Преди да разберете технологията PAM4, какво е модулационна технология? Модулационната технология е техниката за преобразуване на бейсбенд сигнали (сурови електрически сигнали) в предавателни сигнали. За да се осигури ефективност на комуникацията и да се преодолеят проблемите при предаването на сигнала на дълги разстояния, е необходимо спектърът на сигнала да се прехвърли към високочестотен канал чрез модулация за предаване.
PAM4 е техника за модулация на импулсна амплитудна модулация (PAM) от четвърти ред.
Сигналът PAM е популярна технология за предаване на сигнал след NRZ (без връщане към нула).
Сигналът NRZ използва две нива на сигнала, високо и ниско, за да представи 1 и 0 на цифровия логически сигнал и може да предава 1 бит логическа информация на тактов цикъл.
Сигналът PAM4 използва 4 различни нива на сигнала за предаване на сигнала и всеки тактов цикъл може да предава 2 бита логическа информация, а именно 00, 01, 10 и 11.
Следователно, при същите условия на скорост на предаване, скоростта на предаване на сигнала PAM4 е два пъти по-голяма от тази на NRZ сигнала, което удвоява ефективността на предаване и ефективно намалява разходите.
Технологията PAM4 е широко използвана в областта на високоскоростното свързване на сигнали. В момента има 400G оптичен приемо-предавателен модул, базиран на PAM4 модулационна технология за център за данни и 50G оптичен приемо-предавателен модул, базиран на PAM4 модулационна технология за 5G мрежа за взаимно свързване.
Процесът на внедряване на 400G DML оптичен приемо-предавателен модул, базиран на PAM4 модулация, е както следва: при предаване на единични сигнали, получените 16 канала от 25G NRZ електрически сигнали се въвеждат от електрическия интерфейс, предварително обработени от DSP процесора, PAM4 модулирани и извежда 8 канала от 25G PAM4 електрически сигнали, които се зареждат в драйверния чип. Високоскоростните електрически сигнали се преобразуват в 8 канала от 50Gbps високоскоростни оптични сигнали чрез 8 канала от лазери, комбинирани от мултиплексор с разделяне на дължината на вълната, и се синтезират в 1 канал от 400G високоскоростен оптичен сигнал. При получаване на модулни сигнали, полученият 1-канален 400G високоскоростен оптичен сигнал се въвежда през оптичния интерфейс, преобразува се в 8-канален 50Gbps високоскоростен оптичен сигнал чрез демултиплексор, получава се от оптичен приемник и се преобразува в електрически сигнал. След възстановяване на часовника, усилване, изравняване и PAM4 демодулация от DSP чип за обработка, електрическият сигнал се преобразува в 16 канала от 25G NRZ електрически сигнал.
Приложете PAM4 модулационна технология към 400Gb/s оптични модули. Оптичният модул 400Gb/s, базиран на PAM4 модулация, може да намали броя на необходимите лазери в предавателния край и съответно да намали броя на необходимите приемници в приемащия край поради използването на модулационни техники от по-висок ред в сравнение с NRZ. PAM4 модулацията намалява броя на оптичните компоненти в оптичния модул, което може да донесе предимства като по-ниски разходи за сглобяване, намалена консумация на енергия и по-малък размер на опаковката.
Има търсене на 50Gbit/s оптични модули в 5G преносни и backhaul мрежи и решение, базирано на 25G оптични устройства и допълнено от PAM4 формат на импулсна амплитудна модулация, е прието за постигане на изисквания за ниска цена и висока честотна лента.
Когато описвате PAM-4 сигналите, е важно да обърнете внимание на разликата между скорост на предаване и скорост на предаване. За традиционните NRZ сигнали, тъй като един символ предава един бит данни, битрейтът и скоростта на предаване са еднакви. Например, в 100G Ethernet, използвайки четири 25.78125GBaud сигнала за предаване, битрейтът на всеки сигнал също е 25.78125Gbps, а четирите сигнала постигат 100Gbps предаване на сигнала; За PAM-4 сигнали, тъй като един символ предава 2 бита данни, битовата скорост, която може да бъде предадена, е два пъти по-голяма от скоростта на предаване. Например, използвайки 4 канала от 26,5625GBaud сигнали за предаване в 200G Ethernet, битрейтът на всеки канал е 53,125Gbps, а 4 канала от сигнали могат да постигнат 200Gbps предаване на сигнал. За 400G Ethernet това може да се постигне с 8 канала от 26.5625GBaud сигнали.
Време на публикуване: 2 януари 2025 г