein Speicher für die IC 1110 oder eine andere derartige elektrische Schaltung sein. Obgleich bei der Ausführungsform von 11 auf dieser hohen Ebene gezeigt, versteht sich, dass viele Variationen und Alternativen möglich sind. Natürlich kann diese Steuerschaltungsanordnung stattdessen in einer elektrischen IC (wie etwa der CMOS-IC 1105) vorhanden sein.
Unter Bezugnahme auf 11B ist eine Blockdiagrammdarstellung eines Systems 1100' gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Das System 1100' kann allgemein gleich wie das System 1100 von 11A konfiguriert sein, und dementsprechend gilt die gleiche Nummerierung. Bei dieser Implementierung werden jedoch elektrische und optische ICs in entsprechenden Packages 1101, 1102 implementiert, die über das optische Interconnect 1120 gekoppelt sind. Es wird angemerkt, dass bei verschiedenen Implementierungen unterschiedliche Arten des Packaging von CMOS- und SiPh-ICs realisiert werden können, einschließlich gemeinsames Packaging mehrerer Dies dieser ICs in ein gemeinsames Package, sodass ein einziges Package einen oder mehrere CMOS-Dies und einen oder mehrere SiPh-Dies beinhaltet.
Unter Bezugnahme auf 12 ist ein Blockdiagramm eines Systems 1200 gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Das System 1200 kann eine beliebige Art von Rechenvorrichtung sein und kann in einer Ausführungsform ein Serversystem, wie etwa eine Edge-Plattform, sein. Das System 1200 beinhaltet mehrere CPUs 1210a, 1210b, die wiederum mit jeweiligen Systemspeichern 1220a, 1220b gekoppelt sind, die bei Ausführungsformen als DDR(Double Data Rate)-Speicher implementiert sein können. Es sei angemerkt, dass die CPUs 1210 über ein Interconnect-System 1215 miteinander gekoppelt sein können, das bei einer Ausführungsform ein optisches Interconnect sein kann, das mit einer optischen Schaltungsanordnung (die in den CPUs 1210 enthalten oder mit diesen gekoppelt sein kann) einschließlich Lasern mit Wellenleitern und Gittern, wie hier beschrieben, kommuniziert.
Um kohärente Beschleunigervorrichtungen und/oder intelligente Adaptervorrichtungen über möglicherweise mehrere Kommunikationsprotokolle mit CPUs 1210 koppeln zu können, können mehrere Interconnects 1230a1-b2 vorhanden sein. Bei einer Ausführungsform kann jedes Interconnect 1230 eine gegebene Instanz eines Compute-Express-Link(CXL)-Interconnect sein.
Bei der gezeigten Ausführungsform koppeln jeweilige CPUs 1210 mit entsprechenden feldprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGAs)/Beschleunigervorrichtungen 1250a, 1250b (die bei einer Ausführungsform Grafikverarbeitungseinheiten (GPUs) beinhalten können). Außerdem koppeln die CPUs 1210 auch mit intelligenten Netzwerkschnittstellenschaltungs(NIC)-Vorrichtungen 1260a, 1260b. Im Gegenzug koppeln die intelligenten NIC-Vorrichtungen 1260a, 1260b mit Schaltern 1280a, 1280b, die wiederum mit einem gebündelten Speicher 1290a, 1290b, wie etwa einem persistenten Speicher, koppeln.
Die folgenden Beispiele betreffen weitere Ausführungsformen.
In einem Beispiel beinhaltet eine Einrichtung Folgendes: einen Prozessor zum Erzeugen eines ersten elektrischen Signals, das erste Daten umfasst, und eines zweiten elektrischen Signals, das zweite Daten umfasst; einen Laser zum Erzeugen eines gemultiplexten Trägersignals, das ein erstes Trägersignal und ein zweites Trägersignal umfasst, wobei die Laserschaltung zum Arbeiten bei einer ersten Laserleistungseinstellung ausgelegt ist; und einen Modulator, der mit dem Prozessor und dem Laser gekoppelt ist, wobei der Modulator zum Erzeugen eines gemultiplexten optischen Signals ausgelegt ist, das ein erstes optisches Signal, das teilweise auf dem ersten elektrischen Signal und dem ersten Trägersignal basiert, und ein zweites optisches Signal, das teilweise auf dem zweiten elektrischen Signal und dem zweiten Trägersignal basiert, umfasst, wobei die Einrichtung ausgelegt ist zum Übertragen des gemultiplexten optischen Signals an eine Vorrichtung und zum erneuten Übertragen der ersten Daten an die Vorrichtung basierend auf einer Detektion eines Fehlers in einer empfangenen Version der ersten Daten an der Vorrichtung.
