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华为自研光传输芯片获得重大进展

2018-12-19
关键词: PAM4 路由器 PAM

今天,华为中国官方微博发文称,由华为、LightCounting、光迅科技、住友、索尔思、思博伦以及颖飞等产业链上下游合作伙伴联合发起的第三届50G PAM4" target="_blank">PAM4技术和产业论坛近日在深圳举行。


PAM4(4 Pulse Amplitude Modulation)是新一代信号传输技术,其采用4个不同的信号电平来进行信号传输,每个符号周期可以表示2个bit的逻辑信息(0、1、2、3),相较于传统信号传输方式,每个信号符号周期可以传输更多bit的逻辑信息。


PAM4信号作为下一代数据中心中高速信号互联的热门信号传输技术,被广泛应用于200G/400G接口的电信号或光信号传输。而50GE则是50Gbps,即6.25GB/s。


华为路由器与电信以太产品线总裁高戟致辞表示:"在产业链上下游厂家的共同努力下,50G PAM4技术已经成熟,华为基于50G PAM4技术的相关产品都已经正式发布,50GE在国内三大运营商5G承载网试点中进行了规模部署,海外运营商对50GE技术普遍认可,当前华为已经获得十余个商用合同,未来市场空间值得期待。"


华为表示,论坛上产业链上下游伙伴一致表达了对50G PAM4产业前景充满信心,并表示50G PAM4产品化已经就绪,能够为5G承载规模商用奠定坚实的产业基础。


什么是PAM4?


PAM4是PAM(Pulse Amplitude Modulation,脉冲幅度调制)调制技术的一种。PAM信号是继NRZ(NonReturn-to-Zero)后的热门信号传输技术,也是多阶调制技术的代表,当前已被广泛应用在高速信号互连领域。


NRZ和PAM4信号典型波形如下图所示。其中,右侧为NRZ和PAM4的光眼图对比,NRZ为单眼波形,PAM4为三眼波形(y轴方向存在3个眼状图形)。

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从4G至即将到来的5G,流量增长非常迅猛,但与此形成鲜明对照的是,运营商的收入依然以低速增长,两者的剪刀差越来越大。如何缩小流量和收入的不平衡是运营商面临的一大痛点。如果可以解决此痛点,无疑会在5G解决方案竞争中获得优势。


最有效降低剪刀差的措施是降低成本。在移动承载网设备的成本构成中,光模块占比越来越大。如果可以有效降低光模块的成本,无疑会对降低整网设备成本起到至关重要的作用。性能诉求与前几代移动网络相比,5G网络的能力将有飞跃发展。例如,下行峰值数据速率可达20Gbps,而上行峰值数据速率可能超过10Gbps。在基础设施方面,运营商应该进行端到端的网络架构改造,构建从接入网、汇聚网到核心网的弹性架构,增强其基础设施的带宽扩展灵活性。基于单通道50G PAM4技术的400GE/200GE/50GE可以很好适配5G对网络成本以及性能的诉求,构筑从接入、汇聚到核心网的最优解决方案。


光电子技术是半导体技术一个分支。为了更好的提升发光效率和性能,业界普遍采用III-V族元素化合物进行光芯片设计,与仅需要保证电气性能的CMOS工艺用纯硅有较大差异。


当前光技术发展已成为接口发展技术瓶颈。CMOS工艺经过几十年发展已经非常成熟,由于有海量应用以及N次迭代后优化的工艺。相比之下,III-V族发展速度已显著落后,受限产业规模,在工艺成熟度和标准化方面存在较大差距。当前,光技术发展速度已不能满足经典的摩尔定律要求,即每18个月性能翻倍。通信领域的光电子技术发展速度,当前需要24~36个月才能翻倍。为了使光电子技术发展更快,出现了硅光技术等新的工艺技术,以及高阶调制等算法技术等手段加速。PAM4属于高阶调制技术的一种,可认为是利用电领域技术加速光技术发展的一个有效方法。


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