400G PAM4 (modulación de amplitud de 4 veces) es una tecnología de modulación que es adecuada para una conexión de señal de alta velocidad en los centros de procesamiento de datos de nueva generación, estableciendo la ruta a 400G Ethernet en los centros de procesamiento de datos.¿Qué es 400G PAM4?¿Por qué se elige para su uso en 400G Ethernet? Encontrarás las respuestas aquí.
¿Qué es PAM4 para 400G Ethernet?
La modulación de amplitud de impulso de 4 niveles (PAM4) es una tecnología que utiliza cuatro niveles de señal diferentes para transmitir la señal, y cada período de símbolo es 2 batallas de información lógica (0, 1, 2, 3). Pasando dos batallas en una ranura simbólica, Pam4 duplica la tira de ancho de banda de la señal. Por lo tanto, utilizando la modulación mejorada de PAM4, puede aumentar el rendimiento para aumentar la velocidad de transferencia de datos sin la necesidad de equipar el centro de datos con fibras adicionales. Ethernet 400 GB/C se puede vender utilizando cuatro rayas PAM4 (8 × 50 Gbit/s). Esto en realidad duplica la velocidad de transferencia de datos en la red, lo que le permite usar 400G PAM4 para transmitir datos a distancias cortas y largas.
¿Por qué Ethernet 400G debería usar la tecnología PAM4?
Desde el punto de vista del soporte de velocidad 400G Ethernet, la velocidad de transferencia de datos sobre un canal NRZ 25 GB/S ha alcanzado su límite, que no puede adaptarse al desarrollo de centros de procesamiento modernos de alta densidad. Al discutir el estándar 400GE IEEE 802. 3BS, se propuso reemplazar el NRZ con tecnología PAM4.¿Por qué la tecnología PAM4 400G es una alternativa NRZ viable?
Ventajas 400G PAM4
La modulación PAM4 reemplaza en 400 g de Ethernet el uso de NRZ con una velocidad de transmisión de 16 × 25 GB/sy proporciona una ruta desde 100 g de Ethernet con una velocidad de engranaje de 4 × 25 GB/s a 400 g de Ethernet con una arquitectura de 8 × 25 Gbit/s. Se llama 400G Ethernet en el canal utilizó la solución 8 × 50 g con la velocidad de transferencia de datos, lo que le permite reducir no solo el costo de la fibra, sino también la pérdida en el canal. Para los centros de datos de la hiper escala, es hora de pasar de las redes de 100 gigabit o gigabit anteriores a 400 g de Ethernet Pam4 para aumentar la eficiencia de la transmisión …
En comparación con la señal NRZ, PAM4 tiene una serie de ventajas. Pam4 lleva 2 batallas al símbolo y transmite el doble de información NRZ para el período del símbolo. Por lo tanto, el PAM4 duplica la velocidad de transmisión para este cuerpo, lo que aumenta la eficiencia de la transmisión en 400 GB/s y reduce significativamente la pérdida de señal. Esta ventaja clave PAM4 le permite usar canales e intercopias existentes a velocidades de transferencia de datos más altas sin duplicar la velocidad de transmisión y aumentar las pérdidas en el canal.
Pam4 en comparación con NRZ
Alguna información sobre las diferencias específicas entre PAM4 y NRZ. La alarma NRZ utiliza dos niveles de señales en las que el voltaje positivo determina el bit 1 y el voltaje cero – bit 0. 1 bit de la señal se transmite por ciclo de reloj.
Figura: Pam4 contra NRZ
La velocidad de transferencia de datos duplicada: PAM4 duplica la velocidad de transferencia de datos para esta velocidad de transmisión en comparación con NRZ. Por lo tanto, la señal PAM4 a una velocidad de 28 GBOD puede proporcionar la misma velocidad de transmisión que la señal NRZ a una velocidad de 56 GBD.
Pérdida de señal menor: PAM4 le permite crear bandas de datos a una velocidad de 56 GB/s a una pérdida de señal menor que con una simple duplicación de la velocidad de datos NRZ (a veces llamada NR Z-PAM2). Los materiales exóticos de las placas de circuito impreso pueden compensar las desventajas, pero pocas personas están listas para pagar tal precio.
