Panimula sa Teknolohiya ng PAM4

Bago maunawaan ang teknolohiyang PAM4, ano ang teknolohiya ng modulasyon? Ang teknolohiyang modulasyon ay ang pamamaraan ng pag-convert ng mga baseband signal (mga hilaw na electrical signal) sa mga transmission signal. Upang matiyak ang bisa ng komunikasyon at malampasan ang mga problema sa long-distance signal transmission, kinakailangang ilipat ang signal spectrum sa isang high-frequency channel sa pamamagitan ng modulasyon para sa transmission.

Ang PAM4 ay isang pang-apat na order na pulse amplitude modulation (PAM) modulation technique.

Ang PAM signal ay isang sikat na teknolohiya sa pagpapadala ng signal pagkatapos ng NRZ (Non Return to Zero).

Ang signal ng NRZ ay gumagamit ng dalawang antas ng signal, mataas at mababa, upang kumatawan sa 1 at 0 ng digital logic signal, at maaaring magpadala ng 1 bit ng impormasyon sa lohika bawat clock cycle.

Ang signal ng PAM4 ay gumagamit ng 4 na magkakaibang antas ng signal para sa pagpapadala ng signal, at ang bawat clock cycle ay maaaring magpadala ng 2 bits ng logic information, katulad ng 00, 01, 10, at 11.
Samakatuwid, sa ilalim ng parehong mga kondisyon ng baud rate, ang bit rate ng PAM4 signal ay doble kaysa sa NRZ signal, na nagdodoble sa kahusayan ng transmisyon at epektibong binabawasan ang mga gastos.

Malawakang ginagamit ang teknolohiyang PAM4 sa larangan ng high-speed signal interconnection. Sa kasalukuyan, mayroong 400G optical transceiver module na nakabatay sa teknolohiyang PAM4 modulation para sa data center at 50G optical transceiver module na nakabatay sa teknolohiyang PAM4 modulation para sa 5G interconnection network.

Ang proseso ng implementasyon ng 400G DML optical transceiver module batay sa PAM4 modulation ay ang mga sumusunod: kapag nagpapadala ng mga signal ng unit, ang natanggap na 16 na channel ng 25G NRZ electrical signals ay ipinapasok mula sa electrical interface unit, preprocessed ng DSP processor, PAM4 modulated, at naglalabas ng 8 channel ng 25G PAM4 electrical signals, na ikinakarga sa driver chip. Ang mga high-speed electrical signal ay kino-convert sa 8 channel ng 50Gbps high-speed optical signals sa pamamagitan ng 8 channel ng lasers, pinagsama ng isang wavelength division multiplexer, at isinasama sa 1 channel ng 400G high-speed optical signal output. Kapag tumatanggap ng mga signal ng unit, ang natanggap na 1-channel 400G high-speed optical signal ay ipinapasok sa pamamagitan ng optical interface unit, kino-convert sa 8-channel 50Gbps high-speed optical signal sa pamamagitan ng isang demultiplexer, tinatanggap ng isang optical receiver, at kino-convert sa isang electrical signal. Pagkatapos ng clock recovery, amplification, equalization, at PAM4 demodulation sa pamamagitan ng isang DSP processing chip, ang electrical signal ay kino-convert sa 16 na channel ng 25G NRZ electrical signal.

Ilapat ang teknolohiyang PAM4 modulation sa 400Gb/s optical modules. Ang 400Gb/s optical module na nakabatay sa PAM4 modulation ay maaaring makabawas sa bilang ng mga kinakailangang laser sa transmitting end at kasabay nito ay makababawas sa bilang ng mga kinakailangang receiver sa receiving end dahil sa paggamit ng mga higher-order modulation techniques kumpara sa NRZ. Binabawasan ng PAM4 modulation ang bilang ng mga optical component sa optical module, na maaaring magdulot ng mga bentahe tulad ng mas mababang gastos sa pag-assemble, nabawasang paggamit ng kuryente, at mas maliit na laki ng packaging.

Mayroong pangangailangan para sa 50Gbit/s optical modules sa 5G transmission at backhaul networks, at isang solusyon batay sa 25G optical devices at kinumpleto ng PAM4 pulse amplitude modulation format ang ginagamit upang makamit ang mga kinakailangan sa mababang gastos at mataas na bandwidth.

Kapag inilalarawan ang mga signal ng PAM-4, mahalagang bigyang-pansin ang pagkakaiba sa pagitan ng baud rate at bit rate. Para sa mga tradisyonal na signal ng NRZ, dahil ang isang simbolo ay nagpapadala ng isang bit ng data, ang bit rate at baud rate ay pareho. Halimbawa, sa 100G Ethernet, gamit ang apat na 25.78125GBaud signal para sa transmisyon, ang bit rate sa bawat signal ay 25.78125Gbps din, at ang apat na signal ay nakakamit ng 100Gbps signal transmission; Para sa mga signal ng PAM-4, dahil ang isang simbolo ay nagpapadala ng 2 bit ng data, ang bit rate na maaaring ipadala ay doble sa baud rate. Halimbawa, gamit ang 4 na channel ng 26.5625GBaud signal para sa transmisyon sa 200G Ethernet, ang bit rate sa bawat channel ay 53.125Gbps, at ang 4 na channel ng signal ay maaaring makamit ang 200Gbps signal transmission. Para sa 400G Ethernet, maaari itong makamit gamit ang 8 channel ng 26.5625GBaud signal.