¿Qué es el transceptor QSFPTEK 100G QSFP28 PAM4 DWDM?

¿Qué significa PAM4 en tecnología? ¿Por qué necesitamos la modulación PAM4?

El nombre completo de PAM4 es Pulse-Amplitude Modulation 4-Level. Como tecnología de modulación de alto orden, PAM4 ha sido reconocida como una solución de interconexión de datos de nueva generación con características de bajo consumo de energía, baja ocupación de espacio y detección directa. 

¿Por qué necesitamos PAM4? Con el rápido desarrollo del big data, la computación en la nube y la IA, el ancho de banda tradicional de interconexión de centros de datos no puede satisfacer los requisitos de la transmisión de datos actual. La introducción de la tecnología PAM4 tiene como objetivo resolver la contradicción entre los crecientes requisitos de ancho de banda y el número limitado de canales físicos reales. Hoy en día, PAM4 se ha utilizado en el estándar de varios de alta velocidad módulos 100G, transceptores 200G, transceptores ópticos 400G. Y se puede predecir que la modulación PAM4 se convertirá en una dirección técnica importante en la red 5G.

NRZ vs PSM4, ¿Cuál es la diferencia?

NRZ (Non-Return-a cero) es un código estándar daformato de transmisión de datos, ampliamente aplicado en transceptores ópticos 100G de corta distancia. La señal modulada NRZ solo tiene dos niveles, mientras que el código PAM4 tiene cuatro niveles, por lo que el código PAM4 puede considerarse como una superposición de dos códigos NRZ. Para NRZ, cada símbolo transmite 1 bit de datos. En cuanto a PAM4, cada símbolo transmite 2 bits de datos. Por lo tanto, el código PAM4 es capaz de transmitir el doble de datos que el código NRZ a la misma tasa de baudios. 

Sin embargo, también existen desafíos para la aplicación de la tecnología PAM4. La baja SNR (relación señal-ruido) es uno de los desafíos. A partir del diagrama de ojo de NRZ y PAM4, se puede observar que PAM4 tiene tres diagramas de ojo complicados y que la altura del ojo es un tercio de la de NRZ, lo que hace que PAM4 sea más sensible al ruido de amplitud y tenga una BER (tasa de error de bits) relativamente más alta que NRZ. Por lo tanto, se adopta la función FEC (corrección de errores hacia adelante) para disminuir la BER y mejorar la SNR.

Especificación de señal: NRZ vs PSM4

Formato de código NRZ frente a formato de código PSM4

Diagrama de ojo: NRZ vs PAM4

¿Qué es el transceptor óptico 100G DWDM QSFP28 PAM4?

Transceptor QSFPTEK QSFP28 PAM4 DWDM

La fabricación del Transceptor 100G PAM4 se basa en un chip fotónico de silicio altamente integrado. La parte transmisora del chip tiene un par de moduladores ópticos M-Z de guía de ondas integrados, y la parte receptora tiene un par de fotodetectores. Tanto los moduladores ópticos como los fotodetectores tienen un ancho de banda de 25Gbps. Las señales transmitidas se multiplexan y demultiplexan mediante MUX y Demux.

Adoptando la tecnología de fotónica de silicio, se desarrolla un ASIC PAM4 (Application Specific Integrated Circuit ) con las características de una doble portadora y se encapsula en el módulo óptico QSFP28; por lo tanto, el módulo óptico 100G DWDM PAM4 QSFP28 posee capacidad de procesamiento digital de señales y FEC ( Forward Error Correction). 

Cuando se aplica en el sistema de interconexión de centros de datos y en el sistema DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), el transceptor 100G PAM4 admite una velocidad de transmisión de datos de hasta 4Tb/s por cada fibra y permite que múltiples centros de datos se interconecten entre sí a una distancia de hasta 80km y funcionen como un único centro de datos. Mientras tanto, el consumo de energía se controla en 4.5W.

Programa de pruebas de transceptores DWDM QSFP28 100G

Inphi Corporation presentó por primera vez el transceptor 100G QSFP28 PAM4 DWDM. Ahora QSFPTEK ha desarrollado un sistema propietario maduro de producción y pruebas para transceptores QSFP28 PAM4 DWDM. QSFPTEK configura un sistema completo de transmisión de datos QSFP28 PAM4 DWDM y verificó que los transceptores QSFP28 PAM4 DWDM de QSFPTEK pueden admitir una velocidad de datos de 4Tb/s con una longitud de enlace de hasta 80km. Los resultados de las pruebas muestran la tolerancia del sistema a obstáculos clave, incluidos la dispersión y los efectos no lineales de la fibra, y verificaron que el sistema es fiable.

Especificación de módulos QSFP28 PAM4 DWDM de QSFPTEK

- Tecnología PAM4 (Color Z)

- Factor de forma QSFP28 conectable en caliente compatible con Ethernet 100G

- Admite una capacidad de 4Tb/s a través de una sola fibra

- Hasta 80km de alcance para G.652 SMF con transport white box

- Consumo máximo de energía de 5W

- Compatible con la cuadrícula de longitudes de onda ITU DWDM de 100GHz 

- Transmisor: EML refrigerado 2*27.5Gbaud/s DWDM TOSA

- Receptor: 2*27.5Gbaud/s Pin-PD ROSA

- Interfaz eléctrica 4*25G CAUI4

- SFEC integrado con alta ganancia de codificación

- Adaptador CS doble

- Rango de temperatura de 0 a 70°C

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