ก่อนจะมาทำความเข้าใจกับเทคโนโลยี PAM4 เทคโนโลยี Modulation คืออะไร? เทคโนโลยีการมอดูเลตเป็นเทคนิคในการแปลงสัญญาณเบสแบนด์ (สัญญาณไฟฟ้าดิบ) ให้เป็นสัญญาณส่งสัญญาณ เพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพการสื่อสารและเอาชนะปัญหาในการส่งสัญญาณทางไกล จำเป็นต้องถ่ายโอนสเปกตรัมสัญญาณไปยังช่องสัญญาณความถี่สูงผ่านการมอดูเลตสำหรับการส่งสัญญาณ
PAM4 เป็นเทคนิคการปรับพัลส์แอมพลิจูดมอดูเลชั่น (PAM) ลำดับที่สี่
สัญญาณ PAM เป็นเทคโนโลยีการส่งสัญญาณยอดนิยมรองจาก NRZ (Non Return to Zero)
สัญญาณ NRZ ใช้ระดับสัญญาณสองระดับ สูงและต่ำ เพื่อแสดง 1 และ 0 ของสัญญาณลอจิกดิจิทัล และสามารถส่งข้อมูลลอจิกได้ 1 บิตต่อรอบสัญญาณนาฬิกา
สัญญาณ PAM4 ใช้ระดับสัญญาณที่แตกต่างกัน 4 ระดับในการส่งสัญญาณ และแต่ละรอบสัญญาณนาฬิกาสามารถส่งข้อมูลลอจิกได้ 2 บิต ได้แก่ 00, 01, 10 และ 11
ดังนั้น ภายใต้เงื่อนไขอัตราบอดเดียวกัน อัตราบิตของสัญญาณ PAM4 จึงเป็นสองเท่าของสัญญาณ NRZ ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพการส่งข้อมูลเป็นสองเท่าและลดต้นทุนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
เทคโนโลยี PAM4 ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการเชื่อมต่อโครงข่ายสัญญาณความเร็วสูง ปัจจุบัน มีโมดูลตัวรับส่งสัญญาณแสง 400G ที่ใช้เทคโนโลยีการปรับ PAM4 สำหรับศูนย์ข้อมูล และโมดูลตัวรับส่งสัญญาณแสง 50G ที่ใช้เทคโนโลยีการปรับ PAM4 สำหรับเครือข่ายเชื่อมต่อโครงข่าย 5G
กระบวนการใช้งานโมดูลตัวรับส่งสัญญาณออปติคัล 400G DML ที่ใช้การปรับ PAM4 มีดังต่อไปนี้: เมื่อส่งสัญญาณหน่วย สัญญาณไฟฟ้า 25G NRZ 16 ช่องที่ได้รับจะถูกอินพุตจากหน่วยอินเทอร์เฟซไฟฟ้า ประมวลผลล่วงหน้าโดยโปรเซสเซอร์ DSP, ปรับ PAM4 และ ส่งสัญญาณไฟฟ้า 25G PAM4 8 ช่องสัญญาณซึ่งโหลดลงบนชิปไดรเวอร์ สัญญาณไฟฟ้าความเร็วสูงจะถูกแปลงเป็น 8 ช่องสัญญาณของสัญญาณแสงความเร็วสูง 50Gbps ผ่านเลเซอร์ 8 ช่อง รวมกันโดยมัลติเพล็กเซอร์แบบแบ่งความยาวคลื่น และสังเคราะห์เป็น 1 ช่องสัญญาณของเอาต์พุตสัญญาณแสงความเร็วสูง 400G เมื่อรับสัญญาณยูนิต สัญญาณออปติคัลความเร็วสูง 400G 1 แชนเนลที่ได้รับจะถูกป้อนผ่านยูนิตอินเทอร์เฟซแบบออปติคอล แปลงเป็นสัญญาณออปติคัลความเร็วสูง 8 แชนเนล 50Gbps ผ่านดีมัลติเพล็กซ์เซอร์ รับโดยตัวรับออปติคัล และแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า สัญญาณ. หลังจากการฟื้นตัวของสัญญาณนาฬิกา การขยาย การปรับสมดุล และดีมอดูเลต PAM4 โดยชิปประมวลผล DSP สัญญาณไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า 25G NRZ 16 ช่อง
ใช้เทคโนโลยีการปรับ PAM4 กับโมดูลออปติคัล 400Gb/s โมดูลออปติคัล 400Gb/s ที่ใช้การมอดูเลต PAM4 สามารถลดจำนวนเลเซอร์ที่ต้องการที่ปลายการส่งสัญญาณ และลดจำนวนตัวรับที่ต้องการที่ปลายการรับได้สอดคล้องกัน เนื่องจากการใช้เทคนิคการมอดูเลตที่มีลำดับสูงกว่าเมื่อเทียบกับ NRZ การปรับ PAM4 ช่วยลดจำนวนส่วนประกอบออปติคอลในโมดูลออปติคัล ซึ่งสามารถนำมาซึ่งข้อดี เช่น ต้นทุนการประกอบที่ลดลง การใช้พลังงานที่ลดลง และขนาดบรรจุภัณฑ์ที่เล็กลง
มีความต้องการโมดูลออปติคัล 50Gbit/s ในเครือข่ายการส่งผ่าน 5G และเครือข่าย backhaul และมีการใช้โซลูชันที่อิงกับอุปกรณ์ออพติคอล 25G และเสริมด้วยรูปแบบการปรับแอมพลิจูดพัลส์ PAM4 เพื่อให้บรรลุความต้องการแบนด์วิธที่มีต้นทุนต่ำและสูง
เมื่ออธิบายสัญญาณ PAM-4 สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงความแตกต่างระหว่างอัตรารับส่งข้อมูลและอัตราบิต สำหรับสัญญาณ NRZ แบบดั้งเดิม เนื่องจากสัญลักษณ์หนึ่งส่งข้อมูลหนึ่งบิต อัตราบิตและอัตรารับส่งข้อมูลจึงเหมือนกัน ตัวอย่างเช่น ใน 100G Ethernet ที่ใช้สัญญาณ 25.78125GBaud สี่สัญญาณในการส่งสัญญาณ อัตราบิตของแต่ละสัญญาณจะเป็น 25.78125Gbps เช่นกัน และสัญญาณทั้งสี่สามารถบรรลุการส่งสัญญาณ 100Gbps สำหรับสัญญาณ PAM-4 เนื่องจากสัญลักษณ์หนึ่งส่งข้อมูล 2 บิต อัตราบิตที่สามารถส่งได้จึงเป็นสองเท่าของอัตรารับส่งข้อมูล ตัวอย่างเช่น การใช้สัญญาณ 26.5625GBaud 4 ช่องสัญญาณสำหรับการส่งสัญญาณในอีเทอร์เน็ต 200G อัตราบิตของแต่ละช่องสัญญาณคือ 53.125Gbps และสัญญาณ 4 ช่องสัญญาณสามารถบรรลุการส่งสัญญาณ 200Gbps สำหรับอีเทอร์เน็ต 400G สามารถทำได้ด้วยสัญญาณ 26.5625GBaud จำนวน 8 ช่องสัญญาณ
เวลาโพสต์: Jan-02-2025