Trước khi tìm hiểu công nghệ PAM4, công nghệ điều chế là gì? Công nghệ điều chế là kỹ thuật chuyển đổi tín hiệu băng 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 ở khoảng cách xa, cần 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 thị 1 và 0 của tín hiệu logic kỹ thuật số và có thể truyền 1 bit thông tin logic trên mỗi chu kỳ đồng hồ.
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 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 và giảm chi phí một cách hiệu quả.
Công nghệ PAM4 đã được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực kết nối tín hiệu tốc độ cao. Hiện tại, 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 400G DML dựa trên điều chế PAM4 như sau: khi truyền tín hiệu của thiết bị, 16 kênh tín hiệu điện 25G NRZ nhận được là đầu vào từ thiết bị giao diện điện, được xử lý trước bởi bộ xử lý DSP, được điều chế PAM4 và xuất ra 8 kênh tín hiệu điện 25G PAM4, được tải vào chip điều khiển. Các 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 đầu ra tín hiệu quang tốc độ cao 400G. Khi nhận tín hiệu đơn vị, tín hiệu quang tốc độ cao 1 kênh 400G nhận được sẽ được đưa vào thông qua thiết bị giao diện quang, được chuyển đổi thành tín hiệu quang tốc độ cao 8 kênh 50Gbps thông qua bộ tách kênh, được nhận bởi bộ thu quang và chuyển đổi thành tín hiệu điện. tín hiệu. Sau khi phục hồi đồng hồ, 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 module quang 400Gb/s. Mô-đun quang 400Gb/s dựa trên điều chế PAM4 có thể giảm số lượng tia laser cần thiết ở đầu truyền 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 giúp giảm số lượng thành phần quang học trong mô-đun quang, điều này có thể mang lại những ưu điểm như chi phí lắp ráp thấp hơn, giảm mức tiêu thụ điện năng và kích thước đóng gói nhỏ hơn.
Có nhu cầu về mô-đun quang 50Gbit/s trong mạng truyền tải và truyền dẫn 5G, đồng thời, giải pháp dựa trên thiết bị quang 25G và được bổ sung bằng định dạng điều chế biên độ xung PAM4 đã được áp dụng để đạt được yêu cầu 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, do một ký hiệu truyền một bit dữ liệu nên 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 tốc độ truyền tín hiệu 100Gbps; Đối với tín hiệu PAM-4, do một ký hiệu truyền 2 bit dữ liệu nên 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 tốc độ truyền tín hiệu 200Gbps. Đối với Ethernet 400G, có thể đạt được điều này với 8 kênh tín hiệu 26,5625GBaud.
Thời gian đăng: Jan-02-2025