Zanim zrozumiesz technologię PAM4, czym jest technologia modulacji? Technologia modulacji to technika konwersji sygnałów pasma podstawowego (surowych sygnałów elektrycznych) na sygnały transmisyjne. Aby zapewnić skuteczność komunikacji i przezwyciężyć problemy w transmisji sygnału na duże odległości, konieczne jest przeniesienie widma sygnału do kanału o wysokiej częstotliwości poprzez modulację w celu transmisji.
PAM4 to technika modulacji czwartego rzędu oparta na modulacji amplitudy impulsów (PAM).
Sygnał PAM to popularna technologia transmisji sygnału po NRZ (Non Return to Zero).
Sygnał NRZ wykorzystuje dwa poziomy sygnału, wysoki i niski, aby reprezentować 1 i 0 cyfrowego sygnału logicznego. Może przesyłać 1 bit informacji logicznej na cykl zegara.
Sygnał PAM4 wykorzystuje 4 różne poziomy sygnału do transmisji, a każdy cykl zegara może przesyłać 2 bity informacji logicznej, mianowicie 00, 01, 10 i 11.
Dlatego przy tych samych warunkach szybkości transmisji, szybkość transmisji sygnału PAM4 jest dwukrotnie większa od szybkości transmisji sygnału NRZ, co podwaja wydajność transmisji i skutecznie obniża koszty.
Technologia PAM4 jest szeroko stosowana w dziedzinie szybkich połączeń sygnałowych. Obecnie istnieją moduły transceiverów optycznych 400G oparte na technologii modulacji PAM4 dla centrów danych i moduły transceiverów optycznych 50G oparte na technologii modulacji PAM4 dla sieci połączeń 5G.
Proces implementacji modułu transceivera optycznego 400G DML opartego na modulacji PAM4 przebiega następująco: podczas transmisji sygnałów jednostkowych, odebranych 16 kanałów sygnałów elektrycznych 25G NRZ jest wprowadzanych z jednostki interfejsu elektrycznego, wstępnie przetwarzanych przez procesor DSP, modulowanych PAM4 i wyprowadzanych 8 kanałów sygnałów elektrycznych 25G PAM4, które są ładowane na układ sterownika. Szybkie sygnały elektryczne są konwertowane na 8 kanałów sygnałów optycznych o dużej prędkości 50 Gb/s przez 8 kanałów laserów, łączonych przez multiplekser z podziałem długości fali i syntetyzowanych na 1 kanał wyjściowego sygnału optycznego o dużej prędkości 400G. Podczas odbioru sygnałów jednostkowych, odebrany 1-kanałowy sygnał optyczny o dużej prędkości 400G jest wprowadzany przez jednostkę interfejsu optycznego, konwertowany na 8-kanałowy sygnał optyczny o dużej prędkości 50 Gb/s przez demultiplekser, odbierany przez odbiornik optyczny i konwertowany na sygnał elektryczny. Po odzyskaniu zegara, wzmocnieniu, wyrównaniu i demodulacji PAM4 przez układ przetwarzający DSP, sygnał elektryczny jest konwertowany na 16 kanałów sygnału elektrycznego NRZ 25G.
Zastosuj technologię modulacji PAM4 do modułów optycznych 400 Gb/s. Moduł optyczny 400 Gb/s oparty na modulacji PAM4 może zmniejszyć liczbę wymaganych laserów po stronie nadawczej i odpowiednio zmniejszyć liczbę wymaganych odbiorników po stronie odbiorczej dzięki zastosowaniu technik modulacji wyższego rzędu w porównaniu z NRZ. Modulacja PAM4 zmniejsza liczbę komponentów optycznych w module optycznym, co może przynieść korzyści takie jak niższe koszty montażu, zmniejszone zużycie energii i mniejszy rozmiar opakowania.
W sieciach transmisyjnych i szkieletowych 5G istnieje zapotrzebowanie na moduły optyczne 50 Gbit/s, a rozwiązanie oparte na urządzeniach optycznych 25G i uzupełnione o format modulacji amplitudy impulsów PAM4 jest stosowane w celu spełnienia wymagań dotyczących niskich kosztów i dużej przepustowości.
Opisując sygnały PAM-4, ważne jest, aby zwrócić uwagę na różnicę między szybkością transmisji a szybkością transmisji bitów. W przypadku tradycyjnych sygnałów NRZ, ponieważ jeden symbol przesyła jeden bit danych, szybkość transmisji bitów i szybkość transmisji bitów są takie same. Na przykład w sieci Ethernet 100G, wykorzystując cztery sygnały 25,78125 GBaud do transmisji, szybkość transmisji bitów każdego sygnału wynosi również 25,78125 Gb/s, a cztery sygnały osiągają transmisję sygnału 100 Gb/s; W przypadku sygnałów PAM-4, ponieważ jeden symbol przesyła 2 bity danych, szybkość transmisji bitów, która może być przesłana, jest dwukrotnie większa od szybkości transmisji bitów. Na przykład, wykorzystując 4 kanały sygnałów 26,5625 GBaud do transmisji w sieci Ethernet 200G, szybkość transmisji bitów każdego kanału wynosi 53,125 Gb/s, a 4 kanały sygnałów mogą osiągnąć transmisję sygnału 200 Gb/s. W przypadku Ethernetu 400G można to osiągnąć przy użyciu 8 kanałów o szybkości sygnałów 26,5625 GBaud.
Czas publikacji: 02-01-2025