Bei einem Beispiel ist die Einrichtung ausgelegt zum Empfangen einer Neuübertragungsanforderung für die ersten Daten von der Vorrichtung basierend auf der Detektion eines Fehlers in der empfangenen Version der ersten Daten an der Vorrichtung.
In einem Beispiel ist die erste Laserleistungseinstellung mit einer ersten Fehlerwahrscheinlichkeit assoziiert, die mit einer Übertragung von Daten von der Einrichtung an die Vorrichtung assoziiert ist, und der Fehler in der empfangenen Version der ersten Daten wird anschließend an eine Durchführung einer Fehlerkorrektur an der empfangenen Version der ersten Daten gemäß der ersten Wahrscheinlichkeit detektiert.
Bei einem Beispiel ist die erste Fehlerwahrscheinlichkeit, die mit der Übertragung von Daten von der Einrichtung an die Vorrichtung assoziiert ist, höher als eine Zielfehlerwahrscheinlichkeit, die mit der Übertragung von Daten von der Einrichtung an die Vorrichtung assoziiert ist.
In einem Beispiel erfüllt die erneute Übertragung der ersten Daten an die Vorrichtung basierend auf der Detektion eines Fehlers in einer empfangenen Version der ersten Daten an der Vorrichtung zumindest die Zielfehlerwahrscheinlichkeit.
In einem Beispiel ist die Zielfehlerwahrscheinlichkeit mit der Übertragung von Daten von der Einrichtung an die Vorrichtung bei einer zweiten Laserleistungseinstellung des Lasers assoziiert, wobei die zweite Laserleistungseinstellung höher als die erste Laserleistungseinstellung ist.
In einem Beispiel kann die Zielfehlerwahrscheinlichkeit bei keiner Laserleistungseinstellung des Lasers ohne die erneute Übertragung der ersten Daten an die Vorrichtung erfüllt werden.
Bei einem Beispiel ist die Einrichtung ausgelegt zum Empfangen einer Bestätigung, die mit den zweiten Daten assoziiert ist, von der Vorrichtung, wobei die Bestätigung auf einer Detektion keines Fehlers in einer empfangenen Version der zweiten Daten basiert.
In einem Beispiel beinhaltet ein maschinenlesbares Medium darauf gespeicherte Anweisungen, die bei Durchführung durch eine Maschine die Maschine zu Folgendem veranlassen: Empfangen, an einer ersten Vorrichtung, eines gemultiplexten optischen Signals, umfassend ein erstes optisches Signal, das teilweise auf einem ersten Trägersignal und einem ersten elektrischen Signal basiert, das erste Daten umfasst, und ein zweites optisches Signal, das teilweise auf einem zweiten Trägersignal und einem zweiten elektrischen Signal basiert, das zweite Daten umfasst, von einer zweiten Vorrichtung, wobei das erste und das zweite Trägersignal durch einen Laser, der bei einer ersten Laserleistungseinstellung arbeitet, an der zweiten Vorrichtung erzeugt werden, und das erste und das zweite elektrische Signal durch einen Prozessor an der zweiten Vorrichtung erzeugt werden; Durchführen einer Fehlerkorrektur an einer empfangenen Version der ersten Daten teilweise basierend auf der empfangenen Version des ersten optischen Signals gemäß einer ersten Fehlerwahrscheinlichkeit, die mit einer Übertragung von Daten von der zweiten Vorrichtung an die erste Vorrichtung bei der ersten Laserleistungseinstellung assoziiert ist, um eine korrigierte Version der ersten Daten an der ersten Vorrichtung zu erzeugen; Detektieren eines Fehlers in der korrigierten Version der ersten Daten an der ersten Vorrichtung; und Empfangen einer erneuten Übertragung der ersten Daten von der zweiten Vorrichtung an der ersten Vorrichtung.
