Utangulizi wa Teknolojia ya PAM4

Kabla ya kuelewa teknolojia ya PAM4, teknolojia ya moduli ni nini? Teknolojia ya moduli ni mbinu ya kubadilisha ishara za besibendi (ishara mbichi za umeme) kuwa ishara za upitishaji. Ili kuhakikisha ufanisi wa mawasiliano na kushinda matatizo katika upitishaji wa ishara za masafa marefu, ni muhimu kuhamisha wigo wa ishara hadi kwenye njia ya masafa ya juu kupitia moduli kwa ajili ya upitishaji.

PAM4 ni mbinu ya urekebishaji wa amplitude ya mapigo ya mpangilio wa nne (PAM).

Ishara ya PAM ni teknolojia maarufu ya upitishaji wa mawimbi baada ya NRZ (Isiyorudi kwenye Zero).

Ishara ya NRZ hutumia viwango viwili vya ishara, vya juu na vya chini, kuwakilisha 1 na 0 ya ishara ya kidijitali ya mantiki, na inaweza kusambaza biti 1 ya taarifa ya mantiki kwa kila mzunguko wa saa.

Ishara ya PAM4 hutumia viwango 4 tofauti vya ishara kwa ajili ya upitishaji wa ishara, na kila mzunguko wa saa unaweza kusambaza biti 2 za taarifa za mantiki, yaani 00, 01, 10, na 11.
Kwa hivyo, chini ya hali sawa ya kiwango cha baud, kiwango cha biti cha ishara ya PAM4 ni mara mbili ya ile ya ishara ya NRZ, ambayo huongeza mara mbili ufanisi wa upitishaji na hupunguza gharama kwa ufanisi.

Teknolojia ya PAM4 imetumika sana katika uwanja wa muunganisho wa mawimbi ya kasi ya juu. Kwa sasa, kuna moduli ya transceiver ya macho ya 400G kulingana na teknolojia ya urekebishaji wa PAM4 kwa kituo cha data na moduli ya transceiver ya macho ya 50G kulingana na teknolojia ya urekebishaji wa PAM4 kwa mtandao wa muunganisho wa 5G.

Mchakato wa utekelezaji wa moduli ya transceiver ya macho ya 400G DML kulingana na urekebishaji wa PAM4 ni kama ifuatavyo: wakati wa kusambaza ishara za kitengo, njia 16 zilizopokelewa za ishara za umeme za 25G NRZ huingizwa kutoka kwa kitengo cha kiolesura cha umeme, husindikwa mapema na kichakataji cha DSP, hubadilishwa na PAM4, na kutoa njia 8 za ishara za umeme za 25G PAM4, ambazo hupakiwa kwenye chipu ya kiendeshi. Ishara za umeme za kasi ya juu hubadilishwa kuwa njia 8 za ishara za macho za kasi ya juu za 50Gbps kupitia njia 8 za leza, zikiunganishwa na kizidishi cha mgawanyiko wa urefu wa wimbi, na kusanisiwa kuwa chaneli 1 ya matokeo ya ishara ya macho ya kasi ya juu ya 400G. Wakati wa kupokea ishara za kitengo, ishara ya macho ya kasi ya juu ya 400G inayopokelewa huingizwa kupitia kitengo cha kiolesura cha macho, hubadilishwa kuwa ishara ya macho ya kasi ya juu ya 50Gbps kupitia kiondoa multiplexer, hupokelewa na kipokezi cha macho, na kubadilishwa kuwa ishara ya umeme. Baada ya kurejesha saa, ukuzaji, usawazishaji, na uondoaji wa PAM4 na chipu ya usindikaji wa DSP, ishara ya umeme hubadilishwa kuwa chaneli 16 za ishara ya umeme ya 25G NRZ.

Tumia teknolojia ya urekebishaji wa PAM4 kwenye moduli za macho za 400Gb/s. Moduli ya macho ya 400Gb/s kulingana na urekebishaji wa PAM4 inaweza kupunguza idadi ya leza zinazohitajika kwenye ncha ya kupitisha na kupunguza idadi ya vipokezi vinavyohitajika kwenye ncha ya kupokea kutokana na matumizi ya mbinu za urekebishaji wa mpangilio wa juu ikilinganishwa na NRZ. Urekebishaji wa PAM4 hupunguza idadi ya vipengele vya macho kwenye moduli ya macho, ambayo inaweza kuleta faida kama vile gharama za chini za uunganishaji, matumizi ya nguvu yaliyopunguzwa, na ukubwa mdogo wa vifungashio.

Kuna mahitaji ya moduli za macho za 50Gbit/s katika mitandao ya upitishaji na urejeshaji wa data ya 5G, na suluhisho linalotegemea vifaa vya macho vya 25G na kuongezewa na umbizo la moduli ya amplitude ya mapigo ya PAM4 linatumika ili kufikia mahitaji ya kipimo data cha gharama nafuu na cha juu.

Unapoelezea ishara za PAM-4, ni muhimu kuzingatia tofauti kati ya kiwango cha baud na kiwango cha biti. Kwa ishara za kawaida za NRZ, kwa kuwa ishara moja hutuma biti moja ya data, kiwango cha biti na kiwango cha baud ni sawa. Kwa mfano, katika 100G Ethernet, kwa kutumia ishara nne za 25.78125GBaud kwa ajili ya upitishaji, kiwango cha biti kwenye kila ishara pia ni 25.78125Gbps, na ishara nne hufikia upitishaji wa ishara wa 100Gbps; Kwa ishara za PAM-4, kwa kuwa ishara moja hutuma biti 2 za data, kiwango cha biti kinachoweza kusambazwa ni mara mbili ya kiwango cha baud. Kwa mfano, kwa kutumia njia 4 za ishara za 26.5625GBaud kwa ajili ya upitishaji katika 200G Ethernet, kiwango cha biti kwenye kila chaneli ni 53.125Gbps, na njia 4 za ishara zinaweza kufikia upitishaji wa ishara wa 200Gbps. Kwa 400G Ethernet, inaweza kupatikana kwa njia 8 za ishara za 26.5625GBaud.