PAM4 സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ആമുഖം

PAM4 സാങ്കേതികവിദ്യ മനസ്സിലാക്കുന്നതിനുമുമ്പ്, മോഡുലേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ എന്താണ്? ബേസ്ബാൻഡ് സിഗ്നലുകളെ (റോ ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നലുകൾ) ട്രാൻസ്മിഷൻ സിഗ്നലുകളാക്കി മാറ്റുന്നതിനുള്ള സാങ്കേതികതയാണ് മോഡുലേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ. ആശയവിനിമയ ഫലപ്രാപ്തി ഉറപ്പാക്കുന്നതിനും ദീർഘദൂര സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷനിലെ പ്രശ്നങ്ങൾ മറികടക്കുന്നതിനും, ട്രാൻസ്മിഷനുള്ള മോഡുലേഷൻ വഴി സിഗ്നൽ സ്പെക്ട്രത്തെ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ചാനലിലേക്ക് മാറ്റേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.

PAM4 എന്നത് ഒരു നാലാമത്തെ ഓർഡർ പൾസ് ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് മോഡുലേഷൻ (PAM) മോഡുലേഷൻ സാങ്കേതികതയാണ്.

NRZ (Non Return to Zero) ന് ശേഷമുള്ള ഒരു ജനപ്രിയ സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് PAM സിഗ്നൽ.

ഡിജിറ്റൽ ലോജിക് സിഗ്നലിന്റെ 1 ഉം 0 ഉം പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നതിന് NRZ സിഗ്നൽ ഉയർന്നതും താഴ്ന്നതുമായ രണ്ട് സിഗ്നൽ ലെവലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഓരോ ക്ലോക്ക് സൈക്കിളിലും 1 ബിറ്റ് ലോജിക് വിവരങ്ങൾ കൈമാറാൻ കഴിയും.

സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷനായി PAM4 സിഗ്നൽ 4 വ്യത്യസ്ത സിഗ്നൽ ലെവലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഓരോ ക്ലോക്ക് സൈക്കിളിനും 00, 01, 10, 11 എന്നിങ്ങനെ 2 ബിറ്റ് ലോജിക് വിവരങ്ങൾ കൈമാറാൻ കഴിയും.
അതിനാൽ, അതേ ബോഡ് നിരക്ക് സാഹചര്യങ്ങളിൽ, PAM4 സിഗ്നലിന്റെ ബിറ്റ് നിരക്ക് NRZ സിഗ്നലിന്റെ ഇരട്ടിയാണ്, ഇത് ട്രാൻസ്മിഷൻ കാര്യക്ഷമത ഇരട്ടിയാക്കുകയും ചെലവ് ഫലപ്രദമായി കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഹൈ-സ്പീഡ് സിഗ്നൽ ഇന്റർകണക്ഷൻ മേഖലയിൽ PAM4 സാങ്കേതികവിദ്യ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. നിലവിൽ, ഡാറ്റാ സെന്ററിനായി PAM4 മോഡുലേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള 400G ഒപ്റ്റിക്കൽ ട്രാൻസ്‌സിവർ മൊഡ്യൂളും 5G ഇന്റർകണക്ഷൻ നെറ്റ്‌വർക്കിനായി PAM4 മോഡുലേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള 50G ഒപ്റ്റിക്കൽ ട്രാൻസ്‌സിവർ മൊഡ്യൂളും ഉണ്ട്.

PAM4 മോഡുലേഷനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള 400G DML ഒപ്റ്റിക്കൽ ട്രാൻസ്‌സിവർ മൊഡ്യൂളിന്റെ നടപ്പാക്കൽ പ്രക്രിയ ഇപ്രകാരമാണ്: യൂണിറ്റ് സിഗ്നലുകൾ ട്രാൻസ്മിറ്റ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ലഭിച്ച 25G NRZ ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നലുകളുടെ 16 ചാനലുകൾ ഇലക്ട്രിക്കൽ ഇന്റർഫേസ് യൂണിറ്റിൽ നിന്ന് ഇൻപുട്ട് ചെയ്യുന്നു, DSP പ്രോസസർ മുൻകൂട്ടി പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നു, PAM4 മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യുന്നു, 25G PAM4 ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നലുകളുടെ 8 ചാനലുകൾ ഔട്ട്പുട്ട് ചെയ്യുന്നു, അവ ഡ്രൈവർ ചിപ്പിലേക്ക് ലോഡ് ചെയ്യുന്നു. ഹൈ-സ്പീഡ് ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നലുകളെ 8 ചാനലുകൾ ലേസറുകൾ വഴി 50Gbps ഹൈ-സ്പീഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകളുടെ 8 ചാനലുകളാക്കി മാറ്റുന്നു, ഒരു തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്‌സർ സംയോജിപ്പിച്ച് 400G ഹൈ-സ്പീഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഔട്ട്‌പുട്ടിന്റെ 1 ചാനലായി സമന്വയിപ്പിക്കുന്നു. യൂണിറ്റ് സിഗ്നലുകൾ സ്വീകരിക്കുമ്പോൾ, ലഭിച്ച 1-ചാനൽ 400G ഹൈ-സ്പീഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഇന്റർഫേസ് യൂണിറ്റിലൂടെ ഇൻപുട്ട് ചെയ്യുന്നു, ഒരു ഡീമൾട്ടിപ്ലെക്‌സർ വഴി 8-ചാനൽ 50Gbps ഹൈ-സ്പീഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലായി പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു, ഒരു ഒപ്റ്റിക്കൽ റിസീവർ സ്വീകരിക്കുന്നു, ഒരു ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നലായി പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു. ഒരു DSP പ്രോസസ്സിംഗ് ചിപ്പ് ഉപയോഗിച്ച് ക്ലോക്ക് വീണ്ടെടുക്കൽ, ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ, ഇക്വലൈസേഷൻ, PAM4 ഡീമോഡുലേഷൻ എന്നിവയ്ക്ക് ശേഷം, ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നൽ 25G NRZ ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നലിന്റെ 16 ചാനലുകളായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.