In einem Beispiel beinhaltet das maschinenlesbare Medium Anweisungen zum Bewirken, dass die Maschine eine Neuübertragungsanforderung, die mit den ersten Daten assoziiert ist, von der ersten Vorrichtung an die zweite Vorrichtung überträgt.
In einem Beispiel beinhaltet das maschinenlesbare Medium Anweisungen zum Bewirken, dass die Maschine eine Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) mit niedriger Latenz an der empfangenen Version der ersten Daten gemäß der ersten Fehlerwahrscheinlichkeit durchführt.
In einem Beispiel beinhaltet das maschinenlesbare Medium Anweisungen zum Bewirken, dass die Maschine eine Fehlerkorrektur an der empfangenen Version der ersten Daten gemäß der ersten Fehlerwahrscheinlichkeit durchführt, wobei die erste Fehlerwahrscheinlichkeit auf einer Bitfehlerrate (BER) basiert, die mit der Übertragung von Daten von der zweiten Vorrichtung an die erste Vorrichtung bei der ersten Laserleistungseinstellung assoziiert ist.
In einem Beispiel beinhaltet das maschinenlesbare Medium Anweisungen zum Bewirken, dass die Maschine mindestens eine Zielfehlerwahrscheinlichkeit erfüllt, durch Durchführen der Fehlerkorrektur an der empfangenen Version der ersten Daten gemäß der ersten Fehlerwahrscheinlichkeit, die Detektion des Fehlers in der korrigierten Version der ersten Daten und den Empfang der erneuten Übertragung der ersten Daten von der zweiten Vorrichtung an der ersten Vorrichtung, wobei die Zielfehlerwahrscheinlichkeit niedriger als diese erste Fehlerwahrscheinlichkeit ist.
In einem Beispiel beinhaltet das maschinenlesbare Medium Anweisungen zum Bewirken, dass die Maschine zumindest die Zielfehlerwahrscheinlichkeit erfüllt, wobei die Zielfehlerwahrscheinlichkeit mit der Übertragung von Daten von der zweiten Vorrichtung an die erste Vorrichtung bei einer zweiten Laserleistungseinstellung des Lasers assoziiert ist, wobei die zweite Laserleistungseinstellung höher als die erste Laserleistungseinstellung ist.
In einem Beispiel beinhaltet das maschinenlesbare Medium Anweisungen zum Bewirken, dass die Maschine zumindest die Zielfehlerwahrscheinlichkeit erfüllt, wobei die Zielfehlerwahrscheinlichkeit, die mit der Übertragung von Daten von der zweiten Vorrichtung an die erste Vorrichtung assoziiert ist, bei keiner Laserleistungseinstellung des Lasers ohne die erneute Übertragung der ersten Daten erfüllt werden kann.
In einem Beispiel beinhaltet das maschinenlesbare Medium Anweisungen, um die Maschine zu Folgendem zu veranlassen: Erzeugen, an der ersten Vorrichtung, einer empfangenen Version des ersten elektrischen Signals basierend auf der empfangenen Version des ersten optischen Signals; und Durchführen einer Fehlerkorrektur an der empfangenen Version des elektrischen Signals gemäß der ersten Fehlerwahrscheinlichkeit an der ersten Vorrichtung, um eine korrigierte Version des ersten elektrischen Signals zu erzeugen, wobei die Detektion des Fehlers in der korrigierten Version der ersten Daten eine Detektion eines Fehlers in der korrigierten Version des ersten elektrischen Signals an der ersten Vorrichtung umfasst.
In einem Beispiel beinhaltet das maschinenlesbare Medium Anweisungen, um die Maschine zu Folgendem zu veranlassen: Durchführen einer Fehlerkorrektur an einer empfangenen Version der zweiten Daten basierend auf der empfangenen Version des zweiten optischen Signals gemäß der ersten Fehlerwahrscheinlichkeit, um eine korrigierte Version der zweiten Daten an der ersten Vorrichtung zu erzeugen; Detektieren keines Fehlers in der korrigierten Version der zweiten Daten an der ersten Vorrichtung; und Verwenden der korrigierten Version der zweiten Daten an der ersten Vorrichtung.
