基于PAM4調制的下一代DWDM光模塊
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DWDM密集波分技術經歷了越來越高的調制速率，包括1.25G NRZ，2.5G NRZ，10G NRZ以及25G NRZ，采用高階調制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相干調制技術，主要面向200G和400G，以及未來的800G高帶寬業務。
PAM4 DWDM光模塊可插入嵌入式DWDM，可直接插入適當的數據中心路由器或交換機，無需單獨的DWDM轉換器平臺，顯著降低成本并簡化部署和維護。此外，通過適當的色散補償模塊 (DCM) 和EDFA放大系統，可以將PAM4模塊添加到現有的DWDM網絡中以實現混合傳輸。
基于PAM4高階調制的下一代產品形態有：50G（1X50G PAM4）、100G（2X50G PAM4）和100G（1x100G PAM4）。
50G（1X50G PAM4）方案采用50G（1X50G PAM4）方案的光模塊有50G SFP56 DWDM光模塊 （C-band，50Ghz波長間隔）。該產品采用SFP56封裝，和SFP+保持一致大小，可不改變原來的部署架構，直接升級至50G。光口側和電口側均采用50G PAM4調制，****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，其工業級溫度產品形態可以滿足5G前傳系統的需求。
圖1：50G SFP56 DWDM光模塊原理圖
100G（2X50G PAM4）方案采用100G（2X50G PAM4）方案的光模塊有100G QSFP28 DWDM光模塊（C-band，50Ghz波長間隔），業內通常把該產品叫做100G PAM4 QSFP28，其光口由2路不同的50G DWDM波長承載了100GE的業務。電口側采用4X25G NRZ，而光口側有兩種方案：CS接口和LC接口。CS接口采用2進2出，共4根光纖；雙工LC接口方案內部采用WDM復用技術，僅用2根光纖即可實現傳輸。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（1x100G PAM4）方案采用100G（1x100G）方案的光模塊有100G QSFP28 DWDM光模塊（C-band，100GHZ）。該產品主要采用DWDM光源+硅光調制技術實現。在DCM+EDFA的加持下，滿足80km傳輸，單纖總帶寬支持48波x100G=4800G。
圖4：100G QSFP28 DWDM光模塊原理圖
PAM4 DWDM光模塊憑借其優勢，通常用于100G和400G建設，例如點對點數據中心互連 (DCI)、基于DWDM的100G以太網城域接入、園區和企業鏈路、5G移動接入建筑學等。針對數據中心DCI 80km~120km應用距離，基于高階PAM4調制50G/100G DWDM技術以低成本的優勢，可以與相干200G/100G DWDM技術競爭市場份額。如下表所示：
| 比較項目 | 雙波50G PAM4 DWDM方案 | 單波100G PAM4方案 | 相干DP-QPSK方案 |
| 產品功耗 | 5.5W左右 | 5.5W左右 | 大于20W |
| 產品封裝 | QSFP28 | QSFP28 | CFP2/CFP |
| DWDM間隔 | 50GHz | 100GHz | 50GHz |
| EDFA是否需要 | 需要 | 需要 | 需要 |
| DCM色散補償 | 需要 | 需要 | 不需要 |
| RX OSNR容限 | 非常低，最多級聯2個EDFA | 非常低，最多級聯2個EDFA | 高，可級聯N個EDFA |
| 典型總帶寬 | 96X50G | 48X100G | 96X100G |
| 是否可以實現單纖雙纖傳輸 | 容易 | 容易 | 非常困難，需要兩個不同ITLA光源。 |
| 傳輸距離 | 80km~120km | 80km~100km | 遠大于80km |
| 數據中心DCI應用 | 直接用于交換機和路由器，成本低 | 直接用于交換機和路由器，成本低 | 相干模塊無法直接插入交換機和路由器，需要相干子系統配合，成本高 |
表1：50G PAM4 DWDM系統 VS 100G PAM4 DWDM系統 VS 100G DWDM相干系統
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