PAM4 ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪರಿಚಯ

PAM4 ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೊದಲು, ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಎಂದರೇನು? ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಬೇಸ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳನ್ನು (ಕಚ್ಚಾ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತಗಳು) ಪ್ರಸರಣ ಸಂಕೇತಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ. ಸಂವಹನ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ದೀರ್ಘ-ದೂರ ಸಿಗ್ನಲ್ ಪ್ರಸರಣದಲ್ಲಿನ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು, ಪ್ರಸರಣಕ್ಕಾಗಿ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಮೂಲಕ ಸಿಗ್ನಲ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನ ಚಾನಲ್‌ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ.

PAM4 ಎಂಬುದು ನಾಲ್ಕನೇ ಕ್ರಮಾಂಕದ ಪಲ್ಸ್ ಆಂಪ್ಲಿಟ್ಯೂಡ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ (PAM) ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ತಂತ್ರವಾಗಿದೆ.

NRZ (ನಾನ್ ರಿಟರ್ನ್ ಟು ಝೀರೋ) ನಂತರ PAM ಸಿಗ್ನಲ್ ಜನಪ್ರಿಯ ಸಿಗ್ನಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಷನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವಾಗಿದೆ.

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

PAM4 ಸಿಗ್ನಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕಾಗಿ 4 ವಿಭಿನ್ನ ಸಿಗ್ನಲ್ ಮಟ್ಟಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಗಡಿಯಾರ ಚಕ್ರವು 00, 01, 10 ಮತ್ತು 11 ಎಂಬ 2 ಬಿಟ್‌ಗಳ ತರ್ಕ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ರವಾನಿಸಬಹುದು.
ಆದ್ದರಿಂದ, ಅದೇ ಬಾಡ್ ದರ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ, PAM4 ಸಿಗ್ನಲ್‌ನ ಬಿಟ್ ದರವು NRZ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಿಂತ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ, ಇದು ಪ್ರಸರಣ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ದ್ವಿಗುಣಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

PAM4 ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಇಂಟರ್‌ಕನೆಕ್ಷನ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಡೇಟಾ ಸೆಂಟರ್‌ಗಾಗಿ PAM4 ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ 400G ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಸಿವರ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಮತ್ತು 5G ಇಂಟರ್‌ಕನೆಕ್ಷನ್ ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್‌ಗಾಗಿ PAM4 ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ 50G ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಸಿವರ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ ಇವೆ.

PAM4 ಮಾಡ್ಯುಲೇಶನ್ ಆಧಾರಿತ 400G DML ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಸಿವರ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ನ ಅನುಷ್ಠಾನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತಿರುತ್ತದೆ: ಯೂನಿಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳನ್ನು ರವಾನಿಸುವಾಗ, 25G NRZ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತಗಳ ಸ್ವೀಕರಿಸಿದ 16 ಚಾನಲ್‌ಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಘಟಕದಿಂದ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಆಗಿರುತ್ತವೆ, DSP ಪ್ರೊಸೆಸರ್‌ನಿಂದ ಪೂರ್ವ-ಸಂಸ್ಕರಣೆ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿರುತ್ತವೆ, PAM4 ಮಾಡ್ಯುಲೇಟೆಡ್ ಆಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು 25G PAM4 ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತಗಳ 8 ಚಾನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಮಾಡುತ್ತವೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ಡ್ರೈವರ್ ಚಿಪ್‌ಗೆ ಲೋಡ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು 8 ಚಾನಲ್‌ಗಳ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಮೂಲಕ 50Gbps ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಂಕೇತಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ತರಂಗಾಂತರ ವಿಭಾಗದ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸರ್‌ನಿಂದ ಸಂಯೋಜಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 400G ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ನ 1 ಚಾನಲ್ ಆಗಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಯೂನಿಟ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸುವಾಗ, ಸ್ವೀಕರಿಸಿದ 1-ಚಾನೆಲ್ 400G ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಅನ್ನು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಘಟಕದ ಮೂಲಕ ಇನ್‌ಪುಟ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಡಿಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸರ್ ಮೂಲಕ 8-ಚಾನೆಲ್ 50Gbps ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ರಿಸೀವರ್‌ನಿಂದ ಸ್ವೀಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತವಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. DSP ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಚಿಪ್‌ನಿಂದ ಗಡಿಯಾರ ಚೇತರಿಕೆ, ವರ್ಧನೆ, ಸಮೀಕರಣ ಮತ್ತು PAM4 ಡಿಮೋಡ್ಯುಲೇಷನ್ ನಂತರ, ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತವನ್ನು 25G NRZ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತದ 16 ಚಾನಲ್‌ಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

400Gb/s ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳಿಗೆ PAM4 ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿ. PAM4 ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಆಧಾರಿತ 400Gb/s ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್, NRZ ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಉನ್ನತ-ಕ್ರಮದ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ತಂತ್ರಗಳ ಬಳಕೆಯಿಂದಾಗಿ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಟಿಂಗ್ ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ತುದಿಯಲ್ಲಿ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ರಿಸೀವರ್‌ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. PAM4 ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಘಟಕಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಕಡಿಮೆ ಜೋಡಣೆ ವೆಚ್ಚಗಳು, ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಸಣ್ಣ ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್ ಗಾತ್ರದಂತಹ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ತರಬಹುದು.

5G ಪ್ರಸರಣ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಕ್‌ಹೋಲ್ ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್‌ಗಳಲ್ಲಿ 50Gbit/s ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳಿಗೆ ಬೇಡಿಕೆಯಿದೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ-ವೆಚ್ಚದ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು 25G ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಮತ್ತು PAM4 ಪಲ್ಸ್ ಆಂಪ್ಲಿಟ್ಯೂಡ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಸ್ವರೂಪದಿಂದ ಪೂರಕವಾದ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳಲಾಗಿದೆ.

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