In einem Beispiel beinhaltet ein System Folgendes: eine erste Vorrichtung, die Folgendes beinhaltet: einen ersten Prozessor zum Erzeugen eines ersten elektrischen Signals, das erste Daten umfasst, und eines zweiten elektrischen Signals, das zweite Daten umfasst; einen Laser zum Erzeugen eines gemultiplexten Trägersignals, das ein erstes Trägersignal und ein zweites Trägersignal umfasst, wobei der Laser zum Arbeiten bei einer ersten Laserleistungseinstellung ausgelegt ist, die mit einer ersten Fehlerwahrscheinlichkeit assoziiert ist, die mit einer Übertragung von Daten von der ersten Vorrichtung an eine zweite Vorrichtung assoziiert ist, wobei die erste Fehlerwahrscheinlichkeit größer als eine Zielfehlerwahrscheinlichkeit ist; und einen Modulator, der mit dem Prozessor und dem Laser gekoppelt ist, wobei der Modulator ausgelegt ist zum Erzeugen eines gemultiplexten optischen Signals, das ein erstes optisches Signal teilweise basierend auf dem ersten elektrischen Signal und dem ersten Trägersignal und ein zweites optisches Signal teilweise basierend auf dem zweiten elektrischen Signal und dem zweiten Trägersignal umfasst, wobei die erste Vorrichtung ausgelegt ist zum Übertragen des gemultiplexten optischen Signals an die zweite Vorrichtung; und wobei die zweite Vorrichtung optisch mit der ersten Vorrichtung gekoppelt ist, wobei die zweite Vorrichtung ausgelegt ist zum Empfangen des gemultiplexten optischen Signals und Folgendes beinhaltet: einen zweiten Prozessor; ein Add-Drop-Filter zum Erzeugen einer empfangenen Version des ersten elektrischen Signals basierend auf einer empfangenen Version des ersten optischen Signals; und einen Fehlermanager, der mit dem Add-Drop-Filter und dem zweiten Prozessor gekoppelt ist, wobei der Fehlermanager ausgelegt ist zum Durchführen einer Fehlerkorrektur an der empfangenen Version des ersten elektrischen Signals gemäß der ersten Fehlerwahrscheinlichkeit, um eine korrigierte Version des ersten elektrischen Signals an der zweiten Vorrichtung zu erzeugen.
In einem Beispiel ist der Fehlermanager ausgelegt zum Detektieren eines Fehlers in der korrigierten Version des ersten elektrischen Signals, der zweite Prozessor ist ausgelegt zum Übertragen einer Neuübertragungsanforderung, die mit den ersten Daten assoziiert ist, an die erste Vorrichtung und die erste Vorrichtung ist ausgelegt zum erneuten Übertragen der ersten Daten an die zweite Vorrichtung.
In einem Beispiel ist die zweite Vorrichtung ausgelegt zum Verwenden der korrigierten Version des ersten elektrischen Signals einschließlich der ersten Daten.
Es sei angemerkt, dass die Begriffe „Schaltung“ und „Schaltungsanordnung“ hier austauschbar verwendet werden. Wie hierin verwendet, werden diese Begriffe und der Begriff „Logik“ verwendet, um allein oder in einer beliebigen Kombination auf analoge Schaltungsanordnungen, digitale Schaltungsanordnungen, festverdrahtete Schaltungsanordnungen, programmierbare Schaltungsanordnungen, Prozessorschaltungsanordnungen, Mikrocontrollerschaltungsanordnungen, Hardwarelogikschaltungsanordnungen, Zustandsmaschinenschaltungsanordnungen und/oder eine beliebige andere Art physischer Hardwarekomponenten zu verweisen. Ausführungsformen können in vielen verschiedenen Arten von Systemen verwendet werden. Bei einer Ausführungsform kann zum Beispiel eine Kommunikationsvorrichtung angeordnet sein, um die verschiedenen hierin beschriebenen Verfahren und Techniken durchzuführen. Natürlich ist der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht auf eine Kommunikationsvorrichtung beschränkt und stattdessen können andere Ausführungsformen auf andere Arten von Einrichtungen zum Verarbeiten von Anweisungen oder ein oder mehrere maschinenlesbare Medien gerichtet sein, die Anweisungen beinhalten, die als Reaktion darauf, dass sie auf einer Rechenvorrichtung ausgeführt werden, bewirken, dass die Vorrichtung eines oder mehrere der hierin beschriebenen Verfahren und Techniken ausführt.
