благодаря технологии кодирования pam4 количество информации, передаваемой на оптических приемопередатчиках на основе 50g pam4 в каждом цикле дискретизации, удваивается. оптический компонент 25g может использоваться для достижения скорости передачи 50gbps, снижая стоимость оптических трансиверов.
50g pam4 применяется к нескольким сценариям, например, к одной полосе оптические трансиверы 50ge pam4, 4-полосные оптические трансиверы 200geи 8-полосные оптические трансиверы 400ge.
в этом разделе представлены функции однополосного оптического трансивера 50ge pam4.
принцип работы оптического трансивера 50ge pam4
принцип работы оптического трансивера 50ge pam4 описывается следующим образом:
в направлении передачи микросхема кодирования pam4 объединяет два сигнала nrz 25gbit / s в один сигнал pam25 4gbaud. микросхема возбуждения лазера усиливает сигнал pam4, а лазер 25gbps преобразует электрический сигнал в оптический сигнал с одной длиной волны 25gbaud (50gbps).
в направлении приема детектор преобразует оптический сигнал 25gbaud с одной длиной волны в электрический сигнал. электрический сигнал формируется и усиливается, а затем выводится на чип декодирования pam4. микросхема декодирования pam4 преобразует сигнал в два сигнала nrz 25gbps.
оптический трансивер 50ge pam4 использует режим инкапсуляции qsfp28, оптические интерфейсы lc и одномодовые оптические волокна. расстояние передачи составляет 10km или 40km, а максимальная потребляемая мощность - 4.5w.
характеристики передатчиков и приемников на оптических интерфейсах оптических трансиверов 50ge pam4 должны соответствовать стандартам ieee 802.3bs и ieee 802.3cd.
оптический трансивер обеспечивает n электрических интерфейсов 25gbps. для оптического трансивера 50ge две электрические полосы передают сигналы tx1 / rx1 и tx2 / rx2, указанные в стандартах sff-8436_msa. характеристики электрических интерфейсов должны соответствовать стандарту cei-28g-vsr laui-2.
оптический трансивер со скоростью передачи 50gbps на одной длине волны поддерживает интерфейсы 50ge, 200ge и 400ge. в следующей таблице перечислены параметры для технических решений 50ge, 200ge и 400ge.
оптические трансиверы 50g pam4 используют зрелые оптоэлектронные чипы 25gbps для предоставления экономически эффективных решений. в сценариях 50gbase-lr 10 км используются неохлаждаемые оптические узлы (tosa) передатчика с прямой модуляцией лазера (dml) с упаковкой to. такое решение отличается зрелыми технологиями, низкими затратами, низким энергопотреблением и простотой массового производства. микросхема линейного драйвера dml может преобразовывать входные электрические сигналы напряжения pam4 в токовые сигналы, которые могут непосредственно управлять лазерами. такие чипы обеспечивают высокую пропускную способность и выводят большой ток привода. их максимальная рабочая скорость может достигать 28gbaud. на приемном конце используются оптические узлы приемника (rosa) с упаковкой to. выводы 25gbps и микросхемы линейного трансимпедансного усилителя (tia) интегрированы в rosa.
оптические компоненты в сценариях 50gbase-lr
в сценариях 50gbase-er 40 km используются tosa с электро-абсорбционной модуляцией (eml) 25gbps с упаковкой box. лазеры, изоляторы, контрольные диоды, термисторы и компоненты eml с обратной резонансной модуляцией (dfb) интегрированы в tosa и управляются сигналами напряжения. такое решение имеет широкие линейные домены, высокую er, высокую выходную оптическую мощность и низкое значение tdecq. микросхемы линейного привода eml могут усиливать входные сигналы pam4 и выводить их на следующие eml. эти чипы обеспечивают высокую пропускную способность, небольшой джиттер, регулируемое выходное усиление и скорость работы до 28gbaud. на приемном конце используются apd rosa с упаковкой to. apd 25gbps и линейные чипы tia интегрированы в rosa. такие rosa отличаются высокой чувствительностью и применимы к передаче на большие расстояния 40km.
оптические компоненты в сценариях 50gbase-er
микросхемы кодека pam4 выполняют преобразование между сигналами nrz и сигналами pam4 внутри трансиверов. в направлении передачи микросхемы pam4 формируют, усиливают и преобразуют два сигнала nrz 25gbps, выводимых платами, в один сигнал pam25 4gbaud. в направлении приема микросхемы pam4 используют технологии аналого-цифрового преобразователя (ацп) и цифровой обработки сигналов (dsp) для декодирования одного сигнала 25gbaud в два сигнала nrz 25gbps.
оптические компоненты и микросхемы трансиверов pam4 очень отличаются от оптических компонентов трансиверов nrz. в следующей таблице перечислены различия между 50g qsfp28 lr и 25g sfp28 lr.
основное различие заключается в чипах лазерного привода, чипах tia и чипах обработки данных.
поскольку код pam4 имеет четыре типа логики уровня, микросхемы лазерного привода и микросхемы tia имеют линейный выход. выходные сигналы приемопередатчиков nrz в режиме ограничения амплитуды.
приемопередатчики pam4 используют dsp для реализации преобразования между сигналом 50g pam4 и двумя сигналами 25gbps nrz. приемопередатчики nrz передают данные только с использованием микросхем clock & data recovery (cdr).
gigalight - глобальный новатор в области проектирования оптических межсоединений, который разрабатывает, производит и поставляет оптические приемопередатчики, активные оптические кабели и когерентные оптические модули для сети центра обработки данных, беспроводной сети 5g, сети оптической передачи и сети широковещательного видео. компания использует преимущества эксклюзивного дизайна, чтобы предоставить клиентам универсальные рентабельные оптические сетевые устройства.