什么是PAM-4信号

1、什么是PAM-4信号？2016-11-24 11:02数字科技 推荐100次PAM（Pulse Amplitude Modulation：脉冲幅度调制）信号是下一代数据中心做高速信号互连的一种热门信号传输技术，可以广泛应用于200G/400G接口的电信号或光信号传输。传统的数字信号最多采用的是NRZ（Non-Return-to-Zero）信号，即采用高、低两种信号电平来表示要传输的数字逻辑信号的1、0信息，每个信号符号周期可以传输1bit的逻辑信息；而PAM信号则可以采用更多的信号电平，从而每个信号符号周期可以传输更多bit的逻辑信息。比如以PAM4信号来说，其采用4个不同的信号电平

2、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）。由于PAM4信号每个符号周期可以传输2bit的信息，因此要实现同样的信号传输能力，PAM4信号的符号速率只需要达到NRZ信号的一半即可，因此传输通道对其造成的损耗大大减小。随着未来技术的发展，也不排除采用更多电平的PAM8甚至PAM16信号进行信息传输的可能性。下图是典型的NRZ信号的波形、眼图与PAM4信号的对比。                            

3、其实PAM4信号的概念并不新鲜，比如在最普遍使用的100MBase-T以太网中，就使用3种电平进行信号传输；而在无线通信领域中普遍使用的16QAM调制、32QAM调制、64QAM调制等，也都是采用多电平的基带信号对载波信号进行调制。这种用多电平进行数字信号传输的概念重新提出是在IEEE协会制定100G以太网标准时。在前一代40G以太网标准中，普遍使用4组10Gbps的链路进行信号传输，信号采用NRZ形式；而在制定100G以太网标准时，需要用4组25Gbps的链路进行信号传输（也有标准采用10组10Gbps的信号传输方式），由于不确定25Gbps的NRZ信号长距离传输的可行性，所以也同时定义了P

4、AM4的信号标准做为备选。比如，在IEEE协会于2014年颁布的针对100G背板的802.3bj标准里，就同时定义了两种信号传输方式：4组25.78G波特率的NRZ信号，或者4组13.6G波特率的PAM4信号。只不过后来随着芯片技术以及PCB板材和连接器技术的发展，25G波特率的NRZ技术很快实现商用应用；而PAM4由于技术成熟度和成本的原因，并没有在100G以太网的技术中被真正应用。在新一代的200G/400G接口标准的制定过程中，普遍的诉求是每对差分线上的数据速率要提高到50Gbps以上。如果仍然采用NRZ技术，由于每个符号周期只有不到20ps，对于收发芯片以及传输链路的时间裕量要求更加苛刻，所以PAM4技术的采用几乎成为了必然趋势，特别是在电信号传输距离超过20cm以上的场合。比如在IEEE协会正在制定的802.3bs规范里，以及OIF组织的CEI4.0规范里，都对PAM4信号的特性及参数测试进行了深入的研究和定义。同时，64GFiber Channel以及InfiniBand 600G HDR的标准中，也都会借鉴IEEE协会及OIF组织的PAM4标准。目前，一些领先的串行芯片及FP