{"id":1405,"date":"2023-04-04T16:27:30","date_gmt":"2023-04-04T20:27:30","guid":{"rendered":"https:\/\/www.precisionot.com\/?p=1405"},"modified":"2023-09-11T15:31:40","modified_gmt":"2023-09-11T19:31:40","slug":"400g_pam4","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.precisionot.com\/de\/400g_pam4\/","title":{"rendered":"Wie PAM4 den Sprung auf 400G erm\u00f6glichte"},"content":{"rendered":"
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In diesem Blog werfen wir einen genaueren Blick auf PAM4, das Modulationsschema, das 400G-Netzwerke \u00fcber kurze Entfernungen erm\u00f6glicht, und diskutieren, wie diese Technologie gro\u00dfe Fortschritte in der optischen Netzwerktechnik, wie wir sie kennen, erm\u00f6glicht hat.<\/i>\u00a0<\/span><\/strong><\/p>

Einf\u00fchrung<\/strong><\/h2>

Uners\u00e4ttlich \u2013 das ist ein Wort, das den st\u00e4ndig wachsenden Bandbreitenbedarf globaler Endbenutzer so treffend beschreibt. W\u00e4hrend wir erst vor kurzem begonnen haben, \u00fcber 100G hinauszugehen und das Potenzial von 400G zu nutzen, ist vielen im Bereich der optischen Netzwerke bereits klar, dass 800G bald eine Notwendigkeit sein wird. Da sich die breitere Telekommunikationslandschaft auf die Implementierung neuer Innovationen in den Bereichen virtuelle Realit\u00e4t, KI und 5G freut, wird die Nachfrage nach der Geschwindigkeit und Kapazit\u00e4t, die 400G\/800G bietet, entsprechend stark ansteigen \u2013 insbesondere f\u00fcr Anwendungsf\u00e4lle mit kurzer Reichweite wie die Interkonnektivit\u00e4t von Rechenzentren. Die folgende Grafik zeigt einen \u00dcberblick \u00fcber die g\u00e4ngigsten steckbaren Ger\u00e4te der letzten Jahrzehnte. Die physikalischen Formfaktoren werden ebenso gezeigt wie die optische Datenratenausgabe und einige der technologischen Fortschritte. Ein wichtiges neues Modulationsschema, PAM4 wurde etwa 2017 eingef\u00fchrt und erm\u00f6glichte den gro\u00dfen Sprung von 100G auf 400G.<\/strong><\/span>\u00a0<\/strong><\/p>

\"Weiterentwicklung<\/p>

Wenn es darum geht, 400G- und h\u00f6here Ethernet-Geschwindigkeiten zu erm\u00f6glichen, ist eine vierstufige Pulsamplitudenmodulation oder PAM4-Mehrstufensignalisierung erforderlich, im Gegensatz zur f\u00fcr 100G-Anwendungen bevorzugten Non-Return-to-Zero-Modulation (NRZ). Was ist also PAM4-Modulation und wie hat sie optische Netzwerke ver\u00e4ndert?<\/span>\u00a0<\/span><\/p>

Was ist PAM4-f\u00e4higes 400G?<\/span><\/b>\u00a0<\/span><\/h2>

Netzwerkingenieure nutzen seit langem die Non-Return-to-Zero-Modulation (NRZ) f\u00fcr 1G, 10G und 25G und nutzen die Host-seitige Vorw\u00e4rtsfehlerkorrektur (FEC), um \u00dcbertragungen \u00fcber gr\u00f6\u00dfere Entfernungen zu erm\u00f6glichen. Um von 40G auf 100G zu gelangen, wandte sich die Industrie einfach der Parallelisierung der 10G\/25G-NRZ-Modulationen zu und nutzte auch Host-seitiges FEC f\u00fcr die l\u00e4ngeren Entfernungen. Wenn es darum geht, Geschwindigkeiten von 400G\/800G und schneller zu erreichen, sind diese Standardtechnologien einfach nicht mehr kosteneffektiv. Infolge, Ingenieure f\u00fcr optische Netzwerke sind auf die PAM4-Modulation umgestiegen<\/strong>diese mitzubringen Netzwerkarchitekturen mit extrem hoher Bandbreite<\/strong>also zum Tragen kommen Kosteneffizienz ist einer der Treiber von PAM4<\/strong>-aktiviert 400G und h\u00f6her.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>

\"NRZ-Modulation\"<\/p>

Abb. 1a) NRZ-Modulation<\/em><\/p>

\"PAM4-Modulation\"<\/p>

Abb. 1b) PAM4-Modulation<\/em><\/p>

PAM4 ist ein Modulationsschema, das zwei Bits zu einem einzigen Symbol mit vier Amplitudenstufen kombiniert, wie in Abb. 1b dargestellt.<\/strong> Dies effektiv verdoppelt die Datenrate eines Netzwerks und erm\u00f6glicht 400G\/800G-Kurzstrecken\u00fcbertragungen.<\/strong>Infolgedessen ist es ein effektive Antwort auf die Bed\u00fcrfnisse der Netzbetreiber nach einer kosteng\u00fcnstigen L\u00f6sung<\/strong>die NRZ einfach nicht bieten kann. <\/span>\u00a0<\/span><\/p>

