Вовед во PAM4 технологијата

Пред да се разбере PAM4 технологијата, што е технологијата на модулација? Технологијата на модулација е техника на конвертирање на сигнали од базната лента (суровини електрични сигнали) во преносни сигнали. За да се обезбеди ефикасност на комуникацијата и да се надминат проблемите при пренос на сигнал на долги растојанија, неопходно е да се пренесе спектарот на сигналот на високофреквентен канал преку модулација за пренос.

PAM4 е техника на модулација на импулсна амплитуда (PAM) од четврти ред.

PAM сигналот е популарна технологија за пренос на сигнал по NRZ (Не враќање на нула).

Сигналот NRZ користи две нивоа на сигнал, високо и ниско, за да ги претстави 1 и 0 на дигиталниот логички сигнал и може да пренесува 1 бит логичка информација по такт.

Сигналот PAM4 користи 4 различни нивоа на сигнал за пренос на сигналот, а секој такт може да пренесе 2 бита логички информации, имено 00, 01, 10 и 11.
Затоа, при исти услови на брзина на бауд, бит-стапката на сигналот PAM4 е двојно поголема од NRZ сигналот, што ја удвојува ефикасноста на преносот и ефективно ги намалува трошоците.

Технологијата PAM4 е широко користена во областа на меѓусебно поврзување на сигнали со голема брзина. Во моментов, има 400G оптички модул за трансивер базиран на технологија за модулација PAM4 за центар за податоци и модул за оптички примопредавател 50G базиран на технологија за модулација PAM4 за 5G мрежа за интерконекција.

Процесот на имплементација на модулот за оптички трансивер 400G DML заснован на PAM4 модулација е како што следува: кога се пренесуваат сигнали на единицата, примените 16 канали од 25G NRZ електрични сигнали се внесуваат од единицата за електричниот интерфејс, претходно обработена од процесорот DSP, модулиран PAM4 и излезат 8 канали на 25G PAM4 електрични сигнали, кои се вчитуваат на возачот чип. Електричните сигнали со голема брзина се претвораат во 8 канали со оптички сигнали со голема брзина од 50 Gbps преку 8 канали на ласери, комбинирани со мултиплексер за делење на бранова должина и се синтетизираат во 1 канал со излез на оптички сигнал со голема брзина од 400G. Кога се примаат сигнали од единицата, примениот 1-канален оптички сигнал од 400G се внесува преку единицата за оптички интерфејс, се претвора во 8-канален оптички сигнал со голема брзина од 50 Gbps преку демултиплексер, се прима од оптички приемник и се претвора во електричен сигнал. По враќањето на часовникот, засилувањето, изедначувањето и демодулацијата на PAM4 со чип за обработка на DSP, електричниот сигнал се претвора во 16 канали на електричен сигнал од 25G NRZ.

Применете ја технологијата за модулација PAM4 на оптички модули со брзина од 400 Gb/s. Оптичкиот модул од 400 Gb/s базиран на PAM4 модулација може да го намали бројот на потребните ласери на предавателниот крај и соодветно да го намали бројот на потребните приемници на приемниот крај поради употребата на техники за модулација од повисок ред во споредба со NRZ. Модулацијата PAM4 го намалува бројот на оптички компоненти во оптичкиот модул, што може да донесе предности како што се пониски трошоци за склопување, намалена потрошувачка на енергија и помала големина на пакувањето.

Постои побарувачка за оптички модули од 50 Gbit/s во мрежите за пренос и бекхаул 5G, а усвоено е решение засновано на оптички уреди 25G и дополнето со формат за модулација на импулсна амплитуда PAM4 за да се постигнат барањата за евтина цена и висока пропусност.

Кога се опишуваат сигналите PAM-4, важно е да се обрне внимание на разликата помеѓу брзината на бауд и бит-стапката. За традиционалните NRZ сигнали, бидејќи еден симбол пренесува еден бит податоци, бит-стапката и брзината на бауд се исти. На пример, во 100G Ethernet, со користење на четири 25,78125GBaud сигнали за пренос, бит-стапката на секој сигнал е исто така 25,78125Gbps, а четирите сигнали постигнуваат пренос на сигнал од 100Gbps; За PAM-4 сигналите, бидејќи еден симбол пренесува 2 бита податоци, бит-стапката што може да се пренесе е двојно поголема од брзината на бауд. На пример, со користење на 4 канали од 26,5625GBaud сигнали за пренос во 200G Ethernet, бит-стапката на секој канал е 53,125Gbps, а 4 канали на сигнали може да постигнат пренос на сигнал од 200Gbps. За 400G етернет, тоа може да се постигне со 8 канали од 26,5625GBaud сигнали.