Antes de comprender a tecnoloxía PAM4, que é a tecnoloxía de modulación? A tecnoloxía de modulación é a técnica de converter sinais de banda base (sinais eléctricos brutos) en sinais de transmisión. Para garantir a eficacia da comunicación e superar os problemas na transmisión de sinais a longa distancia, é necesario transferir o espectro do sinal a un canal de alta frecuencia mediante modulación para a transmisión.
PAM4 é unha técnica de modulación de amplitude de pulsos de cuarta orde (PAM).
O sinal PAM é unha tecnoloxía de transmisión de sinal popular despois de NRZ (Non Return to Zero).
O sinal NRZ usa dous niveis de sinal, alto e baixo, para representar o 1 e o 0 do sinal lóxico dixital, e pode transmitir 1 bit de información lóxica por ciclo de reloxo.
O sinal PAM4 usa 4 niveis de sinal diferentes para a transmisión do sinal e cada ciclo de reloxo pode transmitir 2 bits de información lóxica, concretamente 00, 01, 10 e 11.
Polo tanto, nas mesmas condicións de velocidade en baudios, a taxa de bits do sinal PAM4 é o dobre que a do sinal NRZ, o que duplica a eficiencia de transmisión e reduce eficazmente os custos.
A tecnoloxía PAM4 utilizouse amplamente no campo da interconexión de sinais de alta velocidade. Na actualidade, existen módulos transceptores ópticos de 400G baseados na tecnoloxía de modulación PAM4 para centros de datos e módulos transceptores ópticos de 50G baseados na tecnoloxía de modulación PAM4 para redes de interconexión 5G.
O proceso de implementación do módulo transceptor óptico 400G DML baseado na modulación PAM4 é o seguinte: ao transmitir sinais da unidade, os 16 canais recibidos de sinais eléctricos 25G NRZ son introducidos pola unidade de interface eléctrica, preprocesados polo procesador DSP, modulados por PAM4 e emitidos en 8 canais de sinais eléctricos 25G PAM4, que se cargan no chip do controlador. Os sinais eléctricos de alta velocidade convértense en 8 canais de sinais ópticos de alta velocidade de 50 Gbps a través de 8 canais de láseres, combinados por un multiplexor de división de lonxitudes de onda e sintetizados nunha canle de saída de sinal óptico de alta velocidade de 400G. Ao recibir sinais da unidade, o sinal óptico de alta velocidade de 1 canle de 400G recibido é introducido a través da unidade de interface óptica, convertido nun sinal óptico de alta velocidade de 8 canais e 50 Gbps a través dun desmultiplexor, recibido por un receptor óptico e convertido nun sinal eléctrico. Despois da recuperación do reloxo, amplificación, ecualización e desmodulación PAM4 mediante un chip de procesamento DSP, o sinal eléctrico convértese en 16 canles de sinal eléctrico NRZ de 25G.
Aplicar a tecnoloxía de modulación PAM4 a módulos ópticos de 400 Gb/s. O módulo óptico de 400 Gb/s baseado na modulación PAM4 pode reducir o número de láseres necesarios no extremo transmisor e, en consecuencia, reducir o número de receptores necesarios no extremo receptor debido ao uso de técnicas de modulación de orde superior en comparación con NRZ. A modulación PAM4 reduce o número de compoñentes ópticos no módulo óptico, o que pode traer vantaxes como custos de montaxe máis baixos, consumo de enerxía reducido e tamaño de empaquetado máis pequeno.
Existe unha demanda de módulos ópticos de 50 Gbit/s en redes de transmisión e backhaul 5G, e adóptase unha solución baseada en dispositivos ópticos de 25 G e complementada co formato de modulación de amplitude de pulso PAM4 para lograr requisitos de baixo custo e alto ancho de banda.
Ao describir os sinais PAM-4, é importante prestar atención á diferenza entre a velocidade en baudios e a velocidade de bits. Para os sinais NRZ tradicionais, dado que un símbolo transmite un bit de datos, a velocidade de bits e a velocidade en baudios son as mesmas. Por exemplo, en Ethernet 100G, usando catro sinais de 25,78125 GBaud para a transmisión, a velocidade de bits en cada sinal tamén é de 25,78125 Gbps, e os catro sinais conseguen unha transmisión de sinal de 100 Gbps; Para os sinais PAM-4, dado que un símbolo transmite 2 bits de datos, a velocidade de bits que se pode transmitir é o dobre da velocidade en baudios. Por exemplo, usando 4 canais de sinais de 26,5625 GBaud para a transmisión en Ethernet 200G, a velocidade de bits en cada canle é de 53,125 Gbps, e 4 canais de sinais poden lograr unha transmisión de sinal de 200 Gbps. Para Ethernet 400G, pódese conseguir con 8 canais de sinais de 26,5625 GBaud.
Data de publicación: 02-01-2025