基于PAM4的DWDM光模塊技術(shù)

DWDM密集波分技術(shù)經(jīng)歷了越來越高的調(diào)制速率，包括1.25G NRZ，2.5G NRZ，10G NRZ以及25G NRZ，采用高階調(diào)制PAM4的有50G PAM4和100G PAM4兩種速率；以及當前非常具有競爭力的DWDM相干調(diào)制技術(shù)，主要面向200G和400G，以及未來的800G高帶寬業(yè)務(wù)。

PAM4 DWDM光模塊可插入嵌入式DWDM，可直接插入適當?shù)臄?shù)據(jù)中心路由器或交換機，無需單獨的DWDM轉(zhuǎn)換器平臺，顯著降低成本并簡化部署和維護。此外，通過適當?shù)纳⒀a償模塊 （DCM） 和EDFA放大系統(tǒng)，可以將PAM4模塊添加到現(xiàn)有的DWDM網(wǎng)絡(luò)中以實現(xiàn)混合傳輸。 基于PAM4高階調(diào)制的下一代產(chǎn)品形態(tài)有：50G（1×50G PAM4）、100G（2×50G PAM4）和100G（1×100G PAM4）。

50G（1×50G PAM4）方案

采用50G（1×50G PAM4）方案的光模塊有50G SFP56 DWDM光模塊 （C-band，50Ghz波長間隔）。該產(chǎn)品采用SFP56封裝，和SFP+保持一致大小，可不改變原來的部署架構(gòu)，直接升級至50G。光口側(cè)和電口側(cè)均采用50G PAM4調(diào)制，發(fā)射端采用DWDM EML激光器，在DCM色散補償和EDFA的加持下，可以滿足至少80km傳輸近距離要求。單纖總帶寬支持96波x50G=4800G，其工業(yè)級溫度產(chǎn)品形態(tài)可以滿足5G前傳系統(tǒng)的需求。

圖1：50G SFP56 DWDM光模塊原理圖

100G（2×50G PAM4）方案

采用100G（2×50G PAM4）方案的光模塊有100G QSFP28 DWDM光模塊（C-band，50Ghz波長間隔），業(yè)內(nèi)通常把該產(chǎn)品叫做100G PAM4 QSFP28，其光口由2路不同的50G DWDM波長承載了100GE的業(yè)務(wù)。電口側(cè)采用4X25G NRZ，而光口側(cè)有兩種方案：CS接口和LC接口。CS接口采用2進2出，共4根光纖；雙工LC接口方案內(nèi)部采用WDM復(fù)用技術(shù)，僅用2根光纖即可實現(xiàn)傳輸。在DCM色散補償和EDFA的加持下，可以滿足至少80km傳輸近距離要求，單纖總帶寬支持96波x50G=4800G。

圖2：100G QSFP28 DWDM光模塊（CS接口）原理圖

圖3：100G QSFP28 DWDM光模塊（LC接口）原理圖 100G（1×100G PAM4）方案

采用100G（1×100G）方案的光模塊有100G QSFP28 DWDM光模塊（C-band，100GHZ）。該產(chǎn)品主要采用DWDM光源+硅光調(diào)制技術(shù)實現(xiàn)。在DCM+EDFA的加持下，滿足80km傳輸，單纖總帶寬支持48波×100G=4800G。

圖4：100G QSFP28 DWDM光模塊原理圖 PAM4 DWDM光模塊憑借其優(yōu)勢，通常用于100G和400G建設(shè)，例如點對點數(shù)據(jù)中心互連 （DCI）、基于DWDM的100G以太網(wǎng)城域接入、園區(qū)和企業(yè)鏈路、5G移動接入建筑學等。針對數(shù)據(jù)中心DCI 80km~120km應(yīng)用距離，基于高階PAM4調(diào)制50G/100G DWDM技術(shù)以低成本的優(yōu)勢，可以與相干200G/100G DWDM技術(shù)競爭市場份額。如下表所示：

表1：50G PAM4 DWDM系統(tǒng) VS 100G PAM4 DWDM系統(tǒng) VS 100G DWDM相干系統(tǒng)