最完美的PAM4標(biāo)準(zhǔn)通信數(shù)據(jù)測試方案大全 - 全文

隨著對網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的進(jìn)一步提升，PAM4 正在成為這種需求的一個(gè)主要推動(dòng)力。PAM（Pulse Amplitude Modulation：脈沖幅度調(diào)制）信號作為下一代數(shù)據(jù)中心做高速信號互連的一種熱門信號傳輸技術(shù)，可以廣泛應(yīng)用于200G/400G接口的電信號或光信號傳輸。PAM信號為 4 種電平脈沖幅度調(diào)制，可以顯示比傳統(tǒng)數(shù)字信號更多的bit邏輯信息。由于存在每符號 2 位、4 符號電平和每 UI 3 眼圖，PAM4 展現(xiàn)出許多新的測量和測試挑戰(zhàn)。

PAM4 與傳統(tǒng)數(shù)字信號有何不同？

傳統(tǒng)的數(shù)字信號最多采用的是NRZ（Non-Return-to-Zero）信號，即采用高、低兩種信號電平來表示要傳輸?shù)臄?shù)字邏輯信號的1、0信息，每個(gè)信號符號周期可以傳輸1bit的邏輯信息；而PAM信號則可以采用更多的信號電平，從而每個(gè)信號符號周期可以傳輸更多bit的邏輯信息。比如以PAM4信號來說，其采用4個(gè)不同的信號電平來進(jìn)行信號傳輸，每個(gè)符號周期可以表示2個(gè)bit的邏輯信息（0、1、2、3）。由于PAM4信號每個(gè)符號周期可以傳輸2bit的信息，因此要實(shí)現(xiàn)同樣的信號傳輸能力，PAM4信號的符號速率只需要達(dá)到NRZ信號的一半即可，因此傳輸通道對其造成的損耗大大減小。隨著未來技術(shù)的發(fā)展，也不排除采用更多電平的PAM8甚至PAM16信號進(jìn)行信息傳輸?shù)目赡苄浴Ｏ聢D是典型的NRZ信號的波形、眼圖與PAM4信號的對比。

傳統(tǒng)NRZ信號與PAM-4標(biāo)準(zhǔn)信號波形對比圖

其實(shí)PAM4信號的概念并不新鮮，比如在最普遍使用的100MBase-T以太網(wǎng)中，就使用3種電平進(jìn)行信號傳輸；而在無線通信領(lǐng)域中普遍使用的16QAM調(diào)制、32QAM調(diào)制、64QAM調(diào)制等，也都是采用多電平的基帶信號對載波信號進(jìn)行調(diào)制。

泰克針對OIF-CEI 和 IEEE PAM4 標(biāo)準(zhǔn)的測量解決方案

MSO/DPO70000 數(shù)字及混合信號示波器

MSO/DPO70000 系列高性能混合信號示波器

MSO/DPO70000 系列示波器提供優(yōu)異的信號采集性能和分析功能。通過業(yè)內(nèi)最高的波形捕獲能力發(fā)現(xiàn)真實(shí)信號，捕獲更多信號細(xì)節(jié)。工具套件的設(shè)計(jì)能自動(dòng)執(zhí)行高速串行數(shù)據(jù)信號的設(shè)置、采集和分析，加快設(shè)計(jì)和一致性測試。

· 最高 33 GHz 和 100 GS/s

· 低于 9ps 上升時(shí)間

· 低于 0.50% 垂直噪聲，≥5.5 有效位

· 16 個(gè)邏輯通道，80 皮秒的時(shí)基分辨率（僅適用于 MSO 型號）

· 超過 30 個(gè)可定制的應(yīng)用特定軟件分析包

MSO/DPO70000系列示波器 快速選型：

MSO/DPO70000 系列示波器選型表

DSA8300 數(shù)字采樣示波器

—— 為高速檢定測試提供最優(yōu)秀的信號保真度

DSA8300系列示波器提供最優(yōu)信號保真

DSA8300 系列提供了小于 100 fs 的本底抖動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)異常準(zhǔn)確的器件檢定，全面支持光通信標(biāo)準(zhǔn)、時(shí)域反射和 S 參數(shù)。DSA8300 數(shù)字采樣示波器為 155 Mb/s 至 100Gb/s 及更高速率的數(shù)據(jù)通信提供了完整的高速物理層測試平臺。

DSA8300 系列示波器功能及優(yōu)勢：

另外，泰克針對PAM-4標(biāo)準(zhǔn)串行數(shù)據(jù)提供整體鏈路的相關(guān)測量工具，包括對PAM-4發(fā)射機(jī)分析軟件，及適用于DSA8300 的 80SJARB 80SJNB 抖動(dòng)、噪聲、BER 分析軟件產(chǎn)品，最新版80SJNB， PAM4支持全面分析多電平信令，包括脈沖幅度調(diào)制（PAM-4）編碼數(shù)據(jù)。

泰克針對PAM-4信號提供完整鏈路測試分析工具

泰克PAM4發(fā)射機(jī)測試軟件提供自動(dòng)PAM4測量、抖動(dòng)和線性度分析、相關(guān)波形分析、上升/下降時(shí)間分析、通道嵌入及反嵌（SDLA Visualizer選項(xiàng)SDLA64）、應(yīng)用均衡、測試配置及調(diào)試保存等主要功能。