Ausführungsformen können in Code implementiert sein und können auf einem nichtflüchtigen Speichermedium gespeichert sein, auf dem Befehle gespeichert sind, die verwendet werden können, um ein System zum Durchführen der Befehle zu programmieren. Ausführungsformen können auch in Daten implementiert sein und können auf einem nichtflüchtigen Speichermedium gespeichert sein, das, wenn es von mindestens einer Maschine verwendet wird, bewirkt, dass die mindestens eine Maschine mindestens eine integrierte Schaltung herstellt, um eine oder mehrere Operationen durchzuführen. Noch weitere Ausführungsformen können in einem computerlesbaren Speichermedium implementiert sein, das Informationen beinhaltet, die, wenn in ein SoC oder einen anderen Prozessor integriert werden, dazu ausgelegt sind, das SoC oder den anderen Prozessor zum Durchführen einer oder mehrerer Operationen zu konfigurieren. Das Speichermedium kann irgendeinen Plattentyp einschließlich Diskette, optische Platten, Festkörperlaufwerke (SSDs), Compact Disc Read-Only Memories (CD-ROMs), wiederbeschreibbare Compact Discs (CD-RWs) und magneto-optische Laufwerke, Halbleiterbauelemente wie schreibgeschützte Speicher (ROMs), Direktzugriffsspeicher (RAMs) wie dynamische Direktzugriffsspeicher (DRAMs), statische Direktzugriffsspeicher (SRAMs), löschbare programmierbare schreibgeschützte Speicher (EPROMs), Flash-Speicher, elektrisch löschbare programmierbare schreibgeschützte Speicher (EEPROMs), magnetische oder optische Karten oder irgendeinen anderen, zur Speicherung von elektronischen Anweisungen geeigneten Medientyp enthalten, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf eine begrenzte Anzahl von Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann zahlreiche Modifikationen und Varianten davon zu würdigen wissen. Es ist beabsichtigt, dass die angehängten Ansprüche alle solchen Modifikationen und Varianten, wie sie in den wahren Geist und Schutzumfang dieser vorliegenden Erfindung fallen, abdecken.

Claims

Einrichtung, umfassend: einen Prozessor zum Erzeugen eines ersten elektrischen Signals, das erste Daten umfasst, und eines zweiten elektrischen Signals, das zweite Daten umfasst; einen Laser zum Erzeugen eines gemultiplexten Trägersignals, das ein erstes Trägersignal und ein zweites Trägersignal umfasst, wobei die Laserschaltung zum Arbeiten bei einer ersten Laserleistungseinstellung ausgelegt ist; und einen Modulator, der mit dem Prozessor und dem Laser gekoppelt ist, wobei der Modulator zum Erzeugen eines gemultiplexten optischen Signals ausgelegt ist, das ein erstes optisches Signal, das teilweise auf dem ersten elektrischen Signal und dem ersten Trägersignal basiert, und ein zweites optisches Signal, das teilweise auf dem zweiten elektrischen Signal und dem zweiten Trägersignal basiert, umfasst, wobei die Einrichtung ausgelegt ist zum Übertragen des gemultiplexten optischen Signals an eine Vorrichtung und zum erneuten Übertragen der ersten Daten an die Vorrichtung basierend auf einer Detektion eines Fehlers in einer empfangenen Version der ersten Daten an der Vorrichtung.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung ausgelegt ist zum Empfangen einer Neuübertragungsanforderung für die ersten Daten von der Vorrichtung basierend auf der Detektion eines Fehlers in der empfangenen Version der ersten Daten an der Vorrichtung.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-2, wobei die erste Laserleistungseinstellung mit einer ersten Fehlerwahrscheinlichkeit assoziiert ist, die mit einer Übertragung von Daten von der Einrichtung an die Vorrichtung assoziiert ist, und der Fehler in der empfangenen Version der ersten Daten anschließend an eine Durchführung einer Fehlerkorrektur an der empfangenen Version der ersten Daten gemäß der ersten Wahrscheinlichkeit detektiert wird.
Einrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste Fehlerwahrscheinlichkeit, die mit der Übertragung von Daten von der Einrichtung an die Vorrichtung assoziiert ist, höher als eine Zielfehlerwahrscheinlichkeit ist, die mit der Übertragung von Daten von der Einrichtung an die Vorrichtung assoziiert ist.
Einrichtung nach Anspruch 4, wobei die erneute Übertragung der ersten Daten an die Vorrichtung basierend auf der Detektion eines Fehlers in einer empfangenen Version der ersten Daten an der Vorrichtung zumindest die Zielfehlerwahrscheinlichkeit erfüllt.
Einrichtung nach Anspruch 5, wobei die Zielfehlerwahrscheinlichkeit mit der Übertragung von Daten von der Einrichtung an die Vorrichtung bei einer zweiten Laserleistungseinstellung des Lasers assoziiert ist, wobei die zweite Laserleistungseinstellung höher als die erste Laserleistungseinstellung ist.
Einrichtung nach Anspruch 5, wobei die Zielfehlerwahrscheinlichkeit bei keiner Laserleistungseinstellung des Lasers ohne die erneute Übertragung der ersten Daten an die Vorrichtung erfüllt werden kann.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, ausgelegt zum Empfangen einer Bestätigung, die mit den zweiten Daten assoziiert ist, von der Vorrichtung, wobei die Bestätigung auf einer Detektion keines Fehlers in einer empfangenen Version der zweiten Daten basiert.
Verfahren, umfassend: Empfangen, an einer ersten Vorrichtung, eines gemultiplexten optischen Signals, umfassend ein erstes optisches Signal, das teilweise auf einem ersten Trägersignal und einem ersten elektrischen Signal basiert, das erste Daten umfasst, und ein zweites optisches Signal, das teilweise auf einem zweiten Trägersignal und einem zweiten elektrischen Signal basiert, das zweite Daten umfasst, von einer zweiten Vorrichtung, wobei das erste und das zweite Trägersignal durch einen Laser, der bei einer ersten Laserleistungseinstellung arbeitet, an der zweiten Vorrichtung erzeugt werden, und das erste und das zweite elektrische Signal durch einen Prozessor an der zweiten Vorrichtung erzeugt werden; Durchführen einer Fehlerkorrektur an einer empfangenen Version der ersten Daten teilweise basierend auf der empfangenen Version des ersten optischen Signals gemäß einer ersten Fehlerwahrscheinlichkeit, die mit einer Übertragung von Daten von der zweiten Vorrichtung an die erste Vorrichtung bei der ersten Laserleistungseinstellung assoziiert ist, um eine korrigierte Version der ersten Daten an der ersten Vorrichtung zu erzeugen; Detektieren eines Fehlers in der korrigierten Version der ersten Daten an der ersten Vorrichtung; und Empfangen einer erneuten Übertragung der ersten Daten von der zweiten Vorrichtung an der ersten Vorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend Anweisungen zum Bewirken, dass die Maschine eine Neuübertragungsanforderung, die mit den ersten Daten assoziiert ist, von der ersten Vorrichtung an die zweite Vorrichtung überträgt.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend Anweisungen zum Bewirken, dass die Maschine eine Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) mit niedriger Latenz an der empfangenen Version der ersten Daten gemäß der ersten Fehlerwahrscheinlichkeit durchführt.