NRZ(非归零)和PAM4(脉冲幅度调制4级)是两种不同的数字信号调制技术,它们在数据传输中有着显著的区别。
NRZ信号
NRZ信号采用高、低两种信号电平来表示数字逻辑信号的1和0。每个时钟周期可以传输1bit的信息。这种调制方式简单且易于实现,但其带宽利用率较低,因为每个符号只能携带一个比特的信息。因此,在高速传输应用中,NRZ信号容易受到噪声的影响,并且需要较高的信噪比(SNR)以保证良好的传输性能。
PAM4信号
PAM4信号则采用四个不同的信号电平进行信号传输,每个符号周期可以传输2bit的信息(0、1、2、3)。这意味着在相同的带宽下,PAM4能够传输更多的数据,从而提高了系统的整体效率。然而,由于PAM4信号具有更多的过渡幅度,它对电路的线性度要求更高,并且抗色散能力较差。此外,PAM4信号的信噪比(SNR)通常低于NRZ信号,尤其是在电源电压降低的情况下。
性能对比
波特率与带宽:PAM4允许在一个信号通道中传输更多的数据,通过编码不同幅度的信号来代表二进制的0、1、2和3,在相同的码率下,PAM4的波特率只有NRZ信号的一半。
误码率(BER) :研究表明,PAM4可以在感兴趣的信道上实现更好的误码率(BER),并且不需要更高的发射功率即可达到这一效果。
均衡与眼图:在低损耗信道上,NRZ的眼图开度可能高出3倍于PAM4,这表明NRZ系统在这些条件下更容易实现较好的传输性能。然而,PAM4系统的均衡化工作量较大,需要更多的均衡技术来补偿失真。
应用领域:随着光模块速率的提升至200Gbps以上,NRZ已经无法满足需求,而PAM4因其更高的数据传输速率和效率被广泛应用于高速光通信领域。
总结来说,NRZ和PAM4各有优缺点。NRZ适用于较低速率的应用场景或线路状况良好的情况,而PAM4则更适合于高速、大容量的数据传输需求。选择哪种调制方式取决于具体的应用场景和性能要求。
PCI Express 6.0
PCI Express 6.0 is a challenging technological leap especially with the move from NRZ to PAM4 and eye heights of only 6 mV.
PCIe 6.0 will double the bandwidth of PCIe 5.0 to 256 Gb/s among the same maximum number of lanes,16. The data transfer rate will hit 64 GT/s per pin, up from PCIe 5.0’s 32 GT/s. A move from NRZ to PAM4 signals will bring new challenges. PCIe 6.0 is also backwards compatible with previous PCIe generations.
The adjacent channels of 64 Gbaud (128 Gbps) data transmission will cause more crosstalk than PCIe 5.0.