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Siguientes generaciones de redes ópticas utilizarán PAM-4

Las próximas redes de fibra óptica para ‘datacenters’ con capacidades de 64 G, 256 G y 400 G Ethernet implementarán esta tecnología, por lo que desde ahora es crítico para los ingenieros conocer su funcionamiento en chips y estándares asignados.

(ElectronicosOnline.com Magazine / Oswaldo Barajas)

Los grandes y costosos centros de datos ya se preparan para actualizar sus plataformas de comunicación utilizando fibra óptica PAM-4, que implementará Giga Ethernet con capacidades de 64, 256 y hasta 400 Gbps.

Siguientes generaciones de redes ópticas utilizarán PAM-4

Se trata pues de la siguiente generación de telecomunicaciones para la transferencia de datos de alta densidad mediante la tecnología denominada Modulación por Amplitud de Pulsos (PAM, por sus siglas en inglés) donde la posición y el ancho quedan fijados mientras la amplitud es la que varía.

Estas amplitudes pueden ser reales o complejas y su modulación está definida en función del número de símbolos o amplitudes posibles en una constelación de señales. En este caso el número (“N”) es 4, lo que denota la cantidad de señales reunidas en su constelación para ejercer la capacidad de transferencia. De esta forma existen en la industria desde 2PAM hasta 260 PAM.

Cabe mencionar que en esta tecnología, sus constelaciones de señales dependen de la inmunidad que posean al ruido y la energía por bit entre distancias de origen a destino.

La aparición de estos nuevos protocolos ha sembrado el interés en el ramo de las comunicaciones a tal grado que diversos corporativos con enormes complejos de racks informativos, ya planean la incorporación o actualización de sus lotes de servidores.

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PAM4
El PAM4 comenzará a utilizarse a partir del año 2016, en una tecnología que obligará a los ingenieros a actualizar sus conocimientos

Actualmente la industria se encuentra refinando esta tecnología mediante el diseño de herramientas y componentes de integración que creen un entorno favorable para su despliegue comercial, incluyendo el diseño de chips adecuados que tengan la capacidad de soportar la Modulación por Amplitud de Pulsos.

Sin embargo, existen retos como suele suceder con toda tecnología que es lanzada al mercado, como es la capacitación de recursos humanos, y de carácter técnico, que implica la realización de estudios científicos que ayuden a identificar vulnerabilidades que a la práctica puedan ocasionar conflictos y frustrar el éxito de las soluciones.

Por ejemplo, entre estos retos se encuentra el desarrollo de transmisores ópticos que minimicen las distorsiones de señales, además de receptores que puedan lidiar con los enlaces multinivel de modulación, ya que serán fundamentales para mantener en óptimas condiciones el flujo de datos durante su transmisión.

En el caso de PAM, es considerada la más sencilla de las modulaciones digitales, ya que la señal no necesariamente es de dos niveles, sino que el nivel de la señal puede poseer valores reales a pesar de que la señal sea discreta al presentarse en intervalos definidos de tiempo, amplitudes, frecuencias y anchos de pulsos variables.

Capacidades de PAM
Las capacidades de PAM4 han sido detectadas mediante una serie de simulaciones que determinan un flujo de datos impresionante a niveles de Gigas por segundo

En este esta tecnología existen dos clases: modulación analógica de pulsos, en que la información se transmite en forma analógica y en intervalos discretos de tiempo; y la modulación digital de pulsos, que es discreta, tanto en amplitud como en tiempo, permitiendo que la transmisión de datos sea una secuencia de pulsos codificados, todos de la misma amplitud. Este tipo de transmisión no tiene contraparte en los sistemas de onda continua para operar flujos binarios de señales, es decir en niveles de voltaje de 0 y 1.

A pesar de sus ventajas y excelentes capacidades de transferencia de datos, muchas de las deficiencias potenciales de esta tecnología aún no han sido identificadas, no obstante, en ello trabaja actualmente la industria, que en breve revelará nuevos parámetros y mediciones asociados con la implementación de PAM-4 para ‘datacenters’.

En este sentido, los ingenieros desarrolladores especializados en redes y comunicaciones que desde ahora estén interesados en PAM, deben comenzar a estudiar las nuevas herramientas de desarrollo, incluyendo instrumentos de medición para amplitudes y de simulación o caracterización de los circuitos transmisores y receptores.

Una de las corporaciones que se han centrado en esta tecnología es la compañía china Huawei Technologies, que ha presentado un documento técnico sobre las oportunidades que engloba PAM para la industria de las comunicaciones. El documento lleva por nombre “Opportunities for PAM4 Modulation” que puede ser descargado desde el portal de Internet de la IEEE.

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