ก่อนที่จะเข้าใจเทคโนโลยี PAM4 เทคโนโลยีการมอดูเลชั่นคืออะไร เทคโนโลยีการมอดูเลชั่นคือเทคนิคในการแปลงสัญญาณเบสแบนด์ (สัญญาณไฟฟ้าดิบ) ให้เป็นสัญญาณการส่งสัญญาณ เพื่อให้การสื่อสารมีประสิทธิภาพและแก้ไขปัญหาในการส่งสัญญาณระยะไกล จำเป็นต้องถ่ายโอนสเปกตรัมสัญญาณไปยังช่องสัญญาณความถี่สูงผ่านการมอดูเลชั่นเพื่อการส่งสัญญาณ
PAM4 เป็นเทคนิคการมอดูเลตแอมพลิจูดพัลส์อันดับที่สี่ (PAM)
สัญญาณ PAM เป็นเทคโนโลยีการส่งสัญญาณที่ได้รับความนิยมหลังจาก NRZ (Non Return to Zero)
สัญญาณ NRZ ใช้ระดับสัญญาณ 2 ระดับ คือ สูงและต่ำ เพื่อแสดง 1 และ 0 ของสัญญาณลอจิกดิจิทัล และสามารถส่งข้อมูลลอจิก 1 บิตต่อรอบสัญญาณนาฬิกา
สัญญาณ PAM4 ใช้ระดับสัญญาณ 4 ระดับที่แตกต่างกันในการส่งสัญญาณ และแต่ละรอบสัญญาณนาฬิกาสามารถส่งข้อมูลตรรกะได้ 2 บิต คือ 00, 01, 10 และ 11
ดังนั้น ภายใต้เงื่อนไขบอดเรตเดียวกัน อัตราบิตของสัญญาณ PAM4 จะสูงกว่าสัญญาณ NRZ สองเท่า ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพในการส่งข้อมูลเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าและลดต้นทุนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
เทคโนโลยี PAM4 ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการเชื่อมต่อสัญญาณความเร็วสูง ปัจจุบันมีโมดูลตัวรับส่งสัญญาณออปติก 400G ที่ใช้เทคโนโลยีการมอดูเลต PAM4 สำหรับศูนย์ข้อมูล และโมดูลตัวรับส่งสัญญาณออปติก 50G ที่ใช้เทคโนโลยีการมอดูเลต PAM4 สำหรับเครือข่ายเชื่อมต่อ 5G
กระบวนการใช้งานโมดูลตัวรับส่งสัญญาณออปติก 400G DML ที่ใช้การมอดูเลต PAM4 มีดังนี้: เมื่อส่งสัญญาณยูนิต สัญญาณไฟฟ้า NRZ 25G จำนวน 16 ช่องที่รับได้จะป้อนเข้าจากยูนิตอินเทอร์เฟซไฟฟ้า ประมวลผลล่วงหน้าโดยโปรเซสเซอร์ DSP มอดูเลต PAM4 และส่งสัญญาณไฟฟ้า PAM4 25G จำนวน 8 ช่องซึ่งโหลดลงบนชิปไดรเวอร์ สัญญาณไฟฟ้าความเร็วสูงจะถูกแปลงเป็นสัญญาณออปติกความเร็วสูง 50Gbps จำนวน 8 ช่องผ่านเลเซอร์ 8 ช่อง รวมกันโดยมัลติเพล็กเซอร์แบบแบ่งความยาวคลื่น และสังเคราะห์เป็นสัญญาณออปติกความเร็วสูง 400G จำนวน 1 ช่อง เมื่อรับสัญญาณยูนิต สัญญาณออปติกความเร็วสูง 400G จำนวน 1 ช่องที่รับได้จะป้อนเข้าผ่านยูนิตอินเทอร์เฟซออปติก แปลงเป็นสัญญาณออปติกความเร็วสูง 50Gbps จำนวน 8 ช่องผ่านดีมัลติเพล็กเซอร์ รับโดยตัวรับออปติก และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า หลังการกู้คืนสัญญาณนาฬิกา การขยาย การปรับสมดุล และการดีมอดูเลต PAM4 โดยชิปประมวลผล DSP สัญญาณไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า NRZ 25G จำนวน 16 ช่อง
ใช้เทคโนโลยีการมอดูเลต PAM4 กับโมดูลออปติก 400Gb/s โมดูลออปติก 400Gb/s ที่ใช้การมอดูเลต PAM4 สามารถลดจำนวนเลเซอร์ที่จำเป็นที่ปลายทางส่งสัญญาณ และลดจำนวนตัวรับที่จำเป็นที่ปลายทางรับได้ เนื่องจากใช้เทคนิคการมอดูเลตลำดับที่สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ NRZ การมอดูเลต PAM4 ช่วยลดจำนวนส่วนประกอบออปติกในโมดูลออปติก ซึ่งอาจนำมาซึ่งข้อดี เช่น ต้นทุนการประกอบที่ลดลง การใช้พลังงานที่ลดลง และขนาดบรรจุภัณฑ์ที่เล็กลง
มีความต้องการโมดูลออปติก 50Gbit/s ในเครือข่ายการส่งสัญญาณ 5G และเครือข่ายแบ็คฮอล และมีการใช้โซลูชั่นที่อิงตามอุปกรณ์ออปติก 25G และเสริมด้วยรูปแบบการมอดูเลตแอมพลิจูดพัลส์ PAM4 เพื่อให้ได้ความต้องการแบนด์วิดท์สูงและมีต้นทุนต่ำ
เมื่ออธิบายสัญญาณ PAM-4 สิ่งสำคัญคือต้องใส่ใจกับความแตกต่างระหว่างบอดเรตและบิตเรต สำหรับสัญญาณ NRZ แบบดั้งเดิม เนื่องจากสัญลักษณ์หนึ่งส่งข้อมูลหนึ่งบิต บิตเรตและบอดเรตจึงเท่ากัน ตัวอย่างเช่น ในอีเทอร์เน็ต 100G ที่ใช้สัญญาณ 25.78125GBaud สี่สัญญาณในการส่งข้อมูล บิตเรตของแต่ละสัญญาณก็จะเป็น 25.78125Gbps เช่นกัน และสัญญาณทั้งสี่จะส่งสัญญาณได้ 100Gbps สำหรับสัญญาณ PAM-4 เนื่องจากสัญลักษณ์หนึ่งส่งข้อมูล 2 บิต บิตเรตที่สามารถส่งได้จึงเป็นสองเท่าของบอดเรต ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้สัญญาณ 26.5625GBaud 4 ช่องในการส่งข้อมูลในอีเทอร์เน็ต 200G บิตเรตในแต่ละช่องจะอยู่ที่ 53.125Gbps และสัญญาณ 4 ช่องสามารถส่งสัญญาณได้ 200Gbps สำหรับอีเทอร์เน็ต 400G สามารถทำได้ด้วยสัญญาณ 26.5625GBaud 8 ช่อง
เวลาโพสต์ : 02-01-2025