脈衝振幅調變 (PAM)
4 準位 PAM (PAM4) 多準位信號傳輸是從傳統的二狀態不歸零 (NRZ) 調變演進而來的。在犧牲信號雜訊比 (SNR) 的情況下,PAM4 可有效將鏈結頻寬的資料速率加倍。PAM4 用於 400GE、800GE 和 1.6T 乙太網路,以及 PCIe 6.0® 和其他序列資料標準。
PAM4 設計與模擬
傳統訊號損害,例如抖動、雜訊、通道損耗和符際干擾 (ISI),在 PAM4 設計中表現不同。您需要了解最新資料標準的複雜規格,並在原型製作前使用裝置模型和參考通道模擬您的設計,以分析其性能和符合標準的情況。我們可以協助您節省大量設計時間,並最大程度地減少意外損害的影響。
PAM4 發射器與接收器測試
PAM4 設計比 NRZ 設計更容易受到雜訊影響,因為四個訊號位準被壓縮到兩個振幅擺幅中。您必須執行新的發射器 (Tx) 測試量測,例如訊號雜訊與失真比 (SNDR) 和輸出抖動,以表徵您的 PAM4 發射器裝置。前向錯誤校正 (FEC) 用於校正 PAM4 鏈路中的通道錯誤,並且必須在 PAM4 接收器 (Rx) 測試中加以考量。我們能協助您解決這些新的 PAM4 實體層測試挑戰,以確保您的裝置符合最新的產業標準。
PAM4 通道特性分析
高資料速率 PAM4 訊號更快的上升時間會在阻抗不連續處產生更大的反射,並降低通道末端的訊號品質。因此,在測試 PAM4 裝置的性能時,您需要考慮因實體層元件(例如印刷電路板走線、連接器、纜線和積體電路 (IC) 封裝)造成的訊號衰減。我們可以協助您分析 PAM4 通道效應,以確保 800G、1.6T 和 PCIe 6.0 裝置的訊號完整性。
延伸閱讀
常見問題 - PAM4
脈衝振幅調變是一種用於數位通訊實體層的多位準訊號傳輸方案,透過改變電壓脈衝的振幅,可在每個時脈週期傳輸多個位元。這可提高資料傳輸速率。PAM4 使用四個電壓位準,在每個時脈訊號中傳輸 2 個位元,與傳統的不歸零 (NRZ) 訊號傳輸相比,資料傳輸速率提高了一倍。
PAM4 透過在每個時脈週期編碼兩個位元,將資料速率加倍,而無需額外的通道頻寬。多位準訊號傳輸具有更高的頻寬和頻譜效率,可在不增加訊號傳輸速度(鮑率)的情況下,獲取最多的資料。
由於雜訊臨界值降低,PAM4 訊號對雜訊和失真更敏感。隨著電壓位準的增加,它們之間的臨界值(定義位元)變得更小。隨著訊號速度和訊號位準的增加,在雜訊通道中維持適當的訊號完整性變得更加關鍵,因此需要進一步的等化和錯誤校正。
PAM4 目前用於 IEEE 802.3 和 OIF-CEI 乙太網路電氣和光學資料中心網路標準,以及 PCIe 6.0,以實現更快的序列週邊通訊。它也用於其他技術,例如無線基地台和車載網路(汽車乙太網路)。
目前,400GE、800GE 和 1.6T 乙太網路將繼續使用 PAM4 訊號傳輸(112 GBd,224 Gb/s 通道速度)。然而,其他技術使用不同的 PAM-N 等級,包括 USB4 2.0 版,它使用 PAM3 來實現 80 Gbps 傳輸。PAM6、PAM8 和 PAM16 被視為未來的資料標準,而相干光學則使用 QAM(正交振幅調變),它在兩個維度上調變訊號。
由於頻寬增加和對雜訊的敏感度提高,導致錯誤率居高不下,PAM4 系統通常會輔以錯誤更正碼 (FEC),以將位元錯誤率 (BER) 維持在可接受的水平。FEC 會在傳輸資料中加入冗餘資訊,讓接收器能夠偵測並更正可能發生的任何錯誤。將 PAM4 與 FEC 結合,可讓高速數位系統在維持高頻寬的同時,將 BER 維持在可接受的水平。
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