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50G PAM4 기반 광 송수신기 기술

PAM4 인코딩 기술을 사용하면 각 샘플링주기 내에서 50G PAM4 기반 광 송수신기에서 전송되는 정보의 양이 두 배로 늘어납니다. 25G 광학 구성 요소를 사용하여 50Gbps 전송 속도를 달성 할 수 있으므로 광 송수신기 비용이 절감됩니다.

50G PAM4은 단일 레인과 같은 여러 시나리오에 적용됩니다. 50GE PAM4 광 트랜시버, 4-lane 200GE 광학 송수신기8-lane 400GE 광학 송수신기.

기능

이 섹션에서는 단일 레인 50GE PAM4 광 트랜시버의 기능을 소개합니다.

50GE PAM4 광 트랜시버의 작동 원리
50GE PAM4 광 트랜시버의 작동 원리

50GE PAM4 광 트랜시버의 작동 원리는 다음과 같이 설명됩니다.

  • 전송 방향에서 PAM4 인코딩 칩은 2 개의 25Gbit / s NRZ 신호를 하나의 25GBaud PAM4 신호로 집계합니다. 레이저 드라이브 칩은 PAM4 신호를 증폭하고 25Gbps 레이저는 전기 신호를 25GBaud (50Gbps) 단일 파장 광 신호로 변환합니다.
  • 수신 방향에서, 검출기는 25GBaud 단일 파장 광 신호를 전기 신호로 변환합니다. 전기 신호는 모양을 만들고 증폭 된 다음 PAM4 디코딩 칩으로 출력됩니다. PAM4 디코딩 칩은 신호를 두 개의 25Gbps NRZ 신호로 변환합니다.

50GE PAM4 광 트랜시버는 QSFP28 캡슐화 모드, LC 광학 인터페이스 및 단일 모드 광섬유를 사용합니다. 전송 거리는 10km 또는 40km이며 최대 소비 전력은 4.5W입니다.

명세서

50GE PAM4 광 송수신기의 광 인터페이스에서 송신기 및 수신기의 성능은 IEEE 802.3bs 및 IEEE 802.3cd 표준을 준수해야합니다.

광 트랜시버는 N 25Gbps 전기 인터페이스를 제공합니다. 50GE 광 트랜시버의 경우 2 개의 전기 레인은 SFF-1_MSA 표준에 지정된 TX1 / RX2 및 TX2 / RX8436 신호를 전송합니다. 전기 인터페이스의 성능은 CEI-28G-VSR LAUI-2 표준을 준수해야합니다.

단일 파장에서 50Gbps의 전송 속도를 갖는 광 송수신기는 50GE, 200GE 및 400GE 인터페이스를 지원합니다. 다음 표에는 50GE, 200GE 및 400GE 기술 솔루션의 매개 변수가 나와 있습니다.

50GE, 200GE 및 400GE 기술 솔루션의 매개 변수

기술 솔루션

광학 부품 및 드라이브 칩

50G PAM4 광 트랜시버는 성숙한 25Gbps 광전자 칩을 사용하여 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다. 50GBASE-LR 10 km 시나리오에서는 TO 패키징을 사용하는 냉각되지 않은 직접 변조 레이저 (DML) 송신기 광학 하위 어셈블리 (TOSAs)가 사용됩니다. 이러한 솔루션은 성숙한 기술, 저비용, 저전력 소비 및 손쉬운 대량 생산을 특징으로합니다. 선형 DML 드라이버 칩은 입력 PAM4 전압 전기 신호를 레이저를 직접 구동 할 수있는 전류 신호로 변환 할 수 있습니다. 이러한 칩은 높은 대역폭을 제공하고 큰 드라이브 전류를 출력합니다. 최대 작업 속도는 28GBaud에 도달 할 수 있습니다. 수신단에서 TO 패키징을 사용하는 ROSA (Receiver Optical Sub-Assemblies)가 사용됩니다. 25Gbps 핀과 선형 Trans-Impedance Amplifier (TIA) 칩이 ROSA에 통합되어있다.

50GBASE-LR 시나리오의 광학 구성 요소
50GBASE-LR 시나리오의 광학 구성 요소

50GBASE-ER 40 km 시나리오에서는 BOX 패키징이있는 25Gbps 전자 흡수 변조 레이저 (EML) TOSA가 사용됩니다. 외부 캐비티로 변조 된 DFB (Distribution Feed-Back) 레이저, 절연체, 모니터링 다이오드, 서미스터 및 EML 부품은 TOSA에 통합되어 전압 신호로 구동됩니다. 이러한 솔루션은 넓은 선형 영역, 높은 ER, 높은 출력 광 출력 및 낮은 TDECQ를 특징으로합니다. 선형 EML 드라이브 칩은 입력 된 PAM4 신호를 증폭하여 다음 EML로 출력 할 수 있습니다. 이 칩은 고 대역폭, 작은 지터, 조정 가능한 출력 게인 및 최대 28GBaud의 작동 속도를 제공합니다. 수신 측에서는 TO 패키징을 사용하는 APD ROSA가 사용됩니다. 25Gbps APD 및 선형 TIA 칩은 ROSA에 통합되어 있습니다. 이러한 ROSA는 높은 감도를 특징으로하며 40km 장거리 전송에 적용됩니다.

50GBASE-ER 시나리오의 광학 구성 요소
50GBASE-ER 시나리오의 광학 구성 요소

PAM4 칩

PAM4 코덱 칩은 NRZ 신호와 송수신기 내부의 PAM4 신호 간의 변환을 수행합니다. 전송 방향에서 PAM4 칩은 보드에 의해 출력 된 두 개의 25Gbps NRZ 신호를 형성, 증폭 및 변환하여 하나의 25GBaud PAM4 신호로 변환합니다. 수신 방향에서 PAM4 칩은 ADC (Analog to Digital Converter) 및 DSP (Digital Signal Processing) 기술을 사용하여 하나의 25GBaud 신호를 두 개의 25Gbps NRZ 신호로 디코딩합니다.

NRZ 및 PAM4 트랜시버 솔루션의 차이점

PAM4 송수신기의 광학 부품과 칩은 NRZ 송수신기와 매우 다릅니다. 다음 표는 50G QSFP28 LR과 25G SFP28 LR.

50G QSFP28 LR과 25G SFP28 LR의 차이점

주요 차이점은 레이저 드라이브 칩, TIA 칩 및 데이터 처리 칩에 있습니다.

  • PAM4 코드에는 네 가지 유형의 레벨 논리가 있으므로 레이저 드라이브 칩과 TIA 칩은 선형 출력이 가능합니다. NRZ 송수신기는 진폭 제한 모드에서 신호를 출력합니다.
  • PAM4 송수신기는 DSP를 사용하여 50G PAM4 신호와 두 개의 25Gbps NRZ 신호 사이의 변환을 구현합니다. NRZ 트랜시버는 CDR (Clock & Data Recovery) 칩만을 사용하여 데이터를 전송합니다.

이것은 쓴 원본 기사입니다 Gigalight. 재현 한 경우 출처를 알려주십시오. https://www.gigalight.com/community/50g-pam4-based-optical-transceiver-technologies/

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