Înainte de a înțelege tehnologia PAM4, ce este tehnologia de modulație? Tehnologia de modulație este tehnica de conversie a semnalelor în bandă de bază (semnale electrice brute) în semnale de transmisie. Pentru a asigura eficiența comunicării și a depăși problemele din transmisia semnalelor la distanță lungă, este necesar să se transfere spectrul semnalului către un canal de înaltă frecvență prin modulație pentru transmisie.
PAM4 este o tehnică de modulație a amplitudinii impulsurilor de ordinul patru (PAM).
Semnalul PAM este o tehnologie populară de transmitere a semnalului după NRZ (Non Return to Zero).
Semnalul NRZ utilizează două niveluri de semnal, înalt și jos, pentru a reprezenta 1 și 0 ale semnalului logic digital și poate transmite 1 bit de informație logică pe ciclu de ceas.
Semnalul PAM4 utilizează 4 niveluri diferite de semnal pentru transmiterea semnalului, iar fiecare ciclu de ceas poate transmite 2 biți de informații logice, și anume 00, 01, 10 și 11.
Prin urmare, în aceleași condiții de rată baud, rata de biți a semnalului PAM4 este de două ori mai mare decât cea a semnalului NRZ, ceea ce dublează eficiența transmisiei și reduce eficient costurile.
Tehnologia PAM4 a fost utilizată pe scară largă în domeniul interconectării semnalelor de mare viteză. În prezent, există module transceiver optic de 400G bazate pe tehnologia de modulație PAM4 pentru centre de date și module transceiver optic de 50G bazate pe tehnologia de modulație PAM4 pentru rețele de interconectare 5G.
Procesul de implementare a modulului transceiver optic 400G DML bazat pe modulație PAM4 este următorul: la transmiterea semnalelor unității, cele 16 canale recepționate de semnale electrice 25G NRZ sunt introduse de unitatea de interfață electrică, preprocesate de procesorul DSP, modulate PAM4 și transmise pe 8 canale de semnale electrice 25G PAM4, care sunt încărcate pe cipul driverului. Semnalele electrice de mare viteză sunt convertite în 8 canale de semnale optice de mare viteză de 50Gbps prin 8 canale de lasere, combinate de un multiplexor cu diviziune de lungime de undă și sintetizate într-un canal de ieșire a semnalului optic de mare viteză de 400G. La recepționarea semnalelor unității, semnalul optic de mare viteză de 400G pe 1 canal recepționat este introdus prin unitatea de interfață optică, convertit într-un semnal optic de mare viteză de 50Gbps pe 8 canale printr-un demultiplexor, recepționat de un receptor optic și convertit într-un semnal electric. După recuperarea ceasului, amplificare, egalizare și demodulare PAM4 de către un cip de procesare DSP, semnalul electric este convertit în 16 canale de semnal electric 25G NRZ.
Aplicarea tehnologiei de modulație PAM4 la modulele optice de 400 Gb/s. Modulul optic de 400 Gb/s bazat pe modulația PAM4 poate reduce numărul de lasere necesare la capătul de transmisie și, în mod corespunzător, numărul de receptoare necesare la capătul de recepție, datorită utilizării tehnicilor de modulație de ordin superior în comparație cu NRZ. Modulația PAM4 reduce numărul de componente optice din modulul optic, ceea ce poate aduce avantaje precum costuri de asamblare mai mici, consum redus de energie și dimensiuni mai mici ale ambalajului.
Există o cerere pentru module optice de 50 Gbit/s în rețelele de transmisie și backhaul 5G, iar pentru a atinge cerințe de lățime de bandă mare și costuri reduse este adoptată o soluție bazată pe dispozitive optice de 25G și completată de formatul de modulație a amplitudinii impulsurilor PAM4.
Atunci când se descriu semnale PAM-4, este important să se acorde atenție diferenței dintre rata baud și rata biți. Pentru semnalele NRZ tradiționale, deoarece un simbol transmite un bit de date, rata biți și rata baud sunt aceleași. De exemplu, în Ethernet 100G, utilizând patru semnale de 25,78125 GBaud pentru transmisie, rata biți pentru fiecare semnal este, de asemenea, de 25,78125 Gbps, iar cele patru semnale realizează o transmisie a semnalului de 100 Gbps; Pentru semnalele PAM-4, deoarece un simbol transmite 2 biți de date, rata biți care poate fi transmisă este de două ori mai mare decât rata baud. De exemplu, utilizând 4 canale de semnale de 26,5625 GBaud pentru transmisie în Ethernet 200G, rata biți pe fiecare canal este de 53,125 Gbps, iar 4 canale de semnale pot realiza o transmisie a semnalului de 200 Gbps. Pentru Ethernet 400G, acest lucru se poate realiza cu 8 canale de semnale de 26,5625 GBaud.
Data publicării: 02-01-2025