ก่อนที่จะเข้าใจเทคโนโลยี PAM4 เทคโนโลยีการมอดูเลตคืออะไร? เทคโนโลยีการมอดูเลตคือเทคนิคการแปลงสัญญาณเบสแบนด์ (สัญญาณไฟฟ้าดิบ) ให้เป็นสัญญาณส่ง เพื่อให้การสื่อสารมีประสิทธิภาพและแก้ไขปัญหาในการส่งสัญญาณระยะไกล จำเป็นต้องถ่ายโอนสเปกตรัมสัญญาณไปยังช่องสัญญาณความถี่สูงผ่านการมอดูเลตเพื่อส่งสัญญาณ
PAM4 เป็นเทคนิคการมอดูเลตแอมพลิจูดพัลส์ลำดับที่สี่ (PAM)
สัญญาณ PAM เป็นเทคโนโลยีการส่งสัญญาณที่ได้รับความนิยมหลังจาก NRZ (Non Return to Zero)
สัญญาณ NRZ ใช้ระดับสัญญาณ 2 ระดับ คือ สูงและต่ำ เพื่อแสดง 1 และ 0 ของสัญญาณลอจิกดิจิทัล และสามารถส่งข้อมูลลอจิกได้ 1 บิตต่อรอบสัญญาณนาฬิกา
สัญญาณ PAM4 ใช้ระดับสัญญาณที่แตกต่างกัน 4 ระดับในการส่งสัญญาณ และแต่ละรอบสัญญาณนาฬิกาสามารถส่งข้อมูลตรรกะได้ 2 บิต คือ 00, 01, 10 และ 11
ดังนั้น ภายใต้เงื่อนไขอัตราบอดเรตเดียวกัน อัตราบิตของสัญญาณ PAM4 จะเท่ากับสัญญาณ NRZ สองเท่า ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพในการส่งข้อมูลเป็นสองเท่าและลดต้นทุนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
เทคโนโลยี PAM4 ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในด้านการเชื่อมต่อสัญญาณความเร็วสูง ปัจจุบันมีโมดูลตัวรับส่งสัญญาณออปติคอล 400G ที่ใช้เทคโนโลยีการมอดูเลต PAM4 สำหรับศูนย์ข้อมูล และโมดูลตัวรับส่งสัญญาณออปติคอล 50G ที่ใช้เทคโนโลยีการมอดูเลต PAM4 สำหรับเครือข่ายเชื่อมต่อ 5G
กระบวนการใช้งานโมดูลรับส่งสัญญาณออปติคัล 400G DML ที่ใช้การมอดูเลตแบบ PAM4 มีดังนี้: เมื่อส่งสัญญาณยูนิต สัญญาณไฟฟ้า NRZ 25G จำนวน 16 ช่องสัญญาณที่รับเข้ามา จะถูกป้อนเข้าจากยูนิตอินเทอร์เฟซทางไฟฟ้า ซึ่งประมวลผลล่วงหน้าโดยหน่วยประมวลผล DSP มอดูเลตแบบ PAM4 และส่งสัญญาณไฟฟ้า 25G PAM4 จำนวน 8 ช่องสัญญาณ ซึ่งจะถูกโหลดลงบนชิปไดรเวอร์ สัญญาณไฟฟ้าความเร็วสูงจะถูกแปลงเป็นสัญญาณออปติคัลความเร็วสูง 50Gbps จำนวน 8 ช่องสัญญาณ ผ่านเลเซอร์ 8 ช่องสัญญาณ รวมกันโดยมัลติเพล็กเซอร์แบบแบ่งความยาวคลื่น และสังเคราะห์เป็นสัญญาณออปติคัลความเร็วสูง 400G จำนวน 1 ช่องสัญญาณ เมื่อรับสัญญาณยูนิต สัญญาณออปติคัลความเร็วสูง 400G จำนวน 1 ช่องสัญญาณที่รับเข้ามา จะถูกป้อนเข้าผ่านยูนิตอินเทอร์เฟซทางแสง แปลงเป็นสัญญาณออปติคัลความเร็วสูง 50Gbps จำนวน 8 ช่องสัญญาณ ผ่านดีมัลติเพล็กเซอร์ รับโดยตัวรับสัญญาณออปติคัล และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า หลังจากการกู้คืนสัญญาณนาฬิกา การขยาย การปรับสมดุล และการดีมอดูเลต PAM4 โดยชิปประมวลผล DSP สัญญาณไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า NRZ 25G จำนวน 16 ช่อง
ประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการมอดูเลต PAM4 กับโมดูลออปติคัล 400Gb/s โมดูลออปติคัล 400Gb/s ที่ใช้การมอดูเลต PAM4 สามารถลดจำนวนเลเซอร์ที่ต้องใช้ที่ฝั่งส่งสัญญาณ และลดจำนวนตัวรับที่ฝั่งรับลงได้ เนื่องจากการใช้เทคนิคการมอดูเลตลำดับสูงเมื่อเทียบกับ NRZ การมอดูเลต PAM4 ช่วยลดจำนวนส่วนประกอบออปติคัลในโมดูลออปติคัล ซึ่งนำมาซึ่งข้อดีต่างๆ เช่น ต้นทุนการประกอบที่ลดลง การใช้พลังงานที่ลดลง และขนาดบรรจุภัณฑ์ที่เล็กลง
มีความต้องการโมดูลออปติก 50Gbit/s ในเครือข่ายการส่งสัญญาณ 5G และเครือข่ายแบ็คฮอล และมีการนำโซลูชันที่ใช้อุปกรณ์ออปติก 25G และเสริมด้วยรูปแบบการมอดูเลตแอมพลิจูดพัลส์ PAM4 มาใช้เพื่อให้บรรลุความต้องการแบนด์วิดท์สูงและมีต้นทุนต่ำ
เมื่ออธิบายสัญญาณ PAM-4 สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงความแตกต่างระหว่างอัตราบอดเรตและอัตราบิต สำหรับสัญญาณ NRZ แบบดั้งเดิม เนื่องจากสัญลักษณ์หนึ่งส่งข้อมูลหนึ่งบิต อัตราบิตและอัตราบอดเรตจึงเท่ากัน ตัวอย่างเช่น ใน 100G Ethernet ที่ใช้สัญญาณ 25.78125GBaud สี่สัญญาณสำหรับการส่งข้อมูล อัตราบิตของแต่ละสัญญาณจะเป็น 25.78125Gbps เช่นกัน และสัญญาณทั้งสี่สามารถส่งสัญญาณได้ 100Gbps สำหรับสัญญาณ PAM-4 เนื่องจากสัญลักษณ์หนึ่งส่งข้อมูล 2 บิต อัตราบิตที่สามารถส่งได้จึงเป็นสองเท่าของอัตราบอดเรต ตัวอย่างเช่น การใช้สัญญาณ 26.5625GBaud สี่ช่องสำหรับการส่งข้อมูลใน 200G Ethernet อัตราบิตของแต่ละช่องคือ 53.125Gbps และสัญญาณ 4 ช่องสามารถส่งสัญญาณได้ 200Gbps สำหรับ 400G Ethernet สามารถทำได้ด้วยสัญญาณ 26.5625GBaud แปดช่อง
เวลาโพสต์: 02-01-2025