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50G PAM4ベースの光トランシーバ技術

PAM4エンコーディングテクノロジを使用すると、各サンプリングサイクル内で50G PAM4ベースの光トランシーバで送信される情報量が2倍になります。 25G光コンポーネントを使用して50Gbpsの伝送速度を達成し、光トランシーバのコストを削減することができます。

50G PAM4はシングルレーンなどの複数のシナリオに適用されます 50GE PAM4光トランシーバ, 4レーン200GE光トランシーバ、および 8レーン400GE光トランシーバ.

機能

このセクションでは、シングルレーン50GE PAM4光トランシーバの機能を紹介します。

50GE PAM4光トランシーバの動作原理
50GE PAM4光トランシーバの動作原理

50GE PAM4光トランシーバの動作原理は、次のとおりです。

  • 送信方向では、PAM4エンコーディングチップは2つの25Gbit / s NRZ信号を1つの25GBaud PAM4信号に集約します。 レーザー駆動チップはPAM4信号を増幅し、25Gbpsレーザーは電気信号を25Gボー(50Gbps)単一波長光信号に変換します。
  • 受信方向では、検出器は25GBaud単一波長光信号を電気信号に変換します。 電気信号は整形および増幅された後、PAM4復号化チップに出力されます。 PAM4デコーディングチップは、信号を2つの25Gbps NRZ信号に変換します。

50GE PAM4光トランシーバは、QSFP28カプセル化モード、LC光インターフェイス、およびシングルモード光ファイバを使用します。 伝送距離は10kmまたは40km、最大消費電力は4.5Wです。

仕様

50GE PAM4光トランシーバーの光インターフェース上の送信機および受信機の性能は、IEEE 802.3bsおよびIEEE 802.3CD規格に準拠する必要があります。

光トランシーバは、N個の25Gbps電気インタフェースを提供します。 50GE光トランシーバの場合、2つの電気レーンはSFF-1_MSA規格で指定されているTX1 / RX2およびTX2 / RX8436信号を送信します。 電気インターフェースの性能は、CEI-28G-VSR LAUI-2規格に準拠している必要があります。

単一波長での伝送速度が50Gbpsの光トランシーバは、50GE、200GE、および400GEインターフェイスをサポートします。 次の表は、50GE、200GE、および400GEテクニカルソリューションのパラメータの一覧です。

50GE、200GE、および400GEテクニカルソリューションのパラメータ

技術ソリューション

光学部品および駆動チップ

50G PAM4光トランシーバは、成熟した25Gbpsオプトエレクトロニクスチップを使用して費用対効果の高いソリューションを提供します。 50GBASE-LR 10 kmシナリオでは、TOパッケージングを備えた非冷却直接変調レーザー(DML)送信機光学サブアセンブリ(TOSA)が使用されます。 このようなソリューションは、成熟したテクノロジ、低コスト、低消費電力、および簡単な大量生産を特徴としています。 線形DMLドライバチップは、入力PAMXNUMX電圧電気信号をレーザを直接駆動することができる電流信号に変換することができる。 このようなチップは高帯域幅を供給し、大きな駆動電流を出力する。 彼らの最大稼働率は4GBaudに達することができます。 受信側では、TOパッケージの付いたReceiver Optical Sub-Assemble(ROSA)が使用されます。 28Gbpsピンとリニアトランスインピーダンスアンプ(TIA)チップがROSAに統合されています。

50GBASE-LRシナリオの光学部品
50GBASE-LRシナリオの光学部品

50GBASE-ER 40 kmシナリオでは、BOXパッケージのある25Gbps電界吸収変調レーザー(EML)TOSAが使用されます。 外部共振器変調分布帰還(DFB)レーザ、アイソレータ、モニタリングダイオード、サーミスタ、およびEMLコンポーネントはTOSAに統合され、電圧信号によって駆動されます。 このようなソリューションは、広い線形ドメイン、高いER、高い出力光パワー、および低いTDECQを特徴としています。 リニアEMLドライブチップは、入力PAM4信号を増幅して次のEMLに出力することができます。 これらのチップは、広帯域幅、小さなジッタ、調整可能な出力ゲイン、および最大28GBaudの動作レートを提供します。 受信側では、TO包装付きのAPD ROSAが使用されます。 25Gbps APDとリニアTIAチップはROSAに統合されています。 このようなROSAは高感度を特徴とし、40km長距離伝送に適用されます。

50GBASE-ERシナリオの光学部品
50GBASE-ERシナリオの光学部品

PAM4チップ

PAM4コーデックチップは、トランシーバ内部でNRZ信号とPAM4信号の間の変換を実行します。 送信方向では、PAM4チップはボードによって出力された2つの25Gbps NRZ信号を1つの25GBaud PAM4信号に整形、増幅、および変換します。 受信方向では、PAM4チップはアナログデジタル変換器(ADC)およびデジタル信号処理(DSP)テクノロジを使用して、1つの25GBaud信号を2つの25Gbps NRZ信号にデコードします。

NRZとPAM4トランシーバのソリューションの違い

PAM4トランシーバーの光学部品とチップは、NRZトランシーバーのものとは大きく異なります。 次の表は、50G QSFP28 LRとXNUMXG QSFPXNUMX LRの違いを示しています。 25G SFP28 LR.

50G QSFP28 LRと25G SFP28 LRの違い

主な違いは、レーザー駆動チップ、TIAチップ、そしてデータ処理チップです。

  • PAM4コードには4種類のレベルロジックがあるため、レーザードライブチップとTIAチップはリニア出力が可能です。 NRZトランシーバは、振幅制限モードで信号を出力します。
  • PAM4トランシーバはDSPを使用して50G PAM4信号と2つの25Gbps NRZ信号間の変換を実装します。 NRZトランシーバは、Clock&Data Recovery(CDR)チップのみを使用してデータを送信します。

これはによって書かれたオリジナルの記事です。 Gigalight。 再現された場合は、ソースを明記してください。

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