Einführung in die Single-Lambda 100G- und PSM4-Technologie

Im Bereich der optischen Kommunikation verändern sich die technologischen Innovationen rasant, da die Datenübertragungsraten immer weiter steigen. In den letzten Jahren haben sich steckbare optische Module mit höheren Datenraten rasant weiterentwickelt, und die Komplexität ihres Designs und ihrer Interaktion mit Switch- und Router-Hosts hat zugenommen. Die heutigen optischen 100G-Module sind zu einem Schlüsselfaktor für die Kosten von Netzwerkhardware und dem Design von Glasfaserinfrastrukturen geworden, und Single-Lambda 100G, der Standard der nächsten Generation für optische Kommunikationstechnologie, wird zum Mainstream des Marktes.

Was ist Single-Lambda 100G?

Das 100G Lambda MSA (Multi-Source Agreement), das eine Einzelwellenlängen-100-Gbit/s-PAM4-Modulationstechnik (Pulse Amplitude Modulation 4) verwendet, standardisiert die Spezifikationen für optische Single-Lambda 100G-Module.

Zuvor verwendeten die meisten Spezifikationen für optische 100G-Module NRZ, ein zweistufiges binäres Modulationsformat. PAM4 enthält doppelt so viele Daten wie NRZ und erfordert keine wesentliche Erhöhung der Geschwindigkeit der Optik. Dadurch kann die gleiche Basisoptik, die nur 50G mittels NRZ übertragen kann, auch für 100G PAM4 verwendet werden.

Ziel der MSA ist es, kostengünstige Lösungen für Switches, Router und Transportnetzwerke mit hoher Dichte zu schaffen. Ziel ist es, eine Spezifikation für optische Module zu definieren, die die Produktion künftiger steckbarer optischer 100G- und 400G-Module in großen Stückzahlen und damit zu geringen Kosten ermöglicht kosten.

Die optischen 100G-Module DR1/FR1/LR1/ER1 von ETU-LINK

Was ist PAM4?

PAM4 (Pulsamplitudenmodulation) ist eine vierstufige Pulsamplitudenmodulation. Bei der PAM4-Signalisierungstechnologie handelt es sich um eine Modulationstechnik, die zur Übertragung von Signalen vier verschiedene Signalpegel verwendet. Bei optischen Modulanwendungen wird die Intensität des Lichts moduliert.

NRZ (Non-Return-to-Zero) ist ein herkömmliches Modulationsschema, das von fast allen optischen Low-Speed-Modulen und den meisten anderen optischen 100G-Modulen verwendet wird und die Lichtintensität in zwei Ebenen moduliert und daher binär ist.

Der PAM4 verwendet vier Kodierungsebenen und kann daher zwei Bits pro optischem Impulszyklus kodieren, statt nur einem wie bei NRZ. Dadurch hat PAM4 etwa die gleiche Signalbandbreite wie NRZ, überträgt aber doppelt so viele Daten wie NRZ. Allerdings birgt der Einsatz der PAM4-Technologie auch einige Herausforderungen, wie zum Beispiel den verstärkten Einfluss von Amplitudenrauschen. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, nutzt die Single-Lambda 100G-Technologie eine Vielzahl fortschrittlicher Techniken wie De-Emphasis, detaillierte Charakterisierung optischer Sender, fortschrittliche digitale Filterentzerrung, Taktwiederherstellungsschaltungen und starke FEC (Forward Error Correction).

PAM4 überträgt zwei Bits pro Impuls, sodass im NRZ doppelt so viele Informationen übertragen werden können.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Kombination aus PAM4-Technologie und Single-Lambda 100G den Bereich der optischen Kommunikation revolutioniert hat. Sie verbessern nicht nur die Datenübertragungsrate und -effizienz, sondern gewährleisten auch die Stabilität und Zuverlässigkeit der Datenübertragung durch eine Reihe fortschrittlicher technischer Mittel. Angesichts des kontinuierlichen technologischen Fortschritts und der tiefgreifenden Erweiterung der Anwendung wird davon ausgegangen, dass PAM4 und Single-Lambda 100G in Zukunft eine noch wichtigere Rolle im Bereich der optischen Kommunikation spielen werden.