Panimula sa PAM4 Technology

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

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

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

Ang NRZ signal 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 logic na impormasyon sa bawat clock cycle.

Gumagamit ang signal ng PAM4 ng 4 na magkakaibang antas ng signal para sa paghahatid ng signal, at ang bawat cycle ng orasan 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 dalawang beses kaysa sa NRZ signal, na nagdodoble sa kahusayan ng paghahatid at epektibong binabawasan ang mga gastos.

Ang teknolohiyang PAM4 ay malawakang ginagamit sa larangan ng high-speed signal interconnection. Sa kasalukuyan, mayroong 400G optical transceiver module batay sa PAM4 modulation technology para sa data center at 50G optical transceiver module batay sa PAM4 modulation technology para sa 5G interconnection network.

Ang proseso ng pagpapatupad 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 signal ay input mula sa electrical interface unit, preprocessed ng DSP processor, PAM4 modulated, at mag-output ng 8 channel ng 25G PAM4 na mga de-koryenteng signal, na na-load sa driver chip. Ang mga high-speed electrical signal ay kino-convert sa 8 channel ng 50Gbps high-speed optical signal sa pamamagitan ng 8 channel ng lasers, pinagsama ng wavelength division multiplexer, at na-synthesize sa 1 channel ng 400G high-speed optical signal output. Kapag tumatanggap ng mga signal ng unit, ang natanggap na 1-channel na 400G high-speed optical signal ay input sa pamamagitan ng optical interface unit, na-convert sa 8-channel na 50Gbps high-speed optical signal sa pamamagitan ng demultiplexer, natanggap ng optical receiver, at na-convert sa isang electrical hudyat. Pagkatapos ng pagbawi ng orasan, amplification, equalization, at demodulation ng PAM4 sa pamamagitan ng isang DSP processing chip, ang electrical signal ay na-convert sa 16 na channel ng 25G NRZ electrical signal.

Ilapat ang PAM4 modulation technology sa 400Gb/s optical modules. Ang 400Gb/s optical module na nakabatay sa PAM4 modulation ay maaaring mabawasan ang bilang ng mga kinakailangang laser sa dulo ng pagpapadala at naaayon na bawasan ang bilang ng mga kinakailangang receiver sa receiving end dahil sa paggamit ng mas mataas na order na mga diskarte sa modulasyon kumpara sa NRZ. Binabawasan ng modulasyon ng PAM4 ang bilang ng mga optical na bahagi sa optical module, na maaaring magdala ng mga pakinabang tulad ng mas mababang gastos sa pagpupulong, pinababang konsumo ng kuryente, at mas maliit na laki ng packaging.

May pangangailangan para sa 50Gbit/s optical modules sa 5G transmission at backhaul network, at isang solusyon na nakabatay sa 25G optical device at dinagdagan ng PAM4 pulse amplitude modulation format ay pinagtibay upang makamit ang mura at mataas na mga kinakailangan sa bandwidth.

Kapag naglalarawan ng mga signal ng PAM-4, mahalagang bigyang-pansin ang pagkakaiba sa pagitan ng baud rate at bit rate. Para sa mga tradisyonal na NRZ signal, 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 transmission, 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 bits ng data, ang bit rate na maaaring ipadala ay dalawang beses sa baud rate. Halimbawa, gamit ang 4 na channel ng 26.5625GBaud signal para sa transmission sa 200G Ethernet, ang bit rate sa bawat channel ay 53.125Gbps, at 4 na channel ng signal ang makakamit ng 200Gbps signal transmission. Para sa 400G Ethernet, maaari itong makamit gamit ang 8 channel ng 26.5625GBaud signal.