PAM4 ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪರಿಚಯ

PAM4 ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೊದಲು, ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಎಂದರೇನು? ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಬೇಸ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು (ಕಚ್ಚಾ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತಗಳು) ಪ್ರಸರಣ ಸಂಕೇತಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ. ಸಂವಹನ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ದೂರದ ಸಿಗ್ನಲ್ ಪ್ರಸರಣದಲ್ಲಿನ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು, ಸಂವಹನಕ್ಕಾಗಿ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಮೂಲಕ ಸಿಗ್ನಲ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ಚಾನಲ್ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ.

PAM4 ನಾಲ್ಕನೇ ಕ್ರಮಾಂಕದ ಪಲ್ಸ್ ಆಂಪ್ಲಿಟ್ಯೂಡ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ (PAM) ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ.

PAM ಸಿಗ್ನಲ್ NRZ ನಂತರ ಜನಪ್ರಿಯ ಸಿಗ್ನಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮಿಷನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿದೆ (ಶೂನ್ಯಕ್ಕೆ ಹಿಂತಿರುಗುವುದಿಲ್ಲ).

NRZ ಸಂಕೇತವು ಡಿಜಿಟಲ್ ಲಾಜಿಕ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ನ 1 ಮತ್ತು 0 ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಲು ಎರಡು ಸಿಗ್ನಲ್ ಹಂತಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ, ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಗಡಿಯಾರದ ಚಕ್ರಕ್ಕೆ 1 ಬಿಟ್ ಲಾಜಿಕ್ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ರವಾನಿಸಬಹುದು.

PAM4 ಸಿಗ್ನಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕಾಗಿ 4 ವಿಭಿನ್ನ ಸಿಗ್ನಲ್ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಗಡಿಯಾರ ಚಕ್ರವು 2 ಬಿಟ್‌ಗಳ ಲಾಜಿಕ್ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ರವಾನಿಸುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ 00, 01, 10, ಮತ್ತು 11.
ಆದ್ದರಿಂದ, ಅದೇ ಬಾಡ್ ದರದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, PAM4 ಸಿಗ್ನಲ್‌ನ ಬಿಟ್ ದರವು NRZ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಿಂತ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು, ಇದು ಪ್ರಸರಣ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ದ್ವಿಗುಣಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

PAM4 ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಇಂಟರ್‌ಕನೆಕ್ಷನ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಡೇಟಾ ಸೆಂಟರ್‌ಗಾಗಿ PAM4 ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ 400G ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಸಿವರ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಮತ್ತು 5G ಇಂಟರ್‌ಕನೆಕ್ಷನ್ ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್‌ಗಾಗಿ PAM4 ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ 50G ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಸಿವರ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಇದೆ.

PAM4 ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಆಧಾರಿತ 400G DML ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಸಿವರ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ನ ಅನುಷ್ಠಾನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿರುತ್ತದೆ: ಯುನಿಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳನ್ನು ರವಾನಿಸುವಾಗ, ಸ್ವೀಕರಿಸಿದ 25G NRZ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳ 16 ಚಾನಲ್‌ಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಘಟಕದಿಂದ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಆಗಿರುತ್ತವೆ, DSP ಪ್ರೊಸೆಸರ್‌ನಿಂದ ಪೂರ್ವ-ಸಂಸ್ಕರಿಸಲಾಗಿದೆ, PAM4 ಮಾಡ್ಯುಲೇಟೆಡ್, ಮತ್ತು 25G PAM4 ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳ 8 ಚಾನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಮಾಡಿ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ ಚಾಲಕ ಚಿಪ್‌ಗೆ ಲೋಡ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಲೇಸರ್‌ಗಳ 8 ಚಾನಲ್‌ಗಳ ಮೂಲಕ 50Gbps ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳ 8 ಚಾನಲ್‌ಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ತರಂಗಾಂತರ ವಿಭಾಗದ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸರ್‌ನಿಂದ ಸಂಯೋಜಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 400G ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ನ 1 ಚಾನಲ್‌ಗೆ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಯುನಿಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸುವಾಗ, ಸ್ವೀಕರಿಸಿದ 1-ಚಾನಲ್ 400G ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಯೂನಿಟ್ ಮೂಲಕ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಡೆಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸರ್ ಮೂಲಕ 8-ಚಾನಲ್ 50Gbps ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ರಿಸೀವರ್‌ನಿಂದ ಸ್ವೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಸಂಕೇತ. DSP ಪ್ರೊಸೆಸಿಂಗ್ ಚಿಪ್‌ನಿಂದ ಗಡಿಯಾರ ಚೇತರಿಕೆ, ವರ್ಧನೆ, ಸಮೀಕರಣ ಮತ್ತು PAM4 ಡಿಮೋಡ್ಯುಲೇಶನ್ ನಂತರ, ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತವನ್ನು 25G NRZ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ನ 16 ಚಾನಲ್‌ಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

