Zanim zrozumiesz technologię PAM4, czym jest technologia modulacji? Technologia modulacji to technika konwersji sygnałów pasma podstawowego (surowych sygnałów elektrycznych) na sygnały transmisyjne. Aby zapewnić efektywność komunikacji i rozwiązać problemy związane z transmisją sygnału na duże odległości, konieczne jest przeniesienie widma sygnału do kanału o wysokiej częstotliwości poprzez modulację.
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, 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, mianowicie 00, 01, 10 i 11.
Dlatego przy tych samych parametrach 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 dostępne są moduły transceiverów optycznych 400G oparte na technologii modulacji PAM4 dla centrów danych oraz moduły transceiverów optycznych 50G oparte na technologii modulacji PAM4 dla sieci połączeń 5G.
Proces implementacji modułu optycznego transceivera DML 400G opartego na modulacji PAM4 jest następujący: podczas transmisji sygnałów jednostkowych, odebrane 16 kanałów sygnałów elektrycznych NRZ 25G jest wprowadzanych z jednostki interfejsu elektrycznego, wstępnie przetwarzanych przez procesor DSP, modulowanych PAM4 i wyprowadzanych 8 kanałów sygnałów elektrycznych PAM4 25G, 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, łączone przez multiplekser z podziałem długości fali i syntetyzowane 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 pozwala na zmniejszenie liczby laserów wymaganych po stronie nadawczej, a tym samym na zmniejszenie liczby odbiorników wymaganych po stronie odbiorczej, dzięki zastosowaniu technik modulacji wyższego rzędu w porównaniu z NRZ. Modulacja PAM4 redukuje liczbę komponentów optycznych w module optycznym, co może przynieść korzyści takie jak niższe koszty montażu, mniejsze zużycie energii i mniejsze rozmiary obudowy.
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, należy zwrócić uwagę na różnicę między 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, wykorzystując cztery sygnały o przepływności 25,78125 GBaud, przepływność każdego sygnału wynosi również 25,78125 Gb/s, a cztery sygnały osiągają transmisję sygnału o prędkości 100 Gb/s. W przypadku sygnałów PAM-4, ponieważ jeden symbol przesyła 2 bity danych, możliwa do przesłania przepływność jest dwukrotnie większa. Na przykład, wykorzystując 4 kanały sygnałów o przepływności 26,5625 GBaud do transmisji w sieci Ethernet 200G, przepływność każdego kanału wynosi 53,125 Gb/s, a 4 kanały sygnałów osiągają transmisję sygnału o prędkości 200 Gb/s. W przypadku Ethernetu 400G można to osiągnąć za pomocą 8 kanałów o przepływności 26,5625 GBaud.
Czas publikacji: 02-01-2025