400Gb/s ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളുകളിൽ PAM4 മോഡുലേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രയോഗിക്കുക. PAM4 മോഡുലേഷനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള 400Gb/s ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിന് ട്രാൻസ്മിറ്റിംഗ് അറ്റത്ത് ആവശ്യമായ ലേസറുകളുടെ എണ്ണം കുറയ്ക്കാനും NRZ നെ അപേക്ഷിച്ച് ഉയർന്ന ഓർഡർ മോഡുലേഷൻ ടെക്നിക്കുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനാൽ സ്വീകരിക്കുന്ന അറ്റത്ത് ആവശ്യമായ റിസീവറുകളുടെ എണ്ണം കുറയ്ക്കാനും കഴിയും. PAM4 മോഡുലേഷൻ ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിലെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഘടകങ്ങളുടെ എണ്ണം കുറയ്ക്കുന്നു, ഇത് കുറഞ്ഞ അസംബ്ലി ചെലവ്, കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം, ചെറിയ പാക്കേജിംഗ് വലുപ്പം തുടങ്ങിയ ഗുണങ്ങൾ നൽകും.

5G ട്രാൻസ്മിഷനിലും ബാക്ക്ഹോൾ നെറ്റ്‌വർക്കുകളിലും 50Gbit/s ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളുകൾക്ക് ആവശ്യക്കാരുണ്ട്, കൂടാതെ കുറഞ്ഞ ചെലവും ഉയർന്ന ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ആവശ്യകതകളും കൈവരിക്കുന്നതിന് 25G ഒപ്റ്റിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതും PAM4 പൾസ് ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് മോഡുലേഷൻ ഫോർമാറ്റ് അനുബന്ധമായി നൽകുന്നതുമായ ഒരു പരിഹാരം സ്വീകരിക്കുന്നു.

PAM-4 സിഗ്നലുകൾ വിവരിക്കുമ്പോൾ, ബോഡ് നിരക്കും ബിറ്റ് നിരക്കും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്. പരമ്പരാഗത NRZ സിഗ്നലുകൾക്ക്, ഒരു ചിഹ്നം ഒരു ബിറ്റ് ഡാറ്റ കൈമാറുന്നതിനാൽ, ബിറ്റ് നിരക്കും ബോഡ് നിരക്കും ഒന്നുതന്നെയാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, 100G ഇതർനെറ്റിൽ, ട്രാൻസ്മിഷനായി നാല് 25.78125GBaud സിഗ്നലുകൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഓരോ സിഗ്നലിലെയും ബിറ്റ് നിരക്കും 25.78125Gbps ആണ്, കൂടാതെ നാല് സിഗ്നലുകൾ 100Gbps സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷൻ നേടുന്നു; PAM-4 സിഗ്നലുകൾക്ക്, ഒരു ചിഹ്നം 2 ബിറ്റ് ഡാറ്റ കൈമാറുന്നതിനാൽ, ട്രാൻസ്മിറ്റ് ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന ബിറ്റ് നിരക്ക് ബോഡ് നിരക്കിന്റെ ഇരട്ടിയാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, 200G ഇതർനെറ്റിൽ ട്രാൻസ്മിഷനായി 26.5625GBaud സിഗ്നലുകളുടെ 4 ചാനലുകൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഓരോ ചാനലിലെയും ബിറ്റ് നിരക്ക് 53.125Gbps ആണ്, കൂടാതെ 4 ചാനലുകളുടെ സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷൻ 200Gbps സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷൻ നേടാൻ കഴിയും. 400G ഇതർനെറ്റിന്, 26.5625GBaud സിഗ്നലുകളുടെ 8 ചാനലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഇത് നേടാനാകും.