Was ist Modulationstechnologie, bevor Sie die PAM4-Technologie verstehen? Unter Modulationstechnik versteht man die Technik, Basisbandsignale (elektrische Rohsignale) in Übertragungssignale umzuwandeln. Um die Wirksamkeit der Kommunikation sicherzustellen und Probleme bei der Signalübertragung über große Entfernungen zu überwinden, ist es erforderlich, das Signalspektrum zur Übertragung durch Modulation auf einen Hochfrequenzkanal zu übertragen.
PAM4 ist eine Modulationstechnik mit Pulsamplitudenmodulation (PAM) vierter Ordnung.
Das PAM-Signal ist nach NRZ (Non Return to Zero) eine beliebte Signalübertragungstechnologie.
Das NRZ-Signal verwendet zwei Signalpegel, hoch und niedrig, um die 1 und 0 des digitalen Logiksignals darzustellen, und kann 1 Bit Logikinformation pro Taktzyklus übertragen.
Das PAM4-Signal verwendet 4 verschiedene Signalpegel zur Signalübertragung, und jeder Taktzyklus kann 2 Bits logischer Informationen übertragen, nämlich 00, 01, 10 und 11.
Daher ist die Bitrate des PAM4-Signals unter den gleichen Baudratenbedingungen doppelt so hoch wie die des NRZ-Signals, was die Übertragungseffizienz verdoppelt und die Kosten effektiv senkt.
Die PAM4-Technologie ist im Bereich der Hochgeschwindigkeits-Signalverbindung weit verbreitet. Derzeit gibt es optische 400G-Transceiver-Module auf Basis der PAM4-Modulationstechnologie für Rechenzentren und optische 50G-Transceiver-Module auf Basis der PAM4-Modulationstechnologie für 5G-Verbindungsnetzwerke.
Der Implementierungsprozess des optischen 400G DML-Transceivermoduls basierend auf PAM4-Modulation ist wie folgt: Bei der Übertragung von Einheitssignalen werden die empfangenen 16 Kanäle von 25G NRZ-elektrischen Signalen von der elektrischen Schnittstelleneinheit eingegeben, vom DSP-Prozessor vorverarbeitet, PAM4-moduliert und Gibt 8 Kanäle mit 25G PAM4 elektrischen Signalen aus, die auf den Treiberchip geladen werden. Die elektrischen Hochgeschwindigkeitssignale werden über 8 Laserkanäle in 8 Kanäle mit optischen Hochgeschwindigkeitssignalen mit 50 Gbit/s umgewandelt, durch einen Wellenlängenmultiplexer kombiniert und zu einem Kanal mit optischer Hochgeschwindigkeitssignalausgabe mit 400 G synthetisiert. Beim Empfang von Einheitssignalen wird das empfangene optische 1-Kanal-400G-Hochgeschwindigkeitssignal über die optische Schnittstelleneinheit eingegeben, über einen Demultiplexer in ein 8-kanaliges optisches 50-Gbit/s-Hochgeschwindigkeitssignal umgewandelt, von einem optischen Empfänger empfangen und in ein elektrisches umgewandelt Signal. Nach der Taktrückgewinnung, Verstärkung, Entzerrung und PAM4-Demodulation durch einen DSP-Verarbeitungschip wird das elektrische Signal in 16 Kanäle eines elektrischen 25G-NRZ-Signals umgewandelt.
Wenden Sie die PAM4-Modulationstechnologie auf optische 400-Gbit/s-Module an. Das auf der PAM4-Modulation basierende optische 400-Gbit/s-Modul kann durch den Einsatz von Modulationstechniken höherer Ordnung im Vergleich zu NRZ die Anzahl der erforderlichen Laser auf der Sendeseite und entsprechend die Anzahl der erforderlichen Empfänger auf der Empfangsseite reduzieren. Durch die PAM4-Modulation wird die Anzahl der optischen Komponenten im optischen Modul reduziert, was Vorteile wie geringere Montagekosten, geringeren Stromverbrauch und kleinere Gehäusegrößen mit sich bringen kann.
Es besteht Bedarf an optischen 50-Gbit/s-Modulen in 5G-Übertragungs- und Backhaul-Netzwerken, und eine Lösung, die auf optischen 25G-Geräten basiert und durch das Pulsamplitudenmodulationsformat PAM4 ergänzt wird, wird eingesetzt, um niedrige Kosten und hohe Bandbreitenanforderungen zu erfüllen.
Bei der Beschreibung von PAM-4-Signalen ist es wichtig, auf den Unterschied zwischen Baudrate und Bitrate zu achten. Da bei herkömmlichen NRZ-Signalen ein Symbol ein Datenbit überträgt, sind Bitrate und Baudrate gleich. Beispielsweise beträgt in 100G-Ethernet, bei dem vier 25,78125-GBaud-Signale für die Übertragung verwendet werden, die Bitrate für jedes Signal ebenfalls 25,78125 Gbit/s, und die vier Signale erreichen eine Signalübertragung von 100 Gbit/s; Da bei PAM-4-Signalen ein Symbol zwei Datenbits überträgt, ist die übertragbare Bitrate doppelt so hoch wie die Baudrate. Wenn beispielsweise 4 Kanäle mit 26,5625 GBaud-Signalen für die Übertragung in 200G-Ethernet verwendet werden, beträgt die Bitrate auf jedem Kanal 53,125 Gbit/s, und 4 Signalkanäle können eine Signalübertragung von 200 Gbit/s erreichen. Für 400G-Ethernet kann dies mit 8 Kanälen mit 26,5625 GBaud-Signalen erreicht werden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 02.01.2025