Avantages du PAM4 ? Quelle est la différence entre PAM4 et NRZ ?

La technologie PAM4 (Pulse Amplitude Modulation 4) permet de convertir des données numériques en signaux analogiques. Dans l'Ethernet 400G, elle est utilisée pour convertir des données numériques en signaux optiques destinés à être transmis sur fibres optiques. La technologie PAM4 représente quatre états numériques différents en modifiant l'amplitude et la phase du signal optique, chaque état représentant deux bits de données. Comparée à la technologie de modulation traditionnelle NRZ (Non-Return-to-Zero), la technologie PAM4 permet de transmettre davantage de données avec la même bande passante, augmentant ainsi le débit de transmission. Dans l'Ethernet 400G, la technologie PAM4 est largement utilisée pour la transmission de données entre modules optiques et fibres optiques.

Avantages de l'AM4 :

1. Améliorer l'utilisation de la bande passante : PAM4 a un débit deux fois supérieur à celui du NRZ au même débit en bauds, il peut donc augmenter la bande passante du réseau sans ajouter de fibres optiques supplémentaires, améliorant ainsi efficacement l'utilisation de la bande passante.

2. Réduire la perte de signal : PAM4 permet de transmettre deux fois plus d'informations dans chaque période de symbole que NRZ, donc au même débit de code, le débit en bauds (débit de symbole) de PAM4 n'est que la moitié de celui du signal NRZ, réduisant ainsi la perte de signal de transmission du signal. Cet avantage permet à PAM4 d'utiliser les canaux et interconnexions existants pour des débits binaires plus élevés sans augmenter les pertes de canal.

3. Réduire la demande de dispositifs optiques : PAM4 utilise un format de modulation d'ordre élevé, ce qui peut réduire le nombre de dispositifs optiques utilisés et réduire les exigences de performances des dispositifs optiques, réduisant ainsi les coûts.

4. Convient aux réseaux DWDM intégrés : les modules optiques PAM4 peuvent être directement utilisés dans les commutateurs des réseaux DWDM intégrés, offrant des solutions économiques et simples aux clients créant des réseaux de données DWDM intégrés.

Inconvénients du PAM4 :

1. Limitation de la distance de transmission : les modules optiques PAM4 nécessitent l'utilisation d'amplificateurs pour transmettre sur 5 km, et un multiplexeur DWDM séparé doit être équipé d'une compensation de dispersion et d'amplificateurs, ce qui augmente la complexité et le coût du système.

2. Affecté par les interférences parasites : Le PAM4 est sensible aux interférences parasites. Ses exigences de tension supplémentaires réduisent l'intervalle de niveau, ce qui nécessite un rapport signal/bruit plus élevé, notamment pour les transmissions longue distance et les environnements bruyants, ce qui affecte la qualité du signal.

3. Faible ouverture du diagramme de l'œil vertical : L'ouverture du diagramme de l'œil vertical du signal PAM4 est faible, ce qui le rend plus sensible au bruit et entraîne un taux d'erreur binaire plus élevé. Cependant, le PAM4 est possible grâce à la correction d'erreur directe (FEC) qui permet au système d'atteindre le taux d'erreur binaire requis.

4. Augmentation de la consommation d'énergie : Afin de réduire le taux d'erreur binaire sur le canal PAM4, une égalisation doit être effectuée à la réception et une précompensation à l'émission. Cela entraînera une augmentation de la consommation d'énergie et de la production de chaleur, entraînant une augmentation de la consommation d'énergie de l'émetteur-récepteur PAM4.

NRZ (Non-Return-to-Zero) et PAM4 (Pulse Amplitude Modulation 4) sont deux technologies de modulation différentes utilisées pour convertir des données numériques en signaux analogiques pour la transmission sur fibre optique. Elles diffèrent en termes de débit binaire et de perte de signal.

PAM4 utilise quatre niveaux de signal différents pour la transmission. Chaque période de symbole peut représenter deux bits d'information logique (0, 1, 2, 3), ce qui signifie qu'il y a quatre niveaux dans une unité de temps. Ainsi, à débit en bauds égal, le débit de PAM4 est deux fois supérieur à celui de NRZ. Autrement dit, PAM4 permet d'augmenter la bande passante du réseau sans ajouter de fibres optiques supplémentaires, améliorant ainsi efficacement l'utilisation de la bande passante.

Débit binaire : La technologie NRZ représente deux états numériques différents en modifiant l'amplitude du signal optique, chaque état représentant 1 bit de données. Comparée à la technologie PAM4, elle représente quatre états numériques différents en modifiant l'amplitude et la phase du signal optique, chaque état représentant 2 bits de données. Ainsi, la technologie PAM4 peut transmettre davantage de données avec la même bande passante, permettant ainsi d'obtenir des débits binaires plus élevés.

Perte de signal : la technologie NRZ peut subir une perte de signal pendant la transmission, car l'amplitude du signal optique peut être affaiblie par le bruit et l'atténuation. La technologie PAM4 représente quatre états numériques différents en modifiant l'amplitude et la phase du signal optique, ce qui lui permet de mieux résister au bruit et de réduire les risques de perte de signal.