Zanim zrozumiesz technologię PAM4, czym jest technologia modulacji? Technologia modulacji to technika przekształcania 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 na kanał wysokiej częstotliwości poprzez modulację w celu transmisji.
PAM4 to technika modulacji amplitudy impulsu czwartego rzędu (PAM).
Sygnał PAM to popularna technologia transmisji sygnału po NRZ (Non Return to Zero).
Sygnał NRZ wykorzystuje dwa poziomy sygnału, wysoki i niski, do reprezentowania 1 i 0 cyfrowego sygnału logicznego i może przesyłać 1 bit informacji logicznej na cykl zegara.
Sygnał PAM4 wykorzystuje 4 różne poziomy sygnału do transmisji sygnału, a każdy cykl zegara może przesyłać 2 bity informacji logicznej, a mianowicie 00, 01, 10 i 11.
Dlatego przy tych samych warunkach szybkości transmisji, szybkość transmisji sygnału PAM4 jest dwukrotnie większa niż sygnału NRZ, co podwaja wydajność transmisji i skutecznie zmniejsza koszty.
Technologia PAM4 jest szeroko stosowana w dziedzinie szybkich wzajemnych połączeń sygnałowych. Obecnie dostępny jest optyczny moduł nadawczo-odbiorczy 400G oparty na technologii modulacji PAM4 dla centrum danych i optyczny moduł nadawczo-odbiorczy 50G oparty na technologii modulacji PAM4 dla sieci połączeń 5G.
Proces wdrażania modułu nadawczo-odbiorczego optycznego 400G DML opartego na modulacji PAM4 jest następujący: podczas transmisji sygnałów jednostki, odebrane 16 kanałów sygnałów elektrycznych 25G NRZ jest wprowadzanych z jednostki interfejsu elektrycznego, wstępnie przetwarzanych przez procesor DSP, modulowanych PAM4 i wysyła 8 kanałów sygnałów elektrycznych 25G PAM4, które są ładowane do układu sterownika. Szybkie sygnały elektryczne są konwertowane na 8 kanałów szybkich sygnałów optycznych o przepustowości 50 Gb/s przez 8 kanałów laserów, łączone za pomocą multipleksera z podziałem długości fali i syntetyzowane w 1 kanał szybkiego sygnału optycznego o przepustowości 400 G. Podczas odbierania sygnałów jednostkowych odebrany 1-kanałowy szybki sygnał optyczny 400G jest wprowadzany przez moduł interfejsu optycznego, konwertowany na 8-kanałowy szybki sygnał optyczny 50 Gb/s przez demultiplekser, odbierany przez odbiornik optyczny i przekształcany na sygnał elektryczny sygnał. Po odtworzeniu zegara, wzmocnieniu, wyrównaniu i demodulacji PAM4 przez układ przetwarzający DSP, sygnał elektryczny jest konwertowany na 16 kanałów sygnału elektrycznego 25G NRZ.
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 elementów optycznych w module optycznym, co może przynieść korzyści, takie jak niższe koszty montażu, mniejsze zużycie energii i mniejszy rozmiar opakowania.
Istnieje zapotrzebowanie na moduły optyczne 50 Gbit/s w sieciach transmisyjnych i dosyłowych 5G, dlatego przyjęto rozwiązanie oparte na urządzeniach optycznych 25G i uzupełnione formatem modulacji amplitudy impulsów PAM4, aby osiągnąć wymagania dotyczące niskich kosztów i dużej przepustowości.
Opisując sygnały PAM-4 należy zwrócić uwagę na różnicę pomiędzy szybkością transmisji a przepływnością. W przypadku tradycyjnych sygnałów NRZ, ponieważ jeden symbol przesyła jeden bit danych, szybkość transmisji i szybkość transmisji są takie same. Na przykład w sieci Ethernet 100G przy transmisji czterech sygnałów 25,78125 GBaud szybkość transmisji każdego sygnału wynosi również 25,78125 Gb/s, a cztery sygnały zapewniają transmisję sygnału z szybkością 100 Gb/s; W przypadku sygnałów PAM-4, ponieważ jeden symbol przesyła 2 bity danych, szybkość transmisji, jaką można przesłać, jest dwukrotnie większa od szybkości transmisji. Na przykład, przy użyciu 4 kanałów sygnałów 26,5625 GBaud do transmisji w sieci Ethernet 200G, przepływność na każdym kanale wynosi 53,125 Gb/s, a 4 kanały sygnałów mogą osiągnąć transmisję sygnału 200 Gb/s. W przypadku sieci Ethernet 400G można to osiągnąć za pomocą 8 kanałów o przepustowości 26,5625 GBaud.
Czas publikacji: 02 stycznia 2025 r