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Conocer 400G PAM4 Ethernet desde aquí

Larry

Traductor Don Juan
20 de diciembre de 2019

PAM4 (modulación de amplitud de 4 pulsos) es una tecnología de modulación adecuada para la interconexión de señales de alta velocidad en el centro de datos de próxima generación, allanando el camino para 400G Ethernet en el centro de datos.

Entendiendo PAM4

La señalización PAM4 se refiere a la modulación de amplitud de pulso de 4 niveles, que es un tipo de modulación PAM. Para la modulación PAM4, una velocidad de transmisión transmite dos bits por intervalo de transmisión. Los dos bits pueden ser 00, 01, 10 u 11 como se muestra en la siguiente figura. PAM obtiene más datos sobre la fibra existente, lo que, en otras palabras, sugiere que es factible aumentar el ancho de banda utilizando la tecnología avanzada de modulación PAM4 para aumentar la velocidad de datos sin tener que configurar el centro de datos con más fibras. En realidad, la señal PAM4 se tomó como el tipo de modulación alternativa al hacer el Ethernet 100G. Sin embargo, no se puso en uso debido al mayor costo e inmadurez técnica. PAM4 a 25Gbaud y 50Gbaud ya están en el mercado para nuevas aplicaciones de centro de datos de introducción.

NRZ vs PAM4.jpg

¿Por qué usar PAM4 en 400G Ethernet?

PAM4 no se aplicó en 400G inmediatamente. 400G IEEE 802.3bs, uno de los primeros estándares de 200G/400G, estandarizó la interfaz de 400G SR16 usando 25Gbps NRZ. El 400GBASE SR16 temprano utiliza el esquema de modulación NRZ convencional basado en VSCEL de 25Gb/s para alcanzar una distancia de hasta 100m al aumentar el paralelismo de 4 canales ópticos para 100G a 16 canales ópticos para 400G. Pero, la aplicación requiere una gran cantidad de fibras, por lo que no es una opción económicamente viable. Además, los 16 canales ópticos para la transmisión en paralelo requieren un gran tamaño y consumo de energía, lo que no es apropiado para la aplicación Ethernet 400G en los centros de datos. Por lo tanto, no se espera que las interfaces 400G SR16 se implementen en el mercado.

Nota: La señalización NRZ utiliza dos niveles de señal en los que el voltaje positivo define el bit 1 y el voltaje cero define el bit 0. La señal de 1 bit se transmite durante un ciclo de reloj.

SDado que el ancho de banda de NRZ requiere dos veces como PAM4 para los mismos datos en todo momento y la velocidad de datos de 25 Gbps por carril utilizando la señalización NRZ ya estaba llegando a su límite, cuando se discutió el estándar 400GE IEEE 802.3bs, se propuso la tecnología PAM4 para reemplazar NRZ. La propuesta finalmente fue aprobada después del análisis y la certificación. El estándar 400G LR8/FR8 se convierte en el primer estándar de interfaz PAM4 400G y luego la modulación PAM4 se aplica ampliamente en los transceptores 400G. En lugar de utilizar 16 NRG de velocidad de transmisión de 25G para Ethernet de 400G, la modulación PAM4 proporciona una ruta desde Ethernet de 100G usando velocidad de transmisión de 4 × 25G a Ethernet de 400G a través de la arquitectura de velocidad de transmisión de 8 × 25G, lo que significa enlaces de 400G Ethernet a través de una solución de velocidad de bits de 8 × 50G, ambos disminuyen el costo de las fibras y la pérdida de enlaces.

PAM4 en aplicaciones de transceptor 400G

Las interfaces ópticas 400G que utilizan 4×100G PAM4 o 8×50G PAM4 que han sido estandarizadas por las fuerzas de tarea IEEE se encuentran en el siguiente gráfico:

Estándar Tipos de transceptor Distancia Tipos de fibra Carriles Codificación
IEEE 802.3bs 400GBASE-DR4 500m SMF 4× 100G PAM4
400GBASE-FR8 2km SMF 8× 50G PAM4
400GBASE-LR8 10km SMF 8× 50G PAM4
IEEE P802.3cm 400GBASE-SR8 100m MMF 8× 50G PAM4
400GBASE-SR4.2 100m MMF 8× 50G PAM4
IEEE P802.3cn 400GBASE-ER8 40km SMF 8× 50G PAM4
100G Lambda
MSA
400GBASE-FR4 2km SMF 4× 100G PAM4
400GBASE-LR4 10km SMF 4× 100G PAM4

PAM4 es la tendencia de desarrollo de interfaces de interconexión de alta velocidad, promoviendo centros de datos para acelerar hasta 400G. A medida que el mercado avanza hacia la modulación basada en PAM4, cada vez más fabricantes de chips y proveedores de transceptores están fabricando nuevos productos 400G utilizando PAM4, transfiriendo 400G PAM4 de la teoría a la práctica. 400G basado en 50G PAM4 o 100G PAM4 ciertamente se convertirá en la tasa básica de la próxima generación de Ethernet y se destacará por su alto rendimiento y potencial.

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