Abans d'entendre la tecnologia PAM4, què és la tecnologia de modulació? La tecnologia de modulació és la tècnica de convertir els senyals de banda base (senyals elèctrics en brut) en senyals de transmissió. Per tal de garantir l'eficàcia de la comunicació i superar els problemes en la transmissió de senyals a llarga distància, cal transferir l'espectre del senyal a un canal d'alta freqüència mitjançant la modulació per a la transmissió.
PAM4 és una tècnica de modulació d'amplitud de pols de quart ordre (PAM).
El senyal PAM és una tecnologia de transmissió de senyals popular després de NRZ (Non Return to Zero).
El senyal NRZ utilitza dos nivells de senyal, alt i baix, per representar l'1 i el 0 del senyal lògic digital, i pot transmetre 1 bit d'informació lògica per cicle de rellotge.
El senyal PAM4 utilitza 4 nivells de senyal diferents per a la transmissió del senyal, i cada cicle de rellotge pot transmetre 2 bits d'informació lògica, és a dir, 00, 01, 10 i 11.
Per tant, en les mateixes condicions de velocitat de transmissió, la velocitat de bits del senyal PAM4 és el doble que la del senyal NRZ, cosa que duplica l'eficiència de transmissió i redueix eficaçment els costos.
La tecnologia PAM4 s'ha utilitzat àmpliament en el camp de la interconnexió de senyals d'alta velocitat. Actualment, hi ha mòduls transceptors òptics de 400G basats en la tecnologia de modulació PAM4 per a centres de dades i mòduls transceptors òptics de 50G basats en la tecnologia de modulació PAM4 per a xarxes d'interconnexió 5G.
El procés d'implementació del mòdul transceptor òptic 400G DML basat en la modulació PAM4 és el següent: quan es transmeten senyals d'unitat, els 16 canals rebuts de senyals elèctrics 25G NRZ s'introdueixen des de la unitat d'interfície elèctrica, es preprocessen pel processador DSP, es modulen amb PAM4 i surten 8 canals de senyals elèctrics 25G PAM4, que es carreguen al xip del controlador. Els senyals elèctrics d'alta velocitat es converteixen en 8 canals de senyals òptics d'alta velocitat de 50 Gbps a través de 8 canals de làsers, combinats per un multiplexor de divisió de longitud d'ona i sintetitzats en 1 canal de sortida de senyal òptic d'alta velocitat de 400G. Quan es reben senyals d'unitat, el senyal òptic d'alta velocitat de 400G d'1 canal rebut s'introdueix a través de la unitat d'interfície òptica, es converteix en un senyal òptic d'alta velocitat de 8 canals i 50 Gbps a través d'un desmultiplexor, es rep per un receptor òptic i es converteix en un senyal elèctric. Després de la recuperació del rellotge, l'amplificació, l'equalització i la desmodulació PAM4 mitjançant un xip de processament DSP, el senyal elèctric es converteix en 16 canals de senyal elèctric NRZ de 25G.
Aplicar la tecnologia de modulació PAM4 a mòduls òptics de 400 Gb/s. El mòdul òptic de 400 Gb/s basat en la modulació PAM4 pot reduir el nombre de làsers necessaris a l'extrem transmissor i, en conseqüència, reduir el nombre de receptors necessaris a l'extrem receptor a causa de l'ús de tècniques de modulació d'ordre superior en comparació amb NRZ. La modulació PAM4 redueix el nombre de components òptics del mòdul òptic, cosa que pot aportar avantatges com ara costos de muntatge més baixos, consum d'energia reduït i una mida d'embalatge més petita.
Hi ha una demanda de mòduls òptics de 50 Gbit/s en xarxes de transmissió i backhaul 5G, i s'adopta una solució basada en dispositius òptics de 25 G i complementada amb el format de modulació d'amplitud de pols PAM4 per aconseguir requisits de baix cost i amplada de banda elevada.
Quan es descriuen els senyals PAM-4, és important parar atenció a la diferència entre la velocitat de transmissió (baud) i la velocitat de transmissió (bit rate). Per als senyals NRZ tradicionals, com que un símbol transmet un bit de dades, la velocitat de transmissió i la velocitat de transmissió són les mateixes. Per exemple, a 100G Ethernet, utilitzant quatre senyals de 25.78125 GBaud per a la transmissió, la velocitat de transmissió de cada senyal també és de 25.78125 Gbps, i els quatre senyals aconsegueixen una transmissió de senyal de 100 Gbps; per als senyals PAM-4, com que un símbol transmet 2 bits de dades, la velocitat de transmissió que es pot transmetre és el doble de la velocitat de transmissió. Per exemple, utilitzant 4 canals de senyals de 26.5625 GBaud per a la transmissió a 200G Ethernet, la velocitat de transmissió de cada canal és de 53.125 Gbps, i 4 canals de senyals poden aconseguir una transmissió de senyal de 200 Gbps. Per a 400G Ethernet, es pot aconseguir amb 8 canals de senyals de 26.5625 GBaud.
Data de publicació: 02-01-2025