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend Anweisungen zum Bewirken, dass die Maschine eine Fehlerkorrektur an der empfangenen Version der ersten Daten gemäß der ersten Fehlerwahrscheinlichkeit durchführt, wobei die erste Fehlerwahrscheinlichkeit auf einer Bitfehlerrate (BER) basiert, die mit der Übertragung von Daten von der zweiten Vorrichtung an die erste Vorrichtung bei der ersten Laserleistungseinstellung assoziiert ist.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend Anweisungen zum Bewirken, dass die Maschine mindestens eine Zielfehlerwahrscheinlichkeit erfüllt, durch Durchführen der Fehlerkorrektur an der empfangenen Version der ersten Daten gemäß der ersten Fehlerwahrscheinlichkeit, die Detektion des Fehlers in der korrigierten Version der ersten Daten und den Empfang der erneuten Übertragung der ersten Daten von der zweiten Vorrichtung an der ersten Vorrichtung, wobei die Zielfehlerwahrscheinlichkeit niedriger als diese erste Fehlerwahrscheinlichkeit ist.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend Anweisungen zum Bewirken, dass die Maschine zumindest die Zielfehlerwahrscheinlichkeit erfüllt, wobei die Zielfehlerwahrscheinlichkeit mit der Übertragung von Daten von der zweiten Vorrichtung an die erste Vorrichtung bei einer zweiten Laserleistungseinstellung des Lasers assoziiert ist, wobei die zweite Laserleistungseinstellung höher als die erste Laserleistungseinstellung ist.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend Anweisungen zum Bewirken, dass die Maschine zumindest die Zielfehlerwahrscheinlichkeit erfüllt, wobei die Zielfehlerwahrscheinlichkeit, die mit der Übertragung von Daten von der zweiten Vorrichtung an die erste Vorrichtung assoziiert ist, bei keiner Laserleistungseinstellung des Lasers ohne die erneute Übertragung der ersten Daten erfüllt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend Anweisungen, um die Maschine zu Folgendem zu veranlassen: Erzeugen, an der ersten Vorrichtung, einer empfangenen Version des ersten elektrischen Signals basierend auf der empfangenen Version des ersten optischen Signals; und Durchführen einer Fehlerkorrektur an der empfangenen Version des elektrischen Signals gemäß der ersten Fehlerwahrscheinlichkeit an der ersten Vorrichtung, um eine korrigierte Version des ersten elektrischen Signals zu erzeugen, wobei die Detektion des Fehlers in der korrigierten Version der ersten Daten eine Detektion eines Fehlers in der korrigierten Version des ersten elektrischen Signals an der ersten Vorrichtung umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9-16, ferner umfassend: Durchführen einer Fehlerkorrektur an einer empfangenen Version der zweiten Daten basierend auf der empfangenen Version des zweiten optischen Signals gemäß der ersten Fehlerwahrscheinlichkeit, um eine korrigierte Version der zweiten Daten an der ersten Vorrichtung zu erzeugen; Detektieren keines Fehlers in der korrigierten Version der zweiten Daten an der ersten Vorrichtung; und Verwenden der korrigierten Version der zweiten Daten an der ersten Vorrichtung.
Computerprogramm, das Anweisungen umfasst, die, wenn das Programm durch einen Computer ausgeführt wird, den Computer dazu veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 9-17 auszuführen.
