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Technologies d'émetteur-récepteur optique basées sur 50G PAM4

Avec la technologie de codage PAM4, la quantité d'informations transmises sur les émetteurs-récepteurs optiques basés sur 50G PAM4 au cours de chaque cycle d'échantillonnage double. Un composant optique 25G peut être utilisé pour obtenir un débit de transmission 50Gbps, réduisant ainsi les coûts des émetteurs-récepteurs optiques.

50G PAM4 s’applique à plusieurs scénarios, tels que ceux à voie unique 50GE PAM4 émetteurs-récepteurs optiques, Émetteurs-récepteurs optiques 4GE à voie 200, et Émetteurs-récepteurs optiques 8GE à voie 400.

Les fonctions

Cette section présente les fonctions d’un émetteur-récepteur optique 50GE PAM4 à voie unique.

Principe de fonctionnement d'un émetteur-récepteur optique 50GE PAM4
Principe de fonctionnement d'un émetteur-récepteur optique 50GE PAM4

Le principe de fonctionnement d'un émetteur-récepteur optique 50GE PAM4 est décrit comme suit:

  • Dans le sens émission, la puce de codage PAM4 regroupe deux signaux NRZ 25Gbit / s en un signal PAM25 4GBaud. La puce de commande laser amplifie le signal PAM4 et le laser 25Gbps convertit le signal électrique en un signal optique à longueur d'onde unique 25GBaud (50Gbps).
  • Dans la direction de réception, le détecteur convertit le signal optique à longueur d'onde unique 25GBaud en un signal électrique. Le signal électrique est mis en forme et amplifié, puis envoyé à la puce de décodage PAM4. La puce de décodage PAM4 convertit le signal en deux signaux 25Gbps NRZ.

L'émetteur-récepteur optique 50GE PAM4 utilise le mode d'encapsulation QSFP28, des interfaces optiques LC et des fibres optiques monomodes. La distance de transmission est 10km ou 40km et la consommation électrique maximale est 4.5W.

Caractéristiques

Les performances des émetteurs et des récepteurs sur les interfaces optiques des émetteurs-récepteurs optiques 50GE PAM4 doivent être conformes aux normes IEEE 802.3b et IEEE 802.3cd.

Un émetteur-récepteur optique fournit N interfaces électriques 25Gbps. Pour un émetteur-récepteur optique 50GE, les deux voies électriques transmettent les signaux TX1 / RX1 et TX2 / RX2 spécifiés dans les normes SFF-8436_MSA. Les performances des interfaces électriques doivent être conformes à la norme LAUI-28 de CEI-2G-VSR.

L'émetteur-récepteur optique avec une vitesse de transmission de 50Gbps sur une seule longueur d'onde prend en charge les interfaces 50GE, 200GE et 400GE. Le tableau suivant répertorie les paramètres des solutions techniques 50GE, 200GE et 400GE.

Les paramètres des solutions techniques 50GE, 200GE et 400GE

Solutions techniques

Composant optique et puce de lecteur

Les émetteurs-récepteurs optiques PAM50 de 4G utilisent des puces optoélectroniques matures 25Gbps pour fournir des solutions rentables. Dans les scénarios 50GBASE-LR 10 km, des sous-assemblages optiques de transmetteurs laser à modulation directe (DML) non refroidis (TOSA) avec conditionnement TO sont utilisés. Une telle solution présente des technologies éprouvées, des coûts bas, une consommation d'énergie réduite et une production de masse facile. La puce de pilote DML linéaire peut convertir les signaux électriques de tension d’entrée PAM4 en signaux de courant pouvant commander directement les lasers. Ces puces offrent une bande passante élevée et un courant de sortie important. Leur taux de travail maximal peut atteindre 28GBaud. Du côté réception, des sous-ensembles optiques récepteurs (ROSA) avec emballage TO sont utilisés. Les puces 25Gbps et les puces TIA (Trans-Impedance Amplifier) ​​linéaire sont intégrées aux ROSA.

Composants optiques dans les scénarios 50GBASE-LR
Composants optiques dans les scénarios 50GBASE-LR

Dans les scénarios 50GBASE-ER 40 km, on utilise des TOSA EML (Laser Modulated Electulated Absorption) 25Gbps avec emballage BOX. Les lasers, les isolateurs, les diodes de surveillance, les thermistances et les composants EML à modulation de cavité externe (DFB) sont intégrés aux TOSA et pilotés par des signaux de tension. Une telle solution présente des domaines linéaires étendus, un ER élevé, une puissance optique de sortie élevée et un TDECQ faible. Les puces de lecteur EML linéaires peuvent amplifier les signaux PAM4 d'entrée et les transmettre aux EML suivants. Ces puces fournissent une bande passante élevée, une petite gigue, un gain de sortie réglable et une vitesse de travail pouvant atteindre 28GBaud. Du côté de la réception, les ROSA APD avec l’emballage TO sont utilisés. Les APD 25Gbps et les puces TIA linéaires sont intégrés aux ROSA. Ces ROSA présentent une sensibilité élevée et s’appliquent à la transmission longue distance 40km.

Composants optiques dans les scénarios 50GBASE-ER
Composants optiques dans les scénarios 50GBASE-ER

Puce PAM4

Les puces de codec PAM4 effectuent la conversion entre les signaux NRZ et les signaux PAM4 à l’intérieur des émetteurs-récepteurs. Dans le sens émission, les puces PAM4 façonnent, amplifient et convertissent deux signaux 25Gbps NRZ émis par les cartes en un seul signal 25GBaud PAM4. Dans le sens réception, les puces PAM4 utilisent les technologies de convertisseur analogique-numérique (ADC) et de traitement du signal numérique (DSP) pour décoder le signal 25GBaud en deux signaux 25Gbps NRZ.

Différences entre les solutions d'émetteurs-récepteurs NRZ et PAM4

Les composants optiques et les puces des émetteurs-récepteurs PAM4 sont très différents de ceux des émetteurs-récepteurs NRZ. Le tableau suivant répertorie les différences entre 50G QSFP28 LR et 25G SFP28 LR.

Les différences entre 50G QSFP28 LR et 25G SFP28 LR

La principale différence réside dans les puces de lecteur laser, les puces TIA et les puces de traitement de données.

  • Le code PAM4 comportant quatre types de logique de niveau, les puces laser et les puces TIA sont capables de sorties linéaires. Les émetteurs-récepteurs NRZ émettent des signaux en mode de limitation d'amplitude.
  • Les émetteurs-récepteurs PAM4 utilisent DSP pour mettre en œuvre la conversion entre un signal PAM50 4G et deux signaux NRZ 25. Les émetteurs-récepteurs NRZ transmettent des données à l’aide de puces CDR (Clock & Data Recovery) uniquement.

Ceci est un article original écrit par Gigalight. Si reproduit, veuillez indiquer la source: https://www.gigalight.com/community/50g-pam4-based-opted-transceiver-technologies/

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