Innan vi förstår PAM4-tekniken, vad är moduleringsteknik? Moduleringsteknik är tekniken att omvandla basbandssignaler (råa elektriska signaler) till transmissionssignaler. För att säkerställa kommunikationseffektivitet och övervinna problem vid långdistanssignalöverföring är det nödvändigt att överföra signalspektrumet till en högfrekvent kanal genom modulering för överföring.
PAM4 är en pulsamplitudmoduleringsteknik (PAM) av fjärde ordningen.
PAM-signal är en populär signalöverföringsteknik efter NRZ (Non Return to Zero).
NRZ-signalen använder två signalnivåer, hög och låg, för att representera 1 och 0 i den digitala logiksignalen och kan överföra 1 bit logikinformation per klockcykel.
PAM4-signalen använder fyra olika signalnivåer för signalöverföring, och varje klockcykel kan överföra två bitar logisk information, nämligen 00, 01, 10 och 11.
Därför, under samma baudhastighetsförhållanden, är bithastigheten för PAM4-signalen dubbelt så hög som för NRZ-signalen, vilket fördubblar överföringseffektiviteten och effektivt minskar kostnaderna.
PAM4-teknik har använts flitigt inom höghastighetssignalsammankoppling. För närvarande finns det 400G optiska sändtagarmoduler baserade på PAM4-moduleringsteknik för datacenter och 50G optiska sändtagarmoduler baserade på PAM4-moduleringsteknik för 5G-sammankopplingsnätverk.
Implementeringsprocessen för den optiska sändtagarmodulen 400G DML baserad på PAM4-modulering är följande: vid sändning av enhetssignaler matas de mottagna 16 kanalerna med 25G NRZ-elektriska signaler in från den elektriska gränssnittsenheten, förbehandlas av DSP-processorn, PAM4-moduleras och matas ut 8 kanaler med 25G PAM4-elektriska signaler, vilka laddas på drivkretsen. De höghastighetselektriska signalerna omvandlas till 8 kanaler med 50 Gbps höghastighetsoptiska signaler genom 8 laserkanaler, kombineras av en våglängdsmultiplexerare och syntetiseras till 1 kanal med 400G höghastighetsoptisk signalutgång. Vid mottagning av enhetssignaler matas den mottagna 1-kanaliga 400G höghastighetsoptiska signalen in via den optiska gränssnittsenheten, omvandlas till en 8-kanalig 50 Gbps höghastighetsoptisk signal via en demultiplexerare, tas emot av en optisk mottagare och omvandlas till en elektrisk signal. Efter klockåterställning, förstärkning, utjämning och PAM4-demodulering av ett DSP-processorchip omvandlas den elektriska signalen till 16 kanaler med 25G NRZ-elektrisk signal.
Tillämpa PAM4-moduleringsteknik på 400 Gb/s optiska moduler. Den optiska 400 Gb/s-modulen baserad på PAM4-modulering kan minska antalet lasrar som krävs vid sändningsänden och motsvarande minska antalet mottagare som krävs vid mottagaränden på grund av användningen av högre ordningsmoduleringstekniker jämfört med NRZ. PAM4-modulering minskar antalet optiska komponenter i den optiska modulen, vilket kan ge fördelar som lägre monteringskostnader, minskad strömförbrukning och mindre förpackningsstorlek.
Det finns en efterfrågan på 50 Gbit/s optiska moduler i 5G-överförings- och backhaul-nätverk, och en lösning baserad på 25G optiska enheter och kompletterad med PAM4-pulsamplitudmoduleringsformat antas för att uppnå låga kostnader och höga bandbreddskrav.
När man beskriver PAM-4-signaler är det viktigt att vara uppmärksam på skillnaden mellan baudhastighet och bithastighet. För traditionella NRZ-signaler, eftersom en symbol överför en bit data, är bithastigheten och baudhastigheten desamma. Till exempel, i 100G Ethernet, med fyra 25,78125 GBaud-signaler för överföring, är bithastigheten för varje signal också 25,78125 Gbps, och de fyra signalerna uppnår 100 Gbps signalöverföring. För PAM-4-signaler, eftersom en symbol överför 2 bitar data, är den bithastighet som kan överföras dubbelt så hög som baudhastigheten. Till exempel, med fyra kanaler med 26,5625 GBaud-signaler för överföring i 200G Ethernet, är bithastigheten för varje kanal 53,125 Gbps, och fyra kanaler med signaler kan uppnå 200 Gbps signalöverföring. För 400G Ethernet kan det uppnås med 8 kanaler med 26,5625 GBaud-signaler.
Publiceringstid: 2 januari 2025