影/一文讀懂:什麼是華為 PAM4 技術

影/一文讀懂:什麼是華為 PAM4 技術
▲華為PAM4技術。(圖/翻攝自 OFweek 機器人網)

【原文:《一文讀懂:什麼是華為 PAM4 技術》,作者:OFweek光通訊網,智慧機器人網編輯整理】

文/ OFweek 機器人網

華為中國官方微博發文稱,由華為、LightCounting、光迅科技、住友、索爾思、思博倫以及穎飛等產業鏈上下游合作夥伴聯合發起的第三屆50G PAM4技術和產業論壇近日在深圳舉行。 

PAM4(4 Pulse Amplitude Modulation)是新一代信號傳輸技術,其採用4個不同的信號電平來進行信號傳輸,每個符號週期可以表示2個bit的邏輯資訊(0、1、2、3),相較于傳統信號傳輸方式,每個信號符號週期可以傳輸更多bit的邏輯資訊。 

PAM4信號作為下一代資料中心中高速信號互聯的熱門信號傳輸技術,被廣泛應用於200G/400G介面的電信號或光信號傳輸。而50GE則是50Gbps,即6.25GB/s。 

華為路由器與電信乙太產品線總裁高戟致辭表示:"在產業鏈上下游廠家的共同努力下,50G PAM4技術已經成熟,華為基於50G PAM4技術的相關產品都已經正式發佈,50GE在國內三大運營商5G承載網試點中進行了規模部署,海外運營商對50GE技術普遍認可,當前華為已經獲得十余個商用合同,未來市場空間值得期待。" 

華為表示,論壇上產業鏈上下游夥伴一致表達了對50G PAM4產業前景充滿信心,並表示50G PAM4產品化已經就緒,能夠為5G承載規模商用奠定堅實的產業基礎。 

什麼是PAM4? 

PAM4是PAM(Pulse Amplitude Modulation,脈衝幅度調製)調製技術的一種。PAM信號是繼NRZ(NonReturn-to-Zero)後的熱門信號傳輸技術,也是多階調製技術的代表,當前已被廣泛應用在高速信號互連領域。 

一文讀懂:什麼是華為PAM4技術 

NRZ和PAM4信號典型波形如下圖所示。其中,右側為NRZ和PAM4的光眼圖對比,NRZ為單眼波形,PAM4為三眼波形(y軸方向存在3個眼狀圖形)。 

從4G至即將到來的5G,流量增長非常迅猛,但與此形成鮮明對照的是,運營商的收入依然以低速增長,兩者的剪刀差越來越大。如何縮小流量和收入的不平衡是運營商面臨的一大痛點。如果可以解決此痛點,無疑會在5G解決方案競爭中獲得優勢。 

最有效降低剪刀差的措施是降低成本。在移動承載網設備的成本構成中,光模組占比越來越大。如果可以有效降低光模組的成本,無疑會對降低整網設備成本起到至關重要的作用。性能訴求與前幾代移動網路相比,5G網路的能力將有飛躍發展。

例如,下行峰值資料速率可達20Gbps,而上行峰值資料速率可能超過10Gbps。在基礎設施方面,運營商應該進行端到端的網路架構改造,構建從接入網、彙聚網到核心網的彈性架構,增強其基礎設施的頻寬擴展靈活性。基於單通道50G PAM4技術的400GE/200GE/50GE可以很好適配5G對網路成本以及性能的訴求,構築從接入、彙聚到核心網的最優解決方案。 

光電子技術是半導體技術一個分支。為了更好的提升發光效率和性能,業界普遍採用III-V族元素化合物進行光晶片設計,與僅需要保證電氣性能的CMOS工藝用純矽有較大差異。 

當前光技術發展已成為介面發展技術瓶頸。CMOS工藝經過幾十年發展已經非常成熟,由於有海量應用以及N次反覆運算後優化的工藝。相比之下,III-V族發展速度已顯著落後,受限產業規模,在工藝成熟度和標準化方面存在較大差距。

當前,光技術發展速度已不能滿足經典的摩爾定律要求,即每18個月性能翻倍。通信領域的光電子技術發展速度,當前需要24~36個月才能翻倍。為了使光電子技術發展更快,出現了矽光技術等新的工藝技術,以及高階調製等演算法技術等手段加速。PAM4屬於高階調製技術的一種,可認為是利用電領域技術加速光技術發展的一個有效方法。

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