Trước khi tìm hiểu về công nghệ PAM4, công nghệ điều chế là gì? Công nghệ điều chế là kỹ thuật chuyển đổi tín hiệu băng tần cơ sở (tín hiệu điện thô) thành tín hiệu truyền dẫn. Để đảm bảo hiệu quả truyền thông và khắc phục các vấn đề trong truyền tín hiệu đường dài, cần phải chuyển phổ tín hiệu sang kênh tần số cao thông qua điều chế để truyền dẫn.
PAM4 là kỹ thuật điều chế biên độ xung bậc bốn (PAM).
Tín hiệu PAM là công nghệ truyền tín hiệu phổ biến sau NRZ (Non Return to Zero).
Tín hiệu NRZ sử dụng hai mức tín hiệu, cao và thấp, để biểu diễn 1 và 0 của tín hiệu logic kỹ thuật số và có thể truyền 1 bit thông tin logic trên mỗi chu kỳ xung nhịp.
Tín hiệu PAM4 sử dụng 4 mức tín hiệu khác nhau để truyền tín hiệu và mỗi chu kỳ xung nhịp có thể truyền 2 bit thông tin logic, cụ thể là 00, 01, 10 và 11.
Do đó, trong cùng điều kiện tốc độ truyền, tốc độ bit của tín hiệu PAM4 gấp đôi tốc độ bit của tín hiệu NRZ, giúp tăng gấp đôi hiệu suất truyền dẫn và giảm chi phí hiệu quả.
Công nghệ PAM4 đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực kết nối tín hiệu tốc độ cao. Hiện nay, có mô-đun thu phát quang 400G dựa trên công nghệ điều chế PAM4 cho trung tâm dữ liệu và mô-đun thu phát quang 50G dựa trên công nghệ điều chế PAM4 cho mạng kết nối 5G.
Quy trình triển khai mô-đun thu phát quang DML 400G dựa trên điều chế PAM4 như sau: khi truyền tín hiệu đơn vị, 16 kênh tín hiệu điện 25G NRZ đã nhận được được đưa vào từ đơn vị giao diện điện, được xử lý trước bởi bộ xử lý DSP, điều chế PAM4 và đưa ra 8 kênh tín hiệu điện 25G PAM4, được tải lên chip điều khiển. Tín hiệu điện tốc độ cao được chuyển đổi thành 8 kênh tín hiệu quang tốc độ cao 50Gbps thông qua 8 kênh laser, kết hợp bằng bộ ghép kênh phân chia bước sóng và tổng hợp thành 1 kênh tín hiệu quang tốc độ cao 400G đầu ra. Khi nhận tín hiệu đơn vị, tín hiệu quang tốc độ cao 400G 1 kênh đã nhận được được đưa vào thông qua đơn vị giao diện quang, được chuyển đổi thành tín hiệu quang tốc độ cao 8 kênh 50Gbps thông qua bộ tách kênh, được bộ thu quang nhận và chuyển đổi thành tín hiệu điện. Sau khi khôi phục xung nhịp, khuếch đại, cân bằng và giải điều chế PAM4 bằng chip xử lý DSP, tín hiệu điện được chuyển đổi thành 16 kênh tín hiệu điện 25G NRZ.
Áp dụng công nghệ điều chế PAM4 cho các mô-đun quang 400Gb/giây. Mô-đun quang 400Gb/giây dựa trên điều chế PAM4 có thể giảm số lượng laser cần thiết ở đầu phát và tương ứng giảm số lượng máy thu cần thiết ở đầu thu do sử dụng các kỹ thuật điều chế bậc cao hơn so với NRZ. Điều chế PAM4 làm giảm số lượng linh kiện quang trong mô-đun quang, có thể mang lại những lợi thế như chi phí lắp ráp thấp hơn, giảm mức tiêu thụ điện năng và kích thước đóng gói nhỏ hơn.
Có nhu cầu về các mô-đun quang 50Gbit/giây trong mạng truyền dẫn và mạng truyền dẫn ngược 5G và giải pháp dựa trên thiết bị quang 25G được bổ sung bằng định dạng điều chế biên độ xung PAM4 được áp dụng để đạt được yêu cầu về băng thông cao và chi phí thấp.
Khi mô tả tín hiệu PAM-4, điều quan trọng là phải chú ý đến sự khác biệt giữa tốc độ truyền và tốc độ bit. Đối với tín hiệu NRZ truyền thống, vì một ký hiệu truyền một bit dữ liệu, tốc độ bit và tốc độ truyền là như nhau. Ví dụ, trong Ethernet 100G, sử dụng bốn tín hiệu 25,78125GBaud để truyền, tốc độ bit trên mỗi tín hiệu cũng là 25,78125Gbps và bốn tín hiệu đạt được tốc độ truyền tín hiệu 100Gbps; Đối với tín hiệu PAM-4, vì một ký hiệu truyền 2 bit dữ liệu, tốc độ bit có thể truyền gấp đôi tốc độ truyền. Ví dụ, sử dụng 4 kênh tín hiệu 26,5625GBaud để truyền trong Ethernet 200G, tốc độ bit trên mỗi kênh là 53,125Gbps và 4 kênh tín hiệu có thể đạt được tốc độ truyền tín hiệu 200Gbps. Đối với Ethernet 400G, có thể đạt được với 8 kênh tín hiệu 26,5625GBaud.
Thời gian đăng: 02-01-2025