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4*100G PAM4和8*50G PMA4的400G接口标准已由IEEE工作组正式提出,并应用在400G光模块中。具体如下:
PAM4(四电平脉冲幅度调制):
是一种PAM(脉冲幅度调制)调制技术。PAM4采用4个不同的信号电平来进行信号传输,每个符号周期可以表示2个bit的逻辑信息(0、1、2、3),也就是一个时间单位内是四个电平。创建脉冲幅度调制(或PAM4光器件)是为了响应短距离链路对光模块的需求。它使用四个不同的脉冲幅度来传达信息。每个幅度都有两位,这使数据速率加倍,并使PAM4的带宽效率是传统二进制模型的两倍。
NRZ:
采用两种信号电平来进行信号传输,每个符号周期可传输1bit的逻辑信息(1、0)。二进制NRZ调制格式用于100G长距离和40G数据传输网络
PAM4优势:
1. 在相同的波特率下,PAM4吐吞量是NRZ的两倍,也就是说,PAM4可以在不另外新增光纤的基础上增加网络带宽,有效提升带宽利用率。
2. PAM4 允许在每个符号周期传输两倍于 NRZ 的信息。因此,在相同码率下,PAM4的波特率(也称为符号率)只有NRZ信号的一半,因此PAM4信令中传输信道造成的信号损耗大大降低。PAM4 的这一关键优势允许以更高的比特率使用现有通道和互连,而不会将波特率加倍并增加通道损耗
3. PAM4采用高阶调制格式,可降低光学器件的采用数量,降低对光学器件性能的要求
3. PAM4光模块可以直接用于嵌入式DWDM网络的交换机中。这对于愿意构建嵌入式DWDM数据网络的客户是一种经济高效且简单的解决方案
PAM劣势:
1. PAM4光模块传输超过5km需要放大器。在这种情况下,需要一个单独的DWDM复用器,该复用器需配备色散补偿和一个放大器来连接数据中心。另外,如果将PAM4光模块与现有DWDM网络配合使用,则必须先准备DCM和放大器,以免日后出现问题
2. PAM4容易受到噪声干扰。其额外的电压电平要求减小的电平间隔,从而导致需要更高的信噪比,这也是为什么PAM4在短距离光学系统中效果最好的原因。根据下图,PAM4 的眼高是 NRZ 的 1/3,导致 PAM4 将 SNR(信噪比, Signal-Noise Ratio)提高 -9.54 dB(链路预算惩罚),这会影响信号质量并引入额外的高速信号的限制。
3. 垂直眼图开度小 33% 使PAM4 信号对噪声更敏感,从而导致更高的误码率。然而,PAM4 之所以成为可能,是因为前向纠错 (FEC) 可以帮助链接系统实现所需的 BER(biterror,误码率)。
4. 能量消耗:降低 PAM4 通道中的 BER 需要在 Rx 端进行均衡,并在 Tx 端进行预补偿,对于给定的时钟速率,这两者都比 NRZ 链路消耗额外的功率。这意味着PAM4 收发器会在链路的每一端产生更多的热量。
PAM4接口标准:
4*100G PAM4和8*50G PMA4的400G接口标准已由IEEE工作组正式提出,并应用在400G光模块中。具体如下:
其他:
在80km以内可选择100G PAM4光模块,超过80km可选择100G相干光模块,数据中心也可以根据其特定要求以任意组合使用光模块。流行的DWDM技术已扩展到200G速率,有助于保持数据通信网络的复杂性和降低成本。与无源复用器启用多通道CWDM/DWDM网络的10G以下服务相比,DWDM将成为100G系统的主要复用器