לפני הבנת טכנולוגיית PAM4, מהי טכנולוגיית אפנון? טכנולוגיית אפנון היא הטכניקה של המרת אותות פס בסיס (אותות חשמליים גולמיים) לאותות שידור. על מנת להבטיח יעילות תקשורת ולהתגבר על בעיות בהעברת אותות למרחקים ארוכים, יש צורך להעביר את ספקטרום האותות לערוץ בתדר גבוה באמצעות אפנון לשידור.
PAM4 היא טכניקת אפנון אמפליטודה פולס מסדר רביעי (PAM).
אות PAM היא טכנולוגיית העברת אותות פופולרית לאחר NRZ (Non Return to Zero).
אות NRZ משתמש בשתי רמות אות, גבוה ונמוך, כדי לייצג את ה-1 וה-0 של האות הלוגי הדיגיטלי, ויכול להעביר סיביות אחת של מידע לוגי בכל מחזור שעון.
אות PAM4 משתמש ב-4 רמות אות שונות להעברת אותות, וכל מחזור שעון יכול לשדר 2 ביטים של מידע לוגי, כלומר 00, 01, 10 ו-11.
לכן, באותם תנאי קצב העברת העברת נתונים, קצב הסיביות של אות PAM4 הוא כפול מזה של אות NRZ, מה שמכפיל את יעילות השידור ומפחית ביעילות את העלויות.
טכנולוגיית PAM4 הייתה בשימוש נרחב בתחום חיבור האותות במהירות גבוהה. נכון לעכשיו, ישנם מודול משדר אופטי 400G המבוסס על טכנולוגיית אפנון PAM4 עבור מרכז נתונים ומודול משדר אופטי 50G המבוסס על טכנולוגיית אפנון PAM4 עבור רשת חיבור 5G.
תהליך ההטמעה של מודול מקלט משדר אופטי 400G DML המבוסס על אפנון PAM4 הוא כדלקמן: בעת שידור אותות יחידה, 16 הערוצים המתקבלים של אותות חשמליים 25G NRZ מוקלטים מיחידת הממשק החשמלי, מעובדים מראש על ידי מעבד ה-DSP, מאופנים PAM4, ו פלט 8 ערוצים של אותות חשמליים של 25G PAM4, אשר נטענים על שבב הנהג. האותות החשמליים המהירים מומרים ל-8 ערוצים של אותות אופטיים במהירות גבוהה של 50Gbps באמצעות 8 ערוצים של לייזרים, בשילוב מרובה לחלוקת אורך גל, ומסונתזים לערוץ אחד של פלט אות אופטי מהיר של 400G. בעת קבלת אותות יחידה, האות האופטי המתקבל 1-ערוץ 400G מוקלט דרך יחידת הממשק האופטי, מומר לאות אופטי במהירות גבוהה של 8 ערוצים 50Gbps באמצעות דה-מולטיפלקס, מתקבל על-ידי מקלט אופטי ומומר לאות חשמלי. אוֹת. לאחר שחזור שעון, הגברה, שוויון ודמודולציה של PAM4 על ידי שבב עיבוד DSP, האות החשמלי מומר ל-16 ערוצים של אות חשמלי NRZ 25G.
החל טכנולוגיית אפנון PAM4 על מודולים אופטיים של 400Gb/s. המודול האופטי של 400Gb/s המבוסס על אפנון PAM4 יכול להפחית את מספר הלייזרים הנדרשים בקצה המשדר ובהתאמה להפחית את מספר המקלטים הנדרשים בקצה המקלט עקב שימוש בטכניקות אפנון מסדר גבוה יותר בהשוואה ל-NRZ. אפנון PAM4 מפחית את מספר הרכיבים האופטיים במודול האופטי, מה שיכול להביא יתרונות כמו עלויות הרכבה נמוכות יותר, צריכת חשמל מופחתת וגודל אריזה קטן יותר.
יש ביקוש למודולים אופטיים של 50Gbit/s ברשתות שידור ו-Backhaul של 5G, ופתרון המבוסס על התקנים אופטיים של 25G ובתוספת פורמט אפנון משרעת פולסים PAM4 מאומץ כדי להשיג דרישות בעלות נמוכה ורוחב פס גבוה.
כאשר מתארים אותות PAM-4, חשוב לשים לב להבדל בין קצב הביאוד לקצב הסיביות. עבור אותות NRZ מסורתיים, מכיוון שסמל אחד משדר ביט אחד של נתונים, קצב הסיביות וקצב הביאוד זהים. לדוגמה, ב-100G Ethernet, תוך שימוש בארבעה אותות של 25.78125GBaud לשידור, קצב הסיביות בכל אות הוא גם 25.78125Gbps, וארבעת האותות משיגים שידור אות של 100Gbps; עבור אותות PAM-4, מכיוון שסמל אחד משדר 2 סיביות של נתונים, קצב הסיביות שניתן לשדר הוא פי שניים מקצב ה-baud. לדוגמה, שימוש ב-4 ערוצים של אותות של 26.5625GBaud לשידור ב-200G Ethernet, קצב הסיביות בכל ערוץ הוא 53.125Gbps, ו-4 ערוצים של אותות יכולים להשיג שידור אות של 200Gbps. עבור 400G Ethernet, ניתן להשיג זאת עם 8 ערוצים של אותות של 26.5625GBaud.
זמן פרסום: ינואר-02-2025