PAM4 与 NRZ:高速光网络中不断发展的调制格式

2025-06-19

摘要:PAM4 和 NRZ – 两种调制格式,一个目标

在高速光网络带宽扩展的竞争中,两种调制技术已成为行业基石:PAM4(脉冲幅度调制4级)NRZ(不归零)。虽然 NRZ 几十年来一直是可靠的标准,但 PAM4 现在在 400G 和 800G 收发器应用中占据领先地位,可提供更高的频谱效率和数据吞吐量。光学,我们将 PAM4 和 NRZ 技术集成到我们的光学产品线中,以满足从传统系统到下一代数据中心的各种部署需求。

PAM4 (Pulse Amplitude Modulation 4-level)

什么是 NRZ 以及为什么它到目前为止足够了

NRZ(不归零)NRZ 是一种二进制调制方案,使用两个信号电平来表示位 0 和 1。每个位都以全电压摆幅传输,使其简单且稳定可靠。NRZ 已广泛应用于 10G 至 100G 的光收发器,主要是因为它易于实现且信号完整性高。

然而,随着数据需求的增长,NRZ 会受到其“每符号一位”结构的限制。为了使用 NRZ 扩展至 100G 以上,工程师必须增加物理通道的数量,这会增加成本和复杂性,尤其是在紧凑、高密度的架构中。


PAM4:数据量加倍,带宽不加倍

PAM4(脉冲幅度调制4级)代表了光信号传输领域的一项突破。PAM4 采用四个幅度电平对每个符号进行两位编码,与 NRZ 相比,在相同带宽下有效地将数据速率提高了一倍。这使得 PAM4 成为 400G 和 800G 等高速格式的理想选择,因为在这些格式中,光纤利用率和能效至关重要。

尽管如此,PAM4 也带来了自身的工程挑战:信噪比 (SNR) 降低、误码率上升,以及对更复杂的 DSP(数字信号处理)和 FEC(前向纠错)的需求增加。尽管如此,这些权衡利弊还是值得的,因为它具有调制的性能优势。


PAM4 与 NRZ:技术比较


NRZ (Non-Return-to-Zero)


光学,我们精心将 PAM4 和 NRZ 格式与其适当的应用相匹配,帮助客户在性能、成本和复杂性之间做出正确的权衡。


ESOPTIC 的 PAM4 和 NRZ 集成方法

光学我们提供全面的收发器和互连产品线,支持两种调制格式。我们基于 NRZ 的模块(例如 SFP+ 和 QSFP28)在接入网络和传统系统中仍然广受欢迎。同时,我们基于 PAM4 的产品(包括 400G QSFP-DD 和 800G OSFP 收发器)针对超大规模和 HPC 环境进行了优化。

通过实施尖端的 DSP 和 FEC 解决方案,光学确保我们的PAM4即使在具有挑战性的信号条件下,模块也能保持稳定性和准确性。


为您的网络选择 PAM4 还是 NRZ

在决定PAM4非归零码网络架构师必须考虑:

  • 带宽需求

  • 预算限制

  • 系统复杂性

  • 链接距离和覆盖范围

对于低于 100G 的应用,NRZ 仍然高度可靠且价格实惠。但对于需要顶级性能的密集高速环境,PAM4是面向未来的选择。ESOPTIC的广泛的产品组合和专家支持,客户可以放心地部署任何一种技术。


结论:PAM4 助力实现下一次飞跃

随着网络行业从 100G 过渡到 800G 及更高速率,PAM4(脉冲幅度调制4级)作为高速光通信的重要推动者,它脱颖而出。尽管NRZ(不归零)在传统系统中仍然发挥着关键作用,未来显然正转向 PAM4 的更高数据效率。

光学,我们将继续在两个平台上进行创新——因此,无论您是在现有 NRZ 基础设施上构建还是采用 PAM4 的性能,我们都会帮助您更快、更智能、更可靠地连接。

PAM4 (Pulse Amplitude Modulation 4-level) 

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