Tecnologias de transceptor óptico baseadas em 50G PAM4
Data: 2019-01-28 Autor:Gigalight 7670
Com a tecnologia de codificação PAM4, a quantidade de informação transmitida nos transceptores ópticos baseados em 50G PAM4 dentro de cada ciclo de amostragem dobra. Um componente óptico 25G pode ser usado para atingir uma taxa de transmissão 50Gbps, reduzindo os custos dos transceptores ópticos.
50G PAM4 se aplica a vários cenários, como single-lane Transceptores ópticos 50GE PAM4, Transceptores ópticos 4GE 200GEe Transceptores ópticos 8GE 400GE.
Funções
Esta seção apresenta as funções de um transceptor óptico 50GE PAM4 de pista única.
Princípio de funcionamento de um transceptor óptico 50GE PAM4
Princípio de funcionamento de um transceptor óptico 50GE PAM4
O princípio de funcionamento de um transceptor óptico 50GE PAM4 é descrito da seguinte forma:
Na direção de transmissão, o chip de codificação PAM4 agrega dois sinais NNZ 25Gbit / s em um sinal 25GBaud PAM4. O chip de acionamento a laser amplifica o sinal PAM4 e o laser 25Gbps converte o sinal elétrico em um sinal óptico de comprimento de onda único 25GBaud (50Gbps).
Na direção de recepção, o detector converte o sinal óptico de comprimento de onda único 25GBaud em um sinal elétrico. O sinal elétrico é formado e amplificado e, em seguida, é emitido para o chip de decodificação PAM4. O chip de decodificação PAM4 converte o sinal em dois sinais NNZ 25Gbps.
O transceptor óptico 50GE PAM4 usa o modo de encapsulamento QSFP28, interfaces óticas LC e fibras ópticas monomodo. A distância de transmissão é 10km ou 40km e o consumo máximo de energia é 4.5W.
Especificações
O desempenho dos transmissores e receptores nas interfaces ópticas dos transceptores ópticos 50GE PAM4 deve estar em conformidade com os padrões IEEE 802.3bs e IEEE 802.3cd.
Um transceptor óptico fornece interfaces elétricas N 25Gbps. Para um transceptor óptico 50GE, as duas linhas elétricas transmitem os sinais TX1 / RX1 e TX2 / RX2 especificados nos padrões SFF-8436_MSA. O desempenho das interfaces elétricas deve estar de acordo com o padrão CEI-28G-VSR LAUI-2.
O transceptor óptico com uma taxa de transmissão de 50Gbps em um único comprimento de onda suporta as interfaces 50GE, 200GE e 400GE. A tabela a seguir lista os parâmetros para as soluções técnicas 50GE, 200GE e 400GE.
Os parâmetros para as soluções técnicas 50GE, 200GE e 400GE
Soluções Técnicas
Componente Ótico e Chip de Drive
Os transceptores ópticos 50G PAM4 usam chips optoeletrônicos 25Gbps maduros para oferecer soluções econômicas. Em 50GBASE-LR Cenários 10 km, Uncooled Submontagens Ópticas (TOSAs) de Transmissores Laser de Modulação Direta (DML) com embalagem TO são usados. Tal solução apresenta tecnologias maduras, baixos custos, baixo consumo de energia e fácil produção em massa. O chip linear do driver DML pode converter sinais elétricos de entrada PAM4 em sinais de corrente que podem direcionar diretamente os lasers. Esses chips fornecem uma alta largura de banda e uma grande corrente de saída. Sua taxa máxima de trabalho pode alcançar o 28GBaud. Na extremidade de recebimento, Sub-Assemblies Optical Receiver (ROSAs) com embalagem TO são usados. Pinos 25Gbps e chips lineares de Amplificadores de Trans-Impedância (TIA) são integrados aos ROSAs.
Componentes ópticos em cenários 50GBASE-LR
Componentes ópticos em cenários 50GBASE-LR
Em cenários 50GBASE-ER 40 km, são utilizados TOSAs de EML (Electro-absorption Modulated Laser) 25Gbps com embalagem BOX. Os lasers, os isoladores, os diodos de monitoramento, os termistores e os componentes EML de distribuição distribuída de cavidades externas (DFB) são integrados aos TOSAs e acionados por sinais de tensão. Tal solução apresenta amplos domínios lineares, alto ER, alta potência óptica de saída e baixo TDECQ. Os chips de unidade linear EML podem amplificar os sinais PAM4 de entrada e enviá-los para as próximas EMLs. Esses chips fornecem uma alta largura de banda, um pequeno jitter, um ganho de saída ajustável e uma taxa de trabalho de até 28GBaud. No final do recebimento, são utilizados APD ROSAs com embalagem TO. Os APDs 25Gbps e os chips TIA lineares estão integrados nos ROSAs. Tais ROSAs apresentam alta sensibilidade e se aplicam à transmissão de longa distância 40km.
Componentes ópticos em cenários 50GBASE-ER
Componentes ópticos em cenários 50GBASE-ER
Chip PAM4
Os chipsets codec PAM4 realizam a conversão entre os sinais NRZ e os sinais PAM4 dentro dos transceptores. Na direção de transmissão, os chips PAM4 moldam, amplificam e convertem dois sinais NNZ de 25Gbps emitidos por placas em um único sinal 25GBaud PAM4. Na direção de recepção, os chips PAM4 usam a tecnologia de Conversor Analógico para Digital (ADC) e Processamento Digital de Sinais (DSP) para decodificar o sinal 25GBaud para dois sinais NNZ 25Gbps.
Diferenças entre as soluções dos transceptores NRZ e PAM4
Os componentes ópticos e chips dos transceptores PAM4 são muito diferentes daqueles dos transceptores NRZ. A tabela a seguir lista as diferenças entre 50G QSFP28 LR e 25G SFP28 LR.
As diferenças entre 50G QSFP28 LR e 25G SFP28 LR
A principal diferença está nos chips de acionamento a laser, chips TIA e chips de processamento de dados.
Como o código PAM4 possui quatro tipos de lógica de nível, os chips de acionamento a laser e os chips TIA são capazes de saídas lineares. Sinais de saída dos transceptores NRZ no modo de limitação de amplitude.
Os transceptores PAM4 usam o DSP para implementar a conversão entre um sinal 50G PAM4 e dois sinais NNZ 25Gbps. Os transreceptores NRZ transmitem dados usando apenas chips de Clock & Data Recovery (CDR).