Что представляет собой трансивер QSFPTEK 100G QSFP28 PAM4 DWDM?

Что означает PAM4 в технологиях? Зачем нужна модуляция PAM4?

Полное название PAM4 — Pulse-Amplitude Modulation 4-Level. Как технология модуляции высокого порядка, PAM4 признана решением нового поколения для межсоединений передачи данных, характеризующимся низким энергопотреблением, небольшими требованиями к занимаемому пространству и прямым обнаружением. 

Зачем нужен PAM4? С быстрым развитием больших данных, облачных вычислений и ИИ пропускная способность традиционных соединений между центрами обработки данных больше не может удовлетворять требованиям современной передачи данных. Внедрение технологии PAM4 направлено на решение противоречия между растущими требованиями к пропускной способности и ограниченным количеством фактически доступных физических каналов. Сегодня PAM4 используется в стандартах нескольких высокоскоростных Модули 100G, трансиверы 200G, оптические трансиверы 400G. И можно предположить, что модуляция PAM4 станет важным техническим направлением в сети 5G.

NRZ и PSM4: в чем разница?

NRZ (без возвратакод «от нуля до единицы» является стандартным data формат передачи данных, широко применяемый в короткодистанционных оптических трансиверах 100G. Модулированный сигнал NRZ имеет только два уровня, тогда как код PAM4 имеет четыре уровня, поэтому код PAM4 можно рассматривать как наложение двух кодов NRZ. Для NRZ каждый символ передает 1 бит данных. В случае PAM4 каждый символ передает 2 бита данных. Следовательно, код PAM4 способен передавать вдвое больше данных, чем код NRZ, при той же скорости передачи символов. 

Однако применение технологии PAM4 также сопряжено с определенными трудностями. Низкое отношение сигнал/шум (SNR, Signal-to-Noise Ratio) является одной из них. На глазковой диаграмме NRZ и PAM4 видно, что PAM4 имеет три сложные глазковые диаграммы, а высота глазка составляет одну треть от NRZ, в результате чего PAM4 более чувствительна к амплитудному шуму и имеет относительно более высокий BER (Bit Error Rate), чем NRZ. Поэтому для снижения BER и повышения SNR применяется функция FEC ( Forward Error Correction).

Спецификация сигнала: NRZ и PSM4

Сравнение форматов кодирования NRZ и PSM4

Глазковая диаграмма: NRZ и PAM4

Что такое оптический трансивер 100G DWDM QSFP28 PAM4?

QSFPTEK QSFP28 PAM4 DWDM трансивер

Производство Трансивер 100G PAM4 основан на высокоинтегрированном кремниевом фотонном чипе. Передающая часть чипа оснащена парой интегрированных оптических модуляторов Маха — Цендера на волноводах, а принимающая часть — парой фотодетекторов. Полоса пропускания как оптических модуляторов, так и фотодетекторов составляет 25Gbps. Передаваемые сигналы мультиплексируются и демультиплексируются с помощью MUX и Demux.

С применением технологии кремниевой фотоники была разработана и интегрирована в оптический модуль QSFP28 микросхема PAM4 ASIC (Application Specific Integrated Circuit ) с характеристиками двойной несущей, благодаря чему оптический модуль 100G DWDM PAM4 QSFP28 обладает возможностями цифровой обработки сигналов и FEC ( Forward Error Correction). 

При использовании в системе межсоединения центров обработки данных и системе DWDM (плотное мультиплексирование с разделением по длине волны) трансивер 100G PAM4 поддерживает скорость передачи данных до 4 Тбит/с по каждому волокну и позволяет нескольким центрам обработки данных соединяться на расстоянии до 80 км и функционировать как единый центр обработки данных. При этом энергопотребление ограничено значением 4,5 Вт.

Программа тестирования трансиверов 100G QSFP28 DWDM

Корпорация Inphi впервые представила трансивер 100G QSFP28 PAM4 DWDM. Сейчас QSFPTEK разработала собственную зрелую систему производства и тестирования трансиверов QSFP28 PAM4 DWDM. QSFPTEK создала полную систему передачи данных QSFP28 PAM4 DWDM и подтвердила, что трансиверы QSFPTEK QSFP28 PAM4 DWDM способны поддерживать скорость передачи данных 4Tb/s при длине линии до 80km. Результаты испытаний показывают устойчивость системы к ключевым препятствиям, включая дисперсию и нелинейные эффекты оптоволокна, а также подтверждают надёжность системы.

Спецификация модулей QSFP28 PAM4 DWDM от QSFPTEK

- Технология PAM4 (Color Z)

- Поддержка горячей замены и форм-фактора QSFP28 для 100G Ethernet

- Поддерживает пропускную способность 4Tb/s по одному оптическому волокну

- Дальность до 80km для G.652 SMF с транспортным white box

- Максимальное энергопотребление 5W

- Совместимость с сеткой длин волн 100GHz ITU DWDM 

- Передатчик: охлаждаемый EML 2*27.5Gbaud/s DWDM TOSA

- Приемник: 2*27.5Gbaud/s Pin-PD ROSA

- электрический интерфейс 4*25G CAUI4

- Интегрированный SFEC с высоким выигрышем кодирования

- Двойной адаптер CS

- Диапазон температур от 0 до 70°C

Семейство продуктов QSFPTEK с высокой плотностью пропускной способности Оптические трансиверы 100G QSFP28/400G QSFP-DD предоставлять наиболее экономичное в отрасли решение для центров обработки данных, высокопроизводительных вычислительных сетей, корпоративных сетей и приложений поставщиков услуг. Для консультации обращайтесь по адресу [email protected].

Материалы для дальнейшего чтения:

Руководство по выбору оптического модуля 100G QSFP28: средние и дальние расстояния передачи