利用pam4編碼技術，在每個採樣週期內在基於50g pam4的光學收發器上傳輸的信息量翻倍。 25g光學組件可用於實現50gbps傳輸速率，從而降低光學收發器的成本。
50g pam4適用於多種情況，例如單通道 50ge pam4光學收發器, 4-lane 200ge光學收發器和 8-lane 400ge光學收發器.
本節介紹單通道50ge pam4光收發器的功能。
50ge pam4光收發器的工作原理
50ge pam4光收發器的工作原理描述如下：
在發送方向上，pam4編碼芯片將兩個25gbit / s nrz信號聚合成一個25gbaud pam4信號。 激光驅動芯片放大pam4信號，25gbps激光器將電信號轉換為25gbaud（50gbps）單波長光信號。
在接收方向，檢測器將25gbaud單波長光信號轉換為電信號。 電信號被整形和放大，然後輸出到pam4解碼芯片。 pam4解碼芯片將信號轉換為兩個25gbps nrz信號。
50ge pam4光收發器使用qsfp28封裝模式，lc光接口和單模光纖。 傳輸距離為10km或40km，最大功耗為4.5w。
50ge pam4光收發器的光接口上的發送器和接收器的性能必須符合ieee 802.3bs和ieee 802.3cd標準。
光收發器提供n 25gbps電接口。 對於50ge光收發器，兩個電通道發送sff-1_msa標準中規定的tx1 / rx2和tx2 / rx8436信號。 電氣接口的性能必須符合cei-28g-vsr laui-2標準。
單波長傳輸速率為50gbps的光收發器支持50ge，200ge和400ge接口。 下表列出了50ge，200ge和400ge技術解決方案的參數。
50g pam4光收發器使用成熟的25gbps光電芯片來提供經濟高效的解決方案。 在50gbase-lr 10 km場景中，使用具有to封裝的非製冷直接調製激光（dml）發射器光學子組件（tosa）。 這種解決方案具有成熟的技術，低成本，低功耗和易於批量生產。 線性dml驅動芯片可將輸入pam4電壓電信號轉換為可直接驅動激光的電流信號。 這種芯片提供高帶寬並輸出大驅動電流。 它們的最大工作速率可達到28gbaud。 在接收端，使用帶to封裝的接收器光學子組件（rosa）。 25gbps引腳和線性跨阻放大器（tia）芯片集成在rosa中。
50gbase-lr場景中的光學組件
在50gbase-er 40 km場景中，使用具有box封裝的25gbps電吸收調製激光器（eml）tosa。 外腔調製分配反饋（dfb）激光器，隔離器，監控二極管，熱敏電阻和eml組件集成到tosa並由電壓信號驅動。 這種解決方案具有寬線性域，高er，高輸出光功率和低tdecq。 線性eml驅動芯片可放大輸入pam4信號並將其輸出到下一個eml。 這些芯片提供高帶寬，小抖動，可調輸出增益和高達28gbaud的工作速率。 在接收端，使用帶有to封裝的apd rosa。 25gbps apd和線性tia芯片集成在rosa中。 這種rosa具有高靈敏度，適用於40km長距離傳輸。
50gbase-er場景中的光學組件
pam4編解碼器芯片在收發器內部執行nrz信號和pam4信號之間的轉換。 在發送方向上，pam4芯片對板上輸出的兩個25gbps nrz信號進行整形，放大和轉換，形成一個25gbaud pam4信號。 在接收方向，pam4芯片使用模數轉換器（adc）和數字信號處理（dsp）技術將一個25gbaud信號解碼為兩個25gbps nrz信號。
pam4收發器的光學元件和芯片與nrz收發器的光學元件和芯片截然不同。 下表列出了50g qsfp28 lr與之間的差異 25g sfp28 lr.
主要區別在於激光驅動芯片，tia芯片和數據處理芯片。
由於pam4代碼具有四種類型的電平邏輯，因此激光驅動芯片和tia芯片具有線性輸出。 nrz以限幅模式收發輸出信號。
pam4收發器使用dsp實現50g pam4信號和兩個25gbps nrz信號之間的轉換。 nrz收發器僅使用時鐘和數據恢復（cdr）芯片傳輸數據。
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