4级PAM(PAM4)多级信号传输是传统双态非归零(NRZ)调制的演进。PAM4通过牺牲信噪比(SNR)有效将链路带宽下的数据速率提升一倍。该技术应用于400GE、800GE及1.6T 以太网以及PCIe 6.0®等串行数据标准。 

PAM4设计与仿真

在PAM4设计中,传统信号失真(如抖动、噪声、通道损耗和符号间干扰)表现出不同特性。您需要深入理解最新数据标准的复杂规范,并在原型制作前运用器件模型和参考通道对设计进行仿真,以分析其性能及标准符合性。我们可助您大幅缩短设计周期,并最大限度降低意外失真影响。

PAM4 发射器与接收器测试

与NRZ设计相比,PAM4设计对噪声的敏感度远高于前者,因为四个信号电平被压缩在两个幅度摆幅内。您必须执行新的发射器(Tx)测试测量,例如信噪失真比(SNDR)和输出抖动,以表征您的PAM4发射器器件。 前向纠错(FEC)技术用于纠正PAM4链路中的信道误差,在PAM4接收器(Rx)测试中必须予以考虑。我们可协助您应对这些新型PAM4物理层测试挑战,确保您的设备符合最新行业标准。

PAM4通道特性分析

高数据速率PAM4信号更快的上升时间会在阻抗不连续处产生更大的反射,并导致通道末端信号质量下降。因此,在测试PAM4器件性能时,您需要考虑印刷电路板走线、连接器、电缆和集成电路(IC)封装等物理层组件造成的信号退化。 我们可协助您表征PAM4通道效应,确保800G、1.6T及PCIe 6.0设备的信号完整性。

PAM4通道图像

延伸阅读

常见问题解答 - PAM4

脉冲幅度调制 是一种用于数字通信物理层的多级信号方案,通过改变电压脉冲的幅度实现每个时钟周期传输多个比特,从而提升数据传输速率。PAM4采用四电平电压传输,每个时钟信号可传输2比特,相较于传统的非归零(NRZ)信号传输方式,数据速率提升一倍。

PAM4通过在每个时钟周期内编码两个比特,实现了数据速率翻倍,且无需额外增加信道带宽。多级信号传输在带宽和频谱利用率方面更为高效,能在不提升信号传输速率(波特率)的前提下实现最大数据传输量。

PAM4信号对噪声和失真更为敏感,这是由于其噪声阈值降低所致。随着电压电平的提升,各电平之间的阈值(即定义比特值的临界点)逐渐缩小。当信号速率和电平增强时,在嘈杂通道中维持信号完整性变得尤为关键,这要求实施更深入的均衡处理和错误校正。

PAM4技术目前应用于IEEE 802.3和OIF-CEI以太网电光数据中心网络标准,以及用于加速串行外设通信的PCIe 6.0标准。该技术还广泛应用于其他领域,例如无线基站和车载网络(车载以太网)。

目前,400GE、800GE和1.6T以太网将继续采用PAM4调制方案(通道速率为112 GBd,即224 Gb/s)。 然而其他技术采用不同PAM-N级别的方案,例如 USB4 2.0版本通过PAM3实现80 Gbps传输速率。PAM6、PAM8 及PAM16正被纳入未来数据标准考量,而相干光技术则采用 QAM(正交幅度调制)方案,通过二维调制实现信号传输。

由于带宽增加和对噪声敏感性导致的高误码率,PAM4系统通常辅以前向纠错(FEC)技术,以将比特误码率(BER)维持在可接受水平。 FEC通过向传输数据添加冗余信息,使接收端能够检测并修正可能出现的错误。PAM4与FEC的结合使高速数字系统在保持高带宽的同时,将BER控制在可接受范围内。

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