PAM4 സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ആമുഖം

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

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

NRZ-ന് ശേഷമുള്ള ഒരു ജനപ്രിയ സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് PAM സിഗ്നൽ (പൂജ്യത്തിലേക്ക് മടങ്ങാത്തത്).

NRZ സിഗ്നൽ ഡിജിറ്റൽ ലോജിക് സിഗ്നലിൻ്റെ 1, 0 എന്നിവയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നതിന് ഉയർന്നതും താഴ്ന്നതുമായ രണ്ട് സിഗ്നൽ ലെവലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഓരോ ക്ലോക്ക് സൈക്കിളിന് 1 ബിറ്റ് ലോജിക് വിവരങ്ങൾ കൈമാറാനും കഴിയും.

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

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

PAM4 മോഡുലേഷനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള 400G DML ഒപ്റ്റിക്കൽ ട്രാൻസ്‌സിവർ മൊഡ്യൂളിൻ്റെ നടപ്പാക്കൽ പ്രക്രിയ ഇപ്രകാരമാണ്: യൂണിറ്റ് സിഗ്നലുകൾ കൈമാറുമ്പോൾ, ലഭിച്ച 25G NRZ ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നലുകളുടെ 16 ചാനലുകൾ ഇലക്ട്രിക്കൽ ഇൻ്റർഫേസ് യൂണിറ്റിൽ നിന്നുള്ള ഇൻപുട്ട്, DSP പ്രോസസർ, PAM4 മോഡുലേറ്റ് ചെയ്‌തത്, കൂടാതെ 25G PAM4 ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നലുകളുടെ 8 ചാനലുകൾ ഔട്ട്‌പുട്ട് ചെയ്യുക ഡ്രൈവർ ചിപ്പിൽ ലോഡ് ചെയ്തു. ഹൈ-സ്പീഡ് ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നലുകൾ 8 ചാനലുകൾ ലേസർ വഴി 50Gbps ഹൈ-സ്പീഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകളായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, ഒരു തരംഗദൈർഘ്യ ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്‌സർ സംയോജിപ്പിച്ച് 400G ഹൈ-സ്പീഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഔട്ട്പുട്ടിൻ്റെ 1 ചാനലായി സമന്വയിപ്പിക്കുന്നു. യൂണിറ്റ് സിഗ്നലുകൾ സ്വീകരിക്കുമ്പോൾ, ലഭിച്ച 1-ചാനൽ 400G ഹൈ-സ്പീഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഇൻ്റർഫേസ് യൂണിറ്റിലൂടെ ഇൻപുട്ട് ചെയ്യുന്നു, 8-ചാനൽ 50Gbps ഹൈ-സ്പീഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലായി ഒരു ഡെമൾട്ടിപ്ലക്‌സർ വഴി പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു, ഒരു ഒപ്റ്റിക്കൽ റിസീവർ സ്വീകരിച്ച് ഒരു ഇലക്ട്രിക്കൽ ആയി പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു. സിഗ്നൽ. ഒരു DSP പ്രോസസ്സിംഗ് ചിപ്പ് വഴി ക്ലോക്ക് വീണ്ടെടുക്കൽ, ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ, ഈക്വലൈസേഷൻ, PAM4 ഡീമോഡുലേഷൻ എന്നിവയ്ക്ക് ശേഷം, ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നൽ 25G NRZ ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നലിൻ്റെ 16 ചാനലുകളായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.

400Gb/s ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളുകളിലേക്ക് PAM4 മോഡുലേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രയോഗിക്കുക. PAM4 മോഡുലേഷനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള 400Gb/s ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിന്, NRZ-നെ അപേക്ഷിച്ച് ഉയർന്ന-ഓർഡർ മോഡുലേഷൻ ടെക്നിക്കുകളുടെ ഉപയോഗം കാരണം ട്രാൻസ്മിറ്റിംഗ് എൻഡിൽ ആവശ്യമായ ലേസറുകളുടെ എണ്ണം കുറയ്ക്കാനും അതിനനുസരിച്ച് സ്വീകരിക്കുന്ന അവസാനത്തിൽ ആവശ്യമായ റിസീവറുകളുടെ എണ്ണം കുറയ്ക്കാനും കഴിയും. PAM4 മോഡുലേഷൻ ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളിലെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഘടകങ്ങളുടെ എണ്ണം കുറയ്ക്കുന്നു, ഇത് കുറഞ്ഞ അസംബ്ലി ചെലവ്, കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം, ചെറിയ പാക്കേജിംഗ് വലുപ്പം എന്നിവ പോലുള്ള നേട്ടങ്ങൾ കൊണ്ടുവരും.

5G ട്രാൻസ്മിഷനിലും ബാക്ക്‌ഹോൾ നെറ്റ്‌വർക്കുകളിലും 50Gbit/s ഒപ്റ്റിക്കൽ മൊഡ്യൂളുകൾക്ക് ആവശ്യക്കാരുണ്ട്, കൂടാതെ 25G ഒപ്റ്റിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതും PAM4 പൾസ് ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് മോഡുലേഷൻ ഫോർമാറ്റിൻ്റെ അനുബന്ധമായതുമായ ഒരു പരിഹാരം കുറഞ്ഞ ചെലവും ഉയർന്ന ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ആവശ്യകതകളും നേടിയെടുക്കുന്നു.

PAM-4 സിഗ്നലുകൾ വിവരിക്കുമ്പോൾ, ബോഡ് റേറ്റും ബിറ്റ് റേറ്റും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്. പരമ്പരാഗത NRZ സിഗ്നലുകൾക്ക്, ഒരു ചിഹ്നം ഒരു ബിറ്റ് ഡാറ്റ കൈമാറുന്നതിനാൽ, ബിറ്റ് നിരക്കും ബോഡ് നിരക്കും ഒന്നുതന്നെയാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, 100G ഇഥർനെറ്റിൽ, പ്രക്ഷേപണത്തിനായി നാല് 25.78125GBaud സിഗ്നലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഓരോ സിഗ്നലിലെയും ബിറ്റ് നിരക്ക് 25.78125Gbps ആണ്, കൂടാതെ നാല് സിഗ്നലുകൾ 100Gbps സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷൻ നേടുന്നു; PAM-4 സിഗ്നലുകൾക്ക്, ഒരു ചിഹ്നം 2 ബിറ്റ് ഡാറ്റ കൈമാറുന്നതിനാൽ, കൈമാറാൻ കഴിയുന്ന ബിറ്റ് നിരക്ക് ബോഡ് നിരക്കിൻ്റെ ഇരട്ടിയാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, 200G ഇഥർനെറ്റിൽ സംപ്രേഷണത്തിനായി 26.5625GBaud സിഗ്നലുകളുടെ 4 ചാനലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഓരോ ചാനലിലെയും ബിറ്റ് നിരക്ക് 53.125Gbps ആണ്, കൂടാതെ 4 ചാനലുകളുടെ സിഗ്നലുകൾക്ക് 200Gbps സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷൻ നേടാനാകും. 400G ഇഥർനെറ്റിന്, 26.5625GBaud സിഗ്നലുകളുടെ 8 ചാനലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഇത് നേടാനാകും.