隨著我們社會對數據的渴望不斷增長 - 不僅數據越多，而且數據傳輸速度越快 - 基于NRZ類型編碼的舊調制方案越來越不充分。我們需要盡可能有效地從A點到B點獲取數據，無論是PC板上的芯片還是長途光纖的一端到另一端。在許多方面受到青睞的調制方案是PAM4，在這篇文章中我們將討論PAM4的基礎知識，然后再轉向它所帶來的測試和分析挑戰。有一段時間，NRZ類型的編碼已經有了數據傳輸的主要調制方案。在NRZ場景中，我們采用二進制模式，比如0011010，并將其編碼為一系列固定電壓電平，較低電壓為零，較高電壓為1(參見圖中的數據流M) 1的)。我們假設給定比特率為28 Gb/s。

圖1PAM4加倍串行數據傳輸中的位數通過增加脈沖幅度調制的電平數來實現，但是以噪聲敏感性為代價。

如果我們將NRZ信號視為眼睛如圖所示，它將具有比特周期T和幅度A.該信號所需的帶寬與比特周期(1/T)有關。比特率越快，比特周期越短，帶寬越高。

還有一個信噪比(SNR)比要求，它與振幅有關。眼圖變得越垂直越小，維持SNR就越難以解釋鏈路接收端的信號。從根本上說，我們要做的是將數量增加一倍。我們從A點發送到B點的比特。實現這一目標的一種方法是添加第二個通道或通道。在這個通道中，我們可能希望發送一個不同的位模式，比如0101100(參見圖1中的數據流L)。但這種方法有一個缺點，那就是我們現在需要兩個發射器，兩個接收器和兩個通道。我們可能沒有額外的房地產或功耗，所以我們尋找另一種解決方案。

我們還可以做些什么來加倍比特率?一種方法是序列化兩個比特流。我們創建了一個56-Gb/s通道，而不是兩個28-Gb/s通道。結果，在我們以28 Gb/s傳輸一位的同一時段，我們現在有兩位以56 Gb/s傳輸。這看起來像圖1中的比特流ML。

信號ML的眼圖顯示振幅仍然與信號M和L的振幅相同，但現在是時期T/2。如果我們顛倒這個數字，我們得到帶寬，2/T.我們保留了與A相關的SNR要求，但信號所需的帶寬增加了一倍。因此，它分別是SNR和帶寬的好消息和壞消息。

我們需要一種方法來將通道中的比特率加倍，而不會使所需帶寬加倍，這就是PAM4進入圖像的地方。 PAM4取L(最低有效位)信號，將其除以一半，并將其加到M(最高有效位)信號。結果是四個信號電平而不是兩個，每個信號電平對應一個兩位符號。

PAM4信號在圖1中看起來像跡線M + L/2。最低級別為00，然后分別為01,10和11。 PAM4表示脈沖幅度調制，“4”表示四級脈沖調制PAM4信號的眼圖是不尋常的，有三個眼圖開口和四個垂直堆疊的電平，如圖所示。比特周期(或符號周期)是T.但是，這三只眼睛中的每一只眼睛的開口是A/3。對于帶寬要求，我們回滾到1/T.因此，該信號移動56 Gb/s，使用與移動28 Gb/s的ML信號相同的帶寬量。但是隨著與A/3相關的SNR，我們發現我們的M + L/2信號是三倍m。

實際上，我們已經將SNR換算為帶寬。許多串行鏈路受帶寬限制，因為在任何長度的銅線上移動都難以超過28 Gb/s。但是當你有一些SNR空間時，考慮使用PAM4調制方案可能會有所收獲。