¿Ventajas de PAM4? ¿Cuál es la diferencia entre PAM4 y NRZ?

PAM4 (Modulación de Amplitud de Pulso 4) se utiliza para convertir datos digitales en señales analógicas. En Ethernet 400G, PAM4 se utiliza para convertir datos digitales en señales ópticas para su transmisión por fibra óptica. La tecnología PAM4 representa cuatro estados digitales diferentes modificando la amplitud y la fase de la señal óptica; cada estado representa 2 bits de datos. En comparación con la tecnología tradicional de modulación NRZ (Sin Retorno a Cero), PAM4 puede transmitir más datos con el mismo ancho de banda, lo que aumenta la velocidad de transmisión. En Ethernet 400G, la tecnología PAM4 se utiliza ampliamente para la transmisión de datos entre módulos ópticos y fibra óptica.

Ventajas del AM4:

1. Mejora la utilización del ancho de banda: PAM4 tiene el doble de rendimiento que NRZ a la misma velocidad en baudios, por lo que puede aumentar el ancho de banda de la red sin agregar fibras ópticas adicionales, mejorando efectivamente la utilización del ancho de banda.

2. Reduce la pérdida de señal: PAM4 permite transmitir el doble de información en cada período de símbolo que NRZ, por lo que a la misma tasa de código, la tasa de baudios (tasa de símbolo) de PAM4 es solo la mitad de la de la señal NRZ, lo que reduce la pérdida de señal de transmisión de señal. Esta ventaja permite a PAM4 utilizar canales e interconexiones existentes para obtener tasas de bits más altas sin aumentar las pérdidas de canal.

3. Reducir la demanda de dispositivos ópticos: PAM4 utiliza un formato de modulación de orden alto, que puede reducir la cantidad de dispositivos ópticos utilizados y reducir los requisitos de rendimiento de los dispositivos ópticos, reduciendo así los costos.

4. Adecuado para redes DWDM integradas: los módulos ópticos PAM4 se pueden utilizar directamente en conmutadores de redes DWDM integradas, lo que proporciona soluciones rentables y simples para los clientes que construyen redes de datos DWDM integradas.

Desventajas de PAM4:

1. Limitación de la distancia de transmisión: los módulos ópticos PAM4 requieren el uso de amplificadores para transmitir a más de 5 km, y se requiere un multiplexor DWDM separado que esté equipado con compensación de dispersión y amplificadores, lo que aumenta la complejidad y el costo del sistema.

2. Afectado por interferencias de ruido: PAM4 es susceptible a interferencias de ruido. Sus requisitos de nivel de voltaje adicional reducen el intervalo de nivel, lo que resulta en la necesidad de una mayor relación señal-ruido, especialmente en transmisiones de larga distancia y entornos ruidosos, lo que afecta la calidad de la señal.

3. Apertura pequeña del diagrama de ojo vertical: La apertura pequeña del diagrama de ojo vertical de la señal PAM4 la hace más sensible al ruido y resulta en una mayor tasa de error de bits. Sin embargo, PAM4 es posible gracias a que la corrección de errores hacia adelante (FEC) ayuda al sistema a alcanzar la tasa de error de bits requerida.

4. Mayor consumo de energía: Para reducir la tasa de errores de bits en el canal PAM4, es necesario realizar ecualización en el receptor y precompensación en el transmisor. Esto incrementará el consumo de energía y la generación de calor, lo que incrementará el consumo de energía del transceptor PAM4.

NRZ (Sin Retorno a Cero) y PAM4 (Modulación de Amplitud de Pulso 4) son dos tecnologías de modulación diferentes que se utilizan para convertir datos digitales en señales analógicas para su transmisión por fibra óptica. Se diferencian en la tasa de bits y la pérdida de señal.

PAM4 utiliza cuatro niveles de señal diferentes para la transmisión. Cada periodo de símbolo puede representar dos bits de información lógica (0, 1, 2, 3); es decir, hay cuatro niveles en una unidad de tiempo. Por lo tanto, a la misma velocidad en baudios, el rendimiento de PAM4 duplica el de NRZ. En otras palabras, PAM4 puede aumentar el ancho de banda de la red sin añadir fibra óptica adicional, lo que mejora eficazmente la utilización del ancho de banda.

Velocidad de bits: La tecnología NRZ representa dos estados digitales diferentes modificando la amplitud de la señal óptica, cada uno representando un bit de datos. A diferencia de la tecnología PAM4, representa cuatro estados digitales diferentes modificando la amplitud y la fase de la señal óptica, cada uno representando dos bits de datos. Por lo tanto, la tecnología PAM4 permite transmitir más datos con el mismo ancho de banda, logrando así velocidades de bits más altas.

Pérdida de señal: La tecnología NRZ puede sufrir pérdidas de señal durante la transmisión debido a que la amplitud de la señal óptica puede verse afectada por el ruido y la atenuación. La tecnología PAM4 representa cuatro estados digitales diferentes modificando la amplitud y la fase de la señal óptica, lo que mejora la resistencia al ruido y reduce la posibilidad de pérdida de señal.