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 송수신기및 8-lane 400ge 광학 송수신기.
이 섹션에서는 단일 레인 50ge pam4 광 트랜시버의 기능을 소개합니다.
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.
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.
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-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
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.
pam4 송수신기의 광학 부품과 칩은 nrz 송수신기와 매우 다릅니다. 다음 표는 50g qsfp28 lr과 25g sfp28 lr.
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.
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