PAM4 信号的挑战:为什么 400G 之后画风就变了

光模块DSP_陈 发表于 2026-10-13 06:22 · 16 次浏览 · 2 条回复
光
从 NRZ 到 PAM4 是高速光通信的一个分水岭。PAM4 用四个电平传输 2 比特,相同波特率下速率翻倍,但工程难度大幅上升。

一、主要挑战
1. 信噪比:PAM4 的三个眼高度只有 NRZ 的 1/3,理论上 SNR 代价约 9.5dB;
2. 线性度:激光器、调制器、驱动器和 TIA 的非线性会导致三个眼高度不均匀,需要关注电平失配比(RLM),一般要求 ≥0.95;
3. 均衡:PAM4 对码间干扰更敏感,需要 FFE、CTLE、DFE 甚至 MLSE 均衡,DSP 功耗明显增加;
4. FEC:PAM4 系统必须依赖前向纠错,例如 KP4 RS(544,514) FEC,前纠错门限 BER 约 2.4E-4;
5. 测试:指标从传统的消光比、眼图模板转向 TDECQ、OMA、SECQ 等。

二、关键参数(以 100G/lane 为例)
波特率约 53GBd,TDECQ 一般要求 ≤3.4dB 左右(具体看标准),接收端关注 SECQ 下的灵敏度。

三、工程应对
1. 更强的 FEC 与 DSP 均衡;
2. 优化激光器偏置点与驱动摆幅,提升线性度;
3. 严格的链路预算与反射控制,PAM4 对回波损耗更敏感。

四、常见坑
1. 沿用 NRZ 的眼图模板判断合格;
2. 测试仪器带宽不足或参考接收机设置错误,TDECQ 结果失真;
3. 忽视温度对线性度的影响。

讨论:
1. 你们做 PAM4 设计时最头疼的是哪一部分?
2. TDECQ 测试结果在不同仪器之间一致性如何?
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光
城域用 DCO 还有个实际好处:跨厂商互通测试比 ACO 简单,因为接口是标准化的。我们混合组网时 DCO 的调试时间少很多。
A
补充:400ZR+ 的传输距离实际能做到 120km 以上,但要看光纤质量。老 G.652 光纤的 PMD 可能成为限制,建议上之前先测 PMD。
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