400Gb/s ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳಿಗೆ PAM4 ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿ. PAM4 ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಆಧಾರಿತ 400Gb/s ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಪ್ರಸರಣ ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು NRZ ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ-ಆರ್ಡರ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ತಂತ್ರಗಳ ಬಳಕೆಯಿಂದಾಗಿ ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ರಿಸೀವರ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. PAM4 ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಘಟಕಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಕಡಿಮೆ ಅಸೆಂಬ್ಲಿ ವೆಚ್ಚಗಳು, ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಸಣ್ಣ ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್ ಗಾತ್ರದಂತಹ ಅನುಕೂಲಗಳನ್ನು ತರುತ್ತದೆ.

5G ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಷನ್ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಕ್‌ಹಾಲ್ ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್‌ಗಳಲ್ಲಿ 50Gbit/s ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳಿಗೆ ಬೇಡಿಕೆಯಿದೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ-ವೆಚ್ಚದ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು 25G ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಾಧನಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಮತ್ತು PAM4 ಪಲ್ಸ್ ಆಂಪ್ಲಿಟ್ಯೂಡ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಫಾರ್ಮ್ಯಾಟ್‌ನಿಂದ ಪೂರಕವಾದ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ.

PAM-4 ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸುವಾಗ, ಬಾಡ್ ದರ ಮತ್ತು ಬಿಟ್ ದರದ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಗಮನ ಕೊಡುವುದು ಮುಖ್ಯ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ NRZ ಸಂಕೇತಗಳಿಗೆ, ಒಂದು ಚಿಹ್ನೆಯು ಒಂದು ಬಿಟ್ ಡೇಟಾವನ್ನು ರವಾನಿಸುವುದರಿಂದ, ಬಿಟ್ ದರ ಮತ್ತು ಬಾಡ್ ದರ ಒಂದೇ ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 100G ಎತರ್ನೆಟ್‌ನಲ್ಲಿ, ಪ್ರಸರಣಕ್ಕಾಗಿ ನಾಲ್ಕು 25.78125GBaud ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದರಿಂದ, ಪ್ರತಿ ಸಿಗ್ನಲ್‌ನಲ್ಲಿನ ಬಿಟ್ ದರವು 25.78125Gbps ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಾಲ್ಕು ಸಂಕೇತಗಳು 100Gbps ಸಂಕೇತ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತವೆ; PAM-4 ಸಂಕೇತಗಳಿಗೆ, ಒಂದು ಚಿಹ್ನೆಯು 2 ಬಿಟ್‌ಗಳ ಡೇಟಾವನ್ನು ರವಾನಿಸುವುದರಿಂದ, ರವಾನಿಸಬಹುದಾದ ಬಿಟ್ ದರವು ಬಾಡ್ ದರಕ್ಕಿಂತ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 200G ಎತರ್ನೆಟ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕಾಗಿ 26.5625GBaud ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳ 4 ಚಾನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ, ಪ್ರತಿ ಚಾನಲ್‌ನಲ್ಲಿನ ಬಿಟ್ ದರವು 53.125Gbps ಆಗಿದೆ, ಮತ್ತು 4 ಚಾನಲ್‌ಗಳ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳು 200Gbps ಸಿಗ್ನಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಷನ್ ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು. 400G ಎತರ್ನೆಟ್‌ಗಾಗಿ, 26.5625GBaud ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳ 8 ಚಾನಲ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಇದನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು.