Преди да разберем PAM4 технологията, какво представлява модулационната технология? Модулационната технология е техника 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 сигнали на дълги разстояния, е необходимо сигналният спектър да се прехвърли към високочестотен канал чрез модулация за предаване.
PAM4 е техника за модулация с амплитудна импулсна модулация (PAM) от четвърти ред.
PAM сигналът е популярна технология за предаване на сигнали след NRZ (Non Return to Zero - без връщане към нула).
NRZ сигналът 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.
PAM4 сигналът 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, битовата скорост на PAM4 сигнала е два пъти по-висока 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 съществуват 400G оптичен приемо-предавателен модул, базиран на PAM4 модулационна технология за центрове за данни, и 50G оптичен приемо-предавателен модул, базиран на PAM4 модулационна технология за 5G взаимосвързващи мрежи.
Процесът на внедряване на оптичния приемо-предавателен модул 400G DML, базиран на PAM4 модулация, е следният: при предаване на единични сигнали, получените 16 канала електрически сигнали с честота 25G NRZ се въвеждат от електрическия интерфейсен блок, предварително се обработват от DSP процесора, модулират се с PAM4 и се извеждат 8 канала електрически сигнали с честота 25G PAM4, които се зареждат върху драйверния чип. Високоскоростните електрически сигнали се преобразуват в 8 канала високоскоростни оптични сигнали с честота 50Gbps чрез 8 лазерни канала, комбинирани от мултиплексор с разделяне на дължината на вълната и синтезирани в 1 канал с високоскоростен оптичен сигнал с честота 400G. При приемане на единични сигнали, полученият 1-канален високоскоростен оптичен сигнал с честота 400G се въвежда през оптичния интерфейсен блок, преобразува се в 8-канален високоскоростен оптичен сигнал с честота 50Gbps чрез демултиплексор, приема се от оптичен приемник и се преобразува в електрически сигнал. След възстановяване на тактовата честота, усилване, изравняване и PAM4 демодулация от DSP процесор, електрическият сигнал се преобразува в 16 канала с 25G NRZ електрически сигнал.
Приложете PAM4 модулационна технология към 400Gb/s оптични модули. 400Gb/s оптичният модул, базиран на PAM4 модулация, може да намали броя на необходимите лазери в предаващия край и съответно да намали броя на необходимите приемници в приемащия край, благодарение на използването на техники за модулация от по-висок порядък 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 е прието решение, базирано на 25G оптични устройства и допълнено от PAM4 формат на импулсно-амплитудна модулация, за да се постигнат изисквания за ниска цена и висока пропускателна способност.
Когато се описват PAM-4 сигналите, е важно да се обърне внимание на разликата между скоростта на предаване в бодове и битрейта. За традиционните NRZ сигнали, тъй като един символ предава един бит данни, битрейтът и бодрейтът са еднакви. Например, в 100G Ethernet, използвайки четири сигнала от 25.78125GBaud за предаване, битрейтът на всеки сигнал също е 25.78125Gbps и четирите сигнала постигат предаване на сигнала от 100Gbps; За PAM-4 сигналите, тъй като един символ предава 2 бита данни, битрейтът, който може да бъде предаден, е два пъти по-голям от бодрейта. Например, използвайки 4 канала от 26.5625GBaud сигнали за предаване в 200G Ethernet, битрейтът на всеки канал е 53.125Gbps и 4 канала сигнали могат да постигнат предаване на сигнала от 200Gbps. За 400G Ethernet това може да се постигне с 8 канала от 26.5625GBaud сигнали.
Време на публикуване: 02.01.2025 г.