System, umfassend: eine erste Vorrichtung, umfassend: einen ersten Prozessor zum Erzeugen eines ersten elektrischen Signals, das erste Daten umfasst, und eines zweiten elektrischen Signals, das zweite Daten umfasst; einen Laser zum Erzeugen eines gemultiplexten Trägersignals, das ein erstes Trägersignal und ein zweites Trägersignal umfasst, wobei der Laser zum Arbeiten bei einer ersten Laserleistungseinstellung ausgelegt ist, die mit einer ersten Fehlerwahrscheinlichkeit assoziiert ist, die mit einer Übertragung von Daten von der ersten Vorrichtung an eine zweite Vorrichtung assoziiert ist, wobei die erste Fehlerwahrscheinlichkeit größer als eine Zielfehlerwahrscheinlichkeit ist; und einen Modulator, der mit dem Prozessor und dem Laser gekoppelt ist, wobei der Modulator ausgelegt ist zum Erzeugen eines gemultiplexten optischen Signals, das ein erstes optisches Signal teilweise basierend auf dem ersten elektrischen Signal und dem ersten Trägersignal und ein zweites optisches Signal teilweise basierend auf dem zweiten elektrischen Signal und dem zweiten Trägersignal umfasst, wobei die erste Vorrichtung ausgelegt ist zum Übertragen des gemultiplexten optischen Signals an die zweite Vorrichtung; und wobei die zweite Vorrichtung optisch mit der ersten Vorrichtung gekoppelt ist, wobei die zweite Vorrichtung ausgelegt ist zum Empfangen des gemultiplexten optischen Signals und Folgendes umfasst: einen zweiten Prozessor; ein Add-Drop-Filter zum Erzeugen einer empfangenen Version des ersten elektrischen Signals basierend auf einer empfangenen Version des ersten optischen Signals; und einen Fehlermanager, der mit dem Add-Drop-Filter und dem zweiten Prozessor gekoppelt ist, wobei der Fehlermanager ausgelegt ist zum Durchführen einer Fehlerkorrektur an der empfangenen Version des ersten elektrischen Signals gemäß der ersten Fehlerwahrscheinlichkeit, um eine korrigierte Version des ersten elektrischen Signals an der zweiten Vorrichtung zu erzeugen.
System nach Anspruch 19, wobei der Fehlermanager ausgelegt ist zum Detektieren eines Fehlers in der korrigierten Version des ersten elektrischen Signals, der zweite Prozessor ist ausgelegt zum Übertragen einer Neuübertragungsanforderung, die mit den ersten Daten assoziiert ist, an die erste Vorrichtung und die erste Vorrichtung ist ausgelegt zum erneuten Übertragen der ersten Daten an die zweite Vorrichtung.
System nach Anspruch 20, wobei die zweite Vorrichtung ausgelegt ist zum Verwenden der korrigierten Version des ersten elektrischen Signals einschließlich der ersten Daten.
Einrichtung, umfassend: ein Prozessormittel zum Erzeugen eines ersten elektrischen Signals, das erste Daten umfasst, und eines zweiten elektrischen Signals, das zweite Daten umfasst; ein Lasermittel zum Erzeugen eines gemultiplexten Trägersignals, das ein erstes Trägersignal und ein zweites Trägersignal umfasst, wobei das Lasermittel ausgelegt ist zum Arbeiten bei einer ersten Laserleistungseinstellung; und ein Modulatormittel zum Erzeugen eines gemultiplexten optischen Signals ausgelegt ist, das ein erstes optisches Signal, das teilweise auf dem ersten elektrischen Signal und dem ersten Trägersignal basiert, und ein zweites optisches Signal, das teilweise auf dem zweiten elektrischen Signal und dem zweiten Trägersignal basiert, umfasst, wobei die Einrichtung ausgelegt ist zum Übertragen des gemultiplexten optischen Signals an eine Vorrichtung und zum erneuten Übertragen der ersten Daten an die Vorrichtung basierend auf einer Detektion eines Fehlers in einer empfangenen Version der ersten Daten an der Vorrichtung.
Einrichtung nach Anspruch 22, wobei die Einrichtung ausgelegt ist zum Empfangen einer Neuübertragungsanforderung für die ersten Daten von der Vorrichtung basierend auf der Detektion eines Fehlers in der empfangenen Version der ersten Daten an der Vorrichtung.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 22-23, wobei die erste Laserleistungseinstellung mit einer ersten Fehlerwahrscheinlichkeit assoziiert ist, die mit einer Übertragung von Daten von der Einrichtung an die Vorrichtung assoziiert ist, und der Fehler in der empfangenen Version der ersten Daten anschließend an eine Durchführung einer Fehlerkorrektur an der empfangenen Version der ersten Daten gemäß der ersten Wahrscheinlichkeit detektiert wird.
Einrichtung nach Anspruch 24, wobei die erste Fehlerwahrscheinlichkeit, die mit der Übertragung von Daten von der Einrichtung an die Vorrichtung assoziiert ist, höher als eine Zielfehlerwahrscheinlichkeit ist, die mit der Übertragung von Daten von der Einrichtung an die Vorrichtung assoziiert ist.