Zeitpl\u00e4ne f\u00fcr die Bereitstellung: Aufr\u00fcsten der Netzwerke f\u00fcr 400G und Ausblick auf 800G<\/span><\/b>\u00a0<\/span><\/h2>

Obwohl PAM4 es Betreibern optischer Netzwerke erm\u00f6glicht, die 400G-\u00dcbertragung \u00fcber kurze Distanzen zu verfolgen, f\u00fchrt es zu einer Beeintr\u00e4chtigung des Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnisses (SNR). Aus diesem Grund verk\u00fcrzt sich die \u00dcbertragungsdistanz im Bereich von bis zu 10 km. Gleichzeitig besteht auch ein viel gr\u00f6\u00dferer Bedarf an FEC, um den Verlust der Signalintegrit\u00e4t abzumildern. PAM4 bedeutet nicht unbedingt, dass mehr Ausr\u00fcstung erforderlich ist, auch wenn die \u00dcbertragungsentfernungen k\u00fcrzer sind. Es erfordert jedoch mehr Signalverarbeitung, mehr Fehlerkorrektur und leistungsst\u00e4rkere Komponenten innerhalb der Netzwerkarchitektur.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>

Optische Transceiver, die 400G unterst\u00fctzen, ben\u00f6tigen tendenziell auch mehr Strom als solche f\u00fcr 100G und kleiner. Wir sehen auch eine neue Generation von Netzwerk-Switches, an die PAM4-f\u00e4hige 400G-Transceiver angeschlossen werden k\u00f6nnen. Das Interesse der Netzbetreiber an der 400G-\u00dcbertragung ist weiterhin gro\u00df, aber es wird wahrscheinlich noch einige Zeit dauern, bis diese Technologie fl\u00e4chendeckend eingesetzt wird.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>

Auf der OFC '23-Konferenz in San Diego gab es viele Diskussionen \u00fcber die neuesten Fortschritte bei koh\u00e4renten Technologien, es wurde jedoch anerkannt, dass die PAM4-Optik mit Direkterkennung aufgrund der geringeren Kosten und des geringeren Stromverbrauchs im Rechenzentrum immer noch einen Vorteil haben k\u00f6nnte. Scott Wilkinson von Cignal AI berichtet\u00a0 <\/span>\u201eDie Leistung der 400-GbE-PAM4-basierten Optik der aktuellen Generation und der ersten 800-GbE-PAM4-Optik wird daf\u00fcr sorgen, dass koh\u00e4rente Optiken mindestens bis zur Einf\u00fchrung der 1,6-TbE-Optik \u2013 und vielleicht sogar noch dar\u00fcber hinaus \u2013 aus dem Rechenzentrum fernbleiben.\u201c<\/span><\/a>\u00a0<\/span><\/p>

Seit einigen Jahren<\/span>AT&T hat investiert<\/span><\/a>bei der Aufr\u00fcstung seines Netzwerks auf 400G, um die beispiellosen Verkehrswellen zu unterst\u00fctzen, die 5G zu erzeugen verspricht. Laut Fierce Telecom ist AT&Ts \u201e<\/span>Das 400G-basierte IP-Backbone \u00fcbertr\u00e4gt derzeit t\u00e4glich 594 Petabyte Inlandsverkehr und es gibt Pl\u00e4ne, um sicherzustellen, dass seine Kernarchitektur mit steigendem Bandbreitenbedarf skaliert werden kann.\u201c<\/span><\/a> Aus 5G-Perspektive haben wir gesehen, dass die 400G-Kurzstrecken-Konnektivit\u00e4t von Rechenzentren besonders wichtig wird, da Netzbetreiber\/Dienstanbieter versuchen, eine st\u00e4rkere Netzwerkvirtualisierung zu nutzen. Auch wenn 400G f\u00fcr viele noch neu ist, erkennen die meisten mittlerweile, dass es notwendig ist, den bandbreitenhungrigen Bed\u00fcrfnissen von Netzwerkteilnehmern auf der ganzen Welt gerecht zu werden.\u00a0<\/span>\u00a0<\/span><\/p>

Die Rolle von Precision OT<\/span><\/b>\u202f<\/span>\u00a0<\/span><\/h2>

\u00a0<\/span><\/p>

\u00a0<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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Precision OT ist ein Systemtechnik- und Integrationsunternehmen, das sich auf optische Transceiver und zugeh\u00f6rige aktive\/passive optische Komponenten konzentriert.<\/span>\u00a0 Das Precision OT-Team f\u00fchrt ein komplettes Sortiment an<\/span>400G-f\u00e4hige optische Transceiver<\/span><\/a>um der wachsenden Nachfrage nach hochwertigen Optiken der n\u00e4chsten Generation gerecht zu werden. Die PAM4-Modulation geht mit diesen neuen Angeboten einher und 800G-Optik wird bald verf\u00fcgbar sein. <\/span>Kontaktiere uns<\/span><\/a>Fragen Sie uns noch heute, was wir tun k\u00f6nnen, um Sie zu unterst\u00fctzen<\/span>400G braucht<\/span><\/a>.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>