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Tecnologie di ricetrasmettitore ottico 50G basate su PAM4

Con la tecnologia di codifica PAM4, la quantità di informazioni trasmesse sui ricetrasmettitori ottici basati su 50G PAM4 all'interno di ciascun ciclo di campionamento raddoppia. È possibile utilizzare un componente ottico 25G per ottenere una velocità di trasmissione 50Gbps, riducendo i costi dei ricetrasmettitori ottici.

50G PAM4 si applica a più scenari, come ad una corsia 50GE PAM4 ricetrasmettitori ottici, Ricetrasmettitori ottici 4GE 200-lane e Ricetrasmettitori ottici 8GE 400-lane.

funzioni

Questa sezione introduce le funzioni di un ricetrasmettitore ottico 50GE PAM4 a singola corsia.

Principio di funzionamento di un ricetrasmettitore ottico 50GE PAM4
Principio di funzionamento di un ricetrasmettitore ottico 50GE PAM4

Il principio di funzionamento di un ricetrasmettitore ottico 50GE PAM4 è descritto come segue:

  • Nella direzione di trasmissione, il chip di codifica PAM4 aggrega due segnali NRZ 25Gbit / s in un segnale 25GBaud PAM4. Il chip del drive laser amplifica il segnale PAM4 e il laser 25Gbps converte il segnale elettrico in un segnale ottico 25GBaud (50Gbps) a lunghezza d'onda singola.
  • Nella direzione di ricezione, il rivelatore converte il segnale ottico 25GBaud a lunghezza d'onda singola in un segnale elettrico. Il segnale elettrico viene modellato e amplificato e quindi emesso nel chip di decodifica PAM4. Il chip di decodifica PAM4 converte il segnale in due segnali NRZ 25Gbps.

Il ricetrasmettitore ottico 50GE PAM4 utilizza la modalità di incapsulamento QSFP28, le interfacce ottiche LC e le fibre ottiche monomodali. La distanza di trasmissione è 10km o 40km e il consumo massimo di energia è 4.5W.

Specifiche tecniche

Le prestazioni di trasmettitori e ricevitori su interfacce ottiche dei transceiver ottici 50GE PAM4 devono essere conformi agli standard IEEE 802.3bs e IEEE 802.3cd.

Un ricetrasmettitore ottico fornisce interfacce elettriche N 25Gbps. Per un ricetrasmettitore ottico 50GE, le due linee elettriche trasmettono i segnali TX1 / RX1 e TX2 / RX2 specificati negli standard SFF-8436_MSA. Le prestazioni delle interfacce elettriche devono essere conformi allo standard CEI-28G-VSR LAUI-2.

Il ricetrasmettitore ottico con una velocità di trasmissione di 50Gbps su un'unica lunghezza d'onda supporta le interfacce 50GE, 200GE e 400GE. La seguente tabella elenca i parametri per le soluzioni tecniche 50GE, 200GE e 400GE.

I parametri per le soluzioni tecniche 50GE, 200GE e 400GE

Soluzioni tecniche

Componente ottico e chip di azionamento

I ricetrasmettitori ottici 50G PAM4 utilizzano chip optoelettronici 25Gbps maturi per offrire soluzioni convenienti. Negli scenari 50GBASE-LR 10 km, vengono utilizzate sottoassemblaggi ottici (TOSA) del trasmettitore a modulazione diretta laser non raffreddata (DML) con imballaggio TO. Tale soluzione presenta tecnologie mature, bassi costi, basso consumo energetico e facile produzione di massa. Il chip del driver DML lineare può convertire i segnali elettrici in ingresso PAM4 in segnali di corrente che possono pilotare direttamente i laser. Tali chip offrono un'elevata larghezza di banda e producono una grande corrente di pilotaggio. La loro massima velocità di lavoro può raggiungere 28GBaud. All'estremità ricevente vengono utilizzati i sub-assemblaggi ottici del ricevitore (ROSA) con confezione TO. I pin 25Gbps e i chip TIA (Trans-Impedance Amplifier) ​​lineari sono integrati nei ROSA.

Componenti ottici negli scenari 50GBASE-LR
Componenti ottici negli scenari 50GBASE-LR

Negli scenari 50-ER 40 km 25Gbps vengono utilizzati TOSA 4Gbps con elettroassorbimento modulato (EML) con imballaggio BOX. I laser, gli isolatori, i diodi di monitoraggio, i termistori e i componenti EML della modulazione di mandata modulata a cavità esterna (DFB) sono integrati nei TOSA e pilotati da segnali di tensione. Tale soluzione presenta ampi domini lineari, alta ER, potenza ottica ad alto rendimento e basso TDECQ. I chip di unità EML lineari possono amplificare i segnali PAM28 e inviarli ai successivi EML. Questi chip offrono una larghezza di banda elevata, un piccolo jitter, un guadagno di uscita regolabile e una velocità di lavoro fino a 25GBaud. Alla fine del ricevimento, vengono utilizzati APD ROSA con confezione TO. Gli APD 40Gbps ei chip TIA lineari sono integrati nei ROSA. Tali ROSA presentano un'elevata sensibilità e si applicano alla trasmissione a lunga distanza XNUMXkm.

Componenti ottici in scenari 50GBASE-ER
Componenti ottici in scenari 50GBASE-ER

Chip PAM4

I chip codec PAM4 eseguono la conversione tra i segnali NRZ e i segnali PAM4 all'interno dei ricetrasmettitori. Nella direzione di trasmissione, i chip PAM4 modellano, amplificano e convertono due segnali NRZ 25Gbps emessi dalle schede in un segnale 25GBaud PAM4. Nella direzione di ricezione, i chip PAM4 utilizzano la tecnologia ADC (Analog to Digital Converter) e DSP (Digital Signal Processing) per decodificare il segnale 25GBaud su due segnali NRZ 25Gbps.

Differenze tra le soluzioni dei ricetrasmettitori NRZ e PAM4

I componenti ottici e i chip dei ricetrasmettitori PAM4 sono molto diversi da quelli dei ricetrasmettitori NRZ. La seguente tabella elenca le differenze tra 50G QSFP28 LR e 25G SFP28 LR.

Le differenze tra 50G QSFP28 LR e 25G SFP28 LR

La principale differenza sta nel chip drive laser, nei chip TIA e nei chip di elaborazione dati.

  • Dal momento che il codice PAM4 ha quattro tipi di logica di livello, i chip del drive laser e i chip TIA sono capaci di uscite lineari. I ricetrasmettitori NRZ emettono i segnali in modalità di limitazione dell'ampiezza.
  • I ricetrasmettitori PAM4 utilizzano DSP per implementare la conversione tra un segnale PAM50 4G e due segnali NRZ 25Gbps. I ricetrasmettitori NRZ trasmettono i dati solo con i chip Clock & Data Recovery (CDR).

Questo è un articolo originale scritto da Gigalight. Se riprodotto, si prega di indicare la fonte: https://www.gigalight.com/community/50g-pam4-based-optical-transceiver-technologies/

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