Πριν κατανοήσουμε την τεχνολογία PAM4, τι είναι η τεχνολογία διαμόρφωσης; Η τεχνολογία διαμόρφωσης είναι η τεχνική μετατροπής σημάτων βασικής ζώνης (ακατέργαστα ηλεκτρικά σήματα) σε σήματα μετάδοσης. Προκειμένου να διασφαλιστεί η αποτελεσματικότητα της επικοινωνίας και να ξεπεραστούν τα προβλήματα στη μετάδοση σήματος μεγάλων αποστάσεων, είναι απαραίτητο να μεταφερθεί το φάσμα του σήματος σε ένα κανάλι υψηλής συχνότητας μέσω διαμόρφωσης για μετάδοση.
Το PAM4 είναι μια τεχνική διαμόρφωσης διαμόρφωσης πλάτους παλμού τέταρτης τάξης (PAM).
Το σήμα PAM είναι μια δημοφιλής τεχνολογία μετάδοσης σήματος μετά το NRZ (Μη Επιστροφή στο Μηδέν).
Το σήμα NRZ χρησιμοποιεί δύο επίπεδα σήματος, υψηλό και χαμηλό, για να αναπαραστήσει το 1 και 0 του ψηφιακού λογικού σήματος και μπορεί να μεταδώσει 1 bit λογικής πληροφορίας ανά κύκλο ρολογιού.
Το σήμα PAM4 χρησιμοποιεί 4 διαφορετικά επίπεδα σήματος για μετάδοση σήματος και κάθε κύκλος ρολογιού μπορεί να μεταδώσει 2 bit λογικής πληροφορίας, συγκεκριμένα 00, 01, 10 και 11.
Επομένως, υπό τις ίδιες συνθήκες ρυθμού baud, ο ρυθμός bit του σήματος PAM4 είναι διπλάσιος από εκείνο του σήματος NRZ, γεγονός που διπλασιάζει την απόδοση μετάδοσης και μειώνει αποτελεσματικά το κόστος.
Η τεχνολογία PAM4 έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στον τομέα της διασύνδεσης σημάτων υψηλής ταχύτητας. Προς το παρόν, υπάρχει μονάδα οπτικού πομποδέκτη 400G που βασίζεται στην τεχνολογία διαμόρφωσης PAM4 για κέντρο δεδομένων και μονάδα οπτικού πομποδέκτη 50G που βασίζεται στην τεχνολογία διαμόρφωσης PAM4 για δίκτυο διασύνδεσης 5G.
Η διαδικασία υλοποίησης της μονάδας οπτικού πομποδέκτη 400G DML που βασίζεται στη διαμόρφωση PAM4 είναι η εξής: κατά τη μετάδοση σημάτων μονάδας, τα λαμβανόμενα 16 κανάλια ηλεκτρικών σημάτων 25G NRZ εισάγονται από τη μονάδα ηλεκτρικής διεπαφής, προεπεξεργασμένα από τον επεξεργαστή DSP, με διαμόρφωση PAM4 και εξάγει 8 κανάλια ηλεκτρικών σημάτων 25G PAM4, τα οποία φορτώνονται στον οδηγό τσιπ. Τα ηλεκτρικά σήματα υψηλής ταχύτητας μετατρέπονται σε 8 κανάλια οπτικών σημάτων υψηλής ταχύτητας 50 Gbps μέσω 8 καναλιών λέιζερ, συνδυάζονται με πολυπλέκτη διαίρεσης μήκους κύματος και συντίθενται σε 1 κανάλι εξόδου οπτικού σήματος υψηλής ταχύτητας 400 G. Κατά τη λήψη σημάτων μονάδας, το λαμβανόμενο οπτικό σήμα υψηλής ταχύτητας 1 καναλιού 400G εισάγεται μέσω της μονάδας οπτικής διεπαφής, μετατρέπεται σε οπτικό σήμα υψηλής ταχύτητας 8 καναλιών 50 Gbps μέσω αποπολυπλέκτη, λαμβάνεται από έναν οπτικό δέκτη και μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σύνθημα. Μετά την ανάκτηση ρολογιού, την ενίσχυση, την εξισορρόπηση και την αποδιαμόρφωση PAM4 από ένα τσιπ επεξεργασίας DSP, το ηλεκτρικό σήμα μετατρέπεται σε 16 κανάλια ηλεκτρικού σήματος 25G NRZ.
Εφαρμόστε τεχνολογία διαμόρφωσης PAM4 σε οπτικές μονάδες 400 Gb/s. Η οπτική μονάδα 400 Gb/s που βασίζεται στη διαμόρφωση PAM4 μπορεί να μειώσει τον αριθμό των απαιτούμενων λέιζερ στο άκρο εκπομπής και αντίστοιχα να μειώσει τον αριθμό των απαιτούμενων δεκτών στο άκρο λήψης λόγω της χρήσης τεχνικών διαμόρφωσης υψηλότερης τάξης σε σύγκριση με το NRZ. Η διαμόρφωση PAM4 μειώνει τον αριθμό των οπτικών εξαρτημάτων στην οπτική μονάδα, γεγονός που μπορεί να αποφέρει πλεονεκτήματα όπως χαμηλότερο κόστος συναρμολόγησης, μειωμένη κατανάλωση ενέργειας και μικρότερο μέγεθος συσκευασίας.
Υπάρχει ζήτηση για οπτικές μονάδες 50 Gbit/s σε δίκτυα μετάδοσης 5G και backhaul και υιοθετείται μια λύση που βασίζεται σε οπτικές συσκευές 25G και συμπληρώνεται με μορφή διαμόρφωσης πλάτους παλμού PAM4 για την επίτευξη χαμηλού κόστους και υψηλού εύρους ζώνης.
Κατά την περιγραφή των σημάτων PAM-4, είναι σημαντικό να δίνετε προσοχή στη διαφορά μεταξύ ρυθμού baud και ρυθμού bit. Για τα παραδοσιακά σήματα NRZ, εφόσον ένα σύμβολο μεταδίδει ένα bit δεδομένων, ο ρυθμός bit και ο ρυθμός baud είναι ο ίδιος. Για παράδειγμα, στο 100G Ethernet, χρησιμοποιώντας τέσσερα σήματα 25,78125 GBaud για μετάδοση, ο ρυθμός bit σε κάθε σήμα είναι επίσης 25,78125 Gbps και τα τέσσερα σήματα επιτυγχάνουν μετάδοση σήματος 100 Gbps. Για τα σήματα PAM-4, δεδομένου ότι ένα σύμβολο μεταδίδει 2 bit δεδομένων, ο ρυθμός μετάδοσης bit είναι διπλάσιος από τον ρυθμό baud. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας 4 κανάλια σημάτων 26,5625 GBaud για μετάδοση σε 200 G Ethernet, ο ρυθμός μετάδοσης bit σε κάθε κανάλι είναι 53,125 Gbps και 4 κανάλια σημάτων μπορούν να επιτύχουν μετάδοση σήματος 200 Gbps. Για 400G Ethernet, μπορεί να επιτευχθεί με 8 κανάλια σημάτων 26,5625 GBaud.
Ώρα δημοσίευσης: Ιαν-02-2025