為此，VPIphotonics 提供了800G和1.6T數據速率技術的仿真解決方案，幫助用戶在未來的技術發展中處于領先地位。這些解決方案集成在一個靈活的軟件環境中，支持與第三方仿真、編程軟件和測量設備的互操作性。

VPIphotonics的仿真技術和專業設計功能，涵蓋鏈路工程、傳輸設計、組件設計和器件仿真四個主要領域，并可以在一個統一的工作流程中協同使用，從而加速光子和光學技術的開發，以滿足日益嚴苛的應用需求。

雖然各個抽象層次的解決方案可以提供集成的仿真工作流程，但光學傳輸設計解決方案更側重于研究和優化系統技術。此類解決方案適用于各種系統，包括從短距離數據中心內部連接到超長距離傳輸系統的收發器鏈路。

傳輸系統仿真解決方案還可以用于評估新型組件和子系統設計在整體系統中的表現。VPItransmissionMaker? Optical Systems可用于解決因傳輸引起的損傷問題，并通過DSP或FEC等技術評估這些問題的緩解策略。此外，它還能夠通過模擬不同的數據速率、調制格式和并行化策略的性能，幫助比較不同技術選擇。

在這一層級，VPIlabExpert?使您能夠將仿真直接連接到實驗室設備，將VPIphotonics仿真環境中生成的信號發送到AWG或BPG，并通過實時或等效時間采樣示波器接收并捕獲信號，進行進一步的處理和分析。例如，這使您能夠在投入更多時間和資源開發或購買DSP芯片之前，通過將物理收發器的輸出作為輸入，連接到模擬DSP鏈，從而研究特定DSP算法對實際收發器性能的影響。

800GBASE – FR4是一種新興的物理層光學標準，適用于短距離應用中的高速數據傳輸，特別是以太網和數據中心互連。

在VPItransmissionMaker? Optical Systems中提供了一個基于800G可插拔MSA技術規范的仿真示例，采用四級脈沖幅度調制（PAM-4）格式，波特率為 112.5 GBaud，傳輸距離可達 2 公里，使用標準單模光纖（SSMF）。系統包含四個通道，利用波長分復用（WDM）技術，并使用基于 Reed-Solomon 碼的前向糾錯（FEC）方案。根據用戶需求，也可以應用級聯的 FEC 方案。下圖展示了該系統的示意圖。

VPItransmissionMaker? Optical Systems采用分層設計方法，使您能夠隱藏PAM-4發射器等特定模塊的復雜細節。如果需要了解模塊的詳細工作原理或進行更深入的優化，只需右鍵點擊模塊并選擇“查看內部結構”。在PAM-4調制方式中，每個符號通過四個不同的幅度級來表示兩個比特，降低符號速率和帶寬需求。PAM-4作為一種高效的調制格式，在提升數據速率的同時也帶來了對噪聲和非線性敏感性的挑戰。因此設計者需要精心設計和優化以保持信號完整性。

在每個發射器中，帶寬是通過電 PAM-4 信號對光載波進行調制來確定的。這個過程涉及到電吸收（EA）調制器。調制器的頻率響應限制和PAM-4驅動信號的特性都會影響帶寬。激光源在O波段工作，提供光載波，其參數（包括波長、線寬和功率）可以通過VPIphotonics Design Suite進一步探索和優化。在發射端，FEC編碼器會向傳輸的數據添加冗余信息或校驗位。以便接收端的FEC解碼器利用這些信息檢測和糾正錯誤。

在發射端，在多路復用四個發射器信號后，WDM信號通過SSMF傳播。仿真中使用的通用光纖模型可以計算信號在光纖中雙向傳播的情況，并考慮諸如衰減、色散、自相位和交叉相位調制、四波混頻、布里淵散射、拉曼散射等傳輸效應。在接收端，使用帶通濾波器來選擇目標通道，模擬解復用器的行為。用戶可以根據實際測量結果調整濾波器設置，以匹配解復用器的傳遞函數，從而精確獲取目標信號。濾波后的信號由光電二極管檢測，考慮到響應度、熱噪聲、散粒噪聲等相關參數。完成時鐘恢復后，通過直接統計錯誤數量或使用統計方法來估算誤碼率（BER）。系統會在FEC解碼前后分別計算BER，以比較和分析FEC的性能提升效果。

在光通信系統的仿真中，幾種通用信號分析器用于幫助可視化整個過程中光或電信號的表現。在仿真完成后，結果會以多種圖表的形式展示。“Tx Optical Spectrum”顯示多路復用后的四個通道的傳輸光譜。數值圖表表示當調整發射器帶寬時，在FEC編碼前后的BER估計情況。需要注意的是，如果BER在圖表中的FEC閾值以下，則系統可以實現“無誤碼”性能。“Received Signal”顯示在BER估算前接收信號的眼圖。用戶還可以根據需要選擇特定迭代（例如50 GHz、55 GHz等）的接收信號進行查看。

VPIphotonics公司提供的工具套件極為全面且深入，覆蓋了從集成光子器件設計到復雜光網絡構建的多個不同抽象層級，精準對接客戶多元化的需求。

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