Transivers 400G PAM4: Mult i-puertas y un solo modificado
El método de modulación de los transceptores 400G QSFP-DD utiliza tecnología PAM4, incluida la modificación múltiple y de un solo modoma. Además, un puerto eléctrico del módulo óptico 400G admite la modulación de 8x50g Pam4 y un puerto óptico – modulación de 8x50g Pam4 y 4x100g Pam4.
Módulos ópticos multimódicos 400G SR8 y 400G SR4. 2 admite la modulación de 8x50g Pam4. Los módulos ópticos 400G SR8 pueden usar los conectores MPO-16 o MPO-24 para conectar 8 pares de fibras. En los módulos 400G SR4. 2, se utilizan los conectores MPO-12 y las longitudes de onda se ponen y multiplexan.
De acuerdo con lo anterior, en el módulo óptico de una sola moda 400G, el lado eléctrico del puerto está modulado 4x100g Pam4 y el grupo de puertos ópticos – 8x50g Pam4. Hay tres módulos ópticos comunes 8x50g Pam4 400g: FR8, LR8 y 2XFR4. 400G FR8 y 400G LR8: la primera de las interfaces de 400 g de modificación única disponible, 8 longitudes de ondas se multiplexan en una fibra, la luz hueca LC se usa al mismo tiempo. El módulo óptico 2XFR4 400G utiliza 8 láseres, pero se dividen en dos grupos de 4 longitudes de onda de acuerdo con el estándar 200g FR4.
Los módulos ópticos 400G, modulados 4x100g Pam4, ocupan el lugar principal en el mercado moderno, incluidos 400G DR4, 400G FR4 y LR4, y su lado lineal utiliza cuatro canales de 100 g de Pam4. En el módulo óptico, 400G DR4 DSP convierte una señal eléctrica 8x50g Pam4 a 4x100g Pam4, y luego la transmite a un motor óptico.
Solución para un transceptor basado en 400G PAM4
PAM4 es una solución relativamente económica para 400 GB/sy centros de procesamiento de datos, que fue adoptada por la industria del transceptor, proporcionando una alta velocidad de transferencia de datos, promoción a 400 GB/sy más. Los transceptores FS 400G usan 4 × 100g Pam4 o 8 × 50g tecnologías PAM4, que fueron estandarizadas por el grupo de trabajo IEEE, incluidos 400GBase-SR8, DR4, LR8, ER8, XDR4, FR4 y LR4. Los transitores FS 400G utilizan un diseño de doble densidad reemplazable para admitir los requisitos de transferencia de datos en varias distancias. Al mismo tiempo, pueden convertir la señal usando PAM4 y usar la tecnología de multiplexación para convertir los canales de transmisión para lograr una distribución razonable de los recursos ópticos de fibra del Centro de procesamiento de datos.
| Estándar | Tipos de transceptores | Distancia a la línea de comunicación | El tipo de portador | Canales | El consumo de energía |
|---|---|---|---|---|---|
| IEEE P802. 3cm | 400GBASE-SR8 | 100m | MMF | 8 × 50G PAM4 | |
| IEEE 802. 3BS | 400GBase-DR4 | 500m | SMF | 4 × 100G PAM4 | |
| 400GBASE-VR8 | 10 km | SMF | 8 × 50G PAM4 | ||
| IEEE P802. 3CN | 400GBASE-RER8 | 40 km | SMF | 8 × 50G PAM4 | |
| 100g Lambda MSA | 400GBase-XDR4 | 2 km | SMF | 8 × 50G PAM4 | |
| 400GBASE-FR4 | 2 km | SMF | 4 × 100G PAM4 | ||
| 400GBase-LR4 | 10 km | SMF | 4 × 100G PAM4 |
Conclusión
A medida que el mercado cambia a la modulación basada en PAM4, cada vez más fabricantes de microcircuitos y transceptores producen nuevos productos de 400G utilizando PAM4, traduciendo 400 g de PAM4 de la teoría a la práctica. PAM4 400G basado en 50g Pam4 o 100g Pam4, por supuesto, se convertirá en la velocidad base de la próxima generación Ethernet y diferirá en alto rendimiento y potencial.