泰克PAM4鏈路分析軟件功能、特點(diǎn)

目前，泰克共有三種軟件解決方案為高速串行數(shù)據(jù)鏈路測量和分析。80SJARB是一種基本抖動(dòng)測量工具，能夠測量任何波形上的抖動(dòng)，包括任意波形和超長碼型波形。80SJNB Essentials（80SJNB）可以全面分析抖動(dòng)、噪聲和BER，分解各項(xiàng)成分，清楚地了解信號的問題和裕量。 80SJNB Advanced （80SJNB02）在80SJNB Essentials中增加了串行數(shù)據(jù)鏈路分析可視化器（SDLA）功能，包括測試夾具反嵌、通道仿真、FFE/DFE均衡和預(yù)加重/去加重。 最新版80SJNB， PAM4支持全面分析多電平信令，包括脈沖幅度調(diào)制（PAM-4）編碼數(shù)據(jù)。

80SJARB波形抖動(dòng)測量工具

是德科技（Keysight）用于執(zhí)行32Gbaud高速率 PAM-4 設(shè)計(jì)與測試

是德科技提供全套 PAM-4 解決方案，用于執(zhí)行 32 Gbaud 和更高速率的仿真、輸入和輸出設(shè)計(jì)表征。

越來越多的客戶要求數(shù)據(jù)中心提供更大的網(wǎng)絡(luò)帶寬。為滿足這種不斷增長的需求，新一代解決方案將提供 400 Gb/s（又稱為 400G）鏈路。支持 400G 實(shí)施的技術(shù)包括應(yīng)用多級信令制式，例如脈沖幅度調(diào)制（PAM-N）。不過，從不歸零（NRZ）到 PAM-4 的革命性轉(zhuǎn)變也會給設(shè)計(jì)、測量和測試工作帶來新的挑戰(zhàn)。

是德科技PAM-4 相關(guān)產(chǎn)品及解決方案：

是德PAM-4為用戶提供多種仿真、發(fā)射和接收硬件示波器系列，及其相關(guān)的PAM-4測量分析應(yīng)用軟件、工具。如支持 PAM-4 和 NRZ 信號，高達(dá) 64 GBaud 的數(shù)據(jù)速率，覆蓋 400 GbE 標(biāo)準(zhǔn)的所有特性的 M8040A 比特誤碼率測試儀，用于以太網(wǎng)和 OIF-CEI 的 PAM-4 測量應(yīng)用軟件 N8836A，幫助工程師應(yīng)用 Keysight 86100D DCA-X 寬帶寬示波器平臺完成電和光脈沖幅度調(diào)制（PAM-4）信號分析的 86100D-9FP 軟件。

是德科技PAM-4 測量與設(shè)計(jì)解決方案示例

M8040A 64 GBaud 高性能比特誤碼率測試儀

M8040A 比特誤碼率測試儀

主要特性與技術(shù)指標(biāo)：

· 碼型發(fā)生器和分析儀的數(shù)據(jù)速率從 2 至 32 GBaud 直到 64 GBaud

· 可從用戶界面選擇 PAM-4 和 NRZ

· 內(nèi)置 4 分接去加重

· 綜合和校準(zhǔn)的抖動(dòng)注入：RJ、PJ1、PJ2、SJ、BUJ 和時(shí)鐘/2 抖動(dòng)

· 每個(gè)模塊有兩個(gè)碼型發(fā)生器通道，用于仿真干擾源通道

· 碼型發(fā)生器使用遠(yuǎn)程探頭前端，縮短與被測器件的連接距離

· 真正的實(shí)時(shí) PAM-4 誤碼檢測，實(shí)現(xiàn)低比特誤碼率

· 所有選件和模塊均可升級

描述：

Keysight M8040A 是一款高度綜合的比特誤碼率測試儀（BERT），可用于物理層表征和一致性測試。借助對 PAM-4 和 NRZ 信號的支持，以及高達(dá) 64 GBaud（相當(dāng)于 128 Gbit/s）的數(shù)據(jù)速率，它適用于全部 200 和 400 GbE 標(biāo)準(zhǔn)。

M8040A BERT 具備真正的誤碼分析功能，能夠提供精確且可重復(fù)的測量結(jié)果，從而優(yōu)化 400GbE 器件的性能裕量。

應(yīng)用：

M8040A 以研發(fā)和測試工程師為設(shè)計(jì)對象，幫助他們表征芯片、器件、收發(fā)信機(jī)模塊和子組件、電路板以及系統(tǒng)。這些被測器件和系統(tǒng)主要在數(shù)據(jù)中心和通信行業(yè)中使用，具有串行 I/O 端口，其符號率高達(dá) 32 GBaud 和 64 GBaud。

許多流行的互連標(biāo)準(zhǔn)使用了 PAM-4 和 NRZ 數(shù)據(jù)格式。M8040A 可對這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行接收機(jī)（輸入）測試，如下所示：400 GbE、50/100/200 GbE、OIF CEI-56G 和 CEI-112G、64G/112G 光纖通道、Infiniband-HDR，以及芯片間、芯片與模塊、背板、中繼器和有源光纖電纜的專有接口。

M8040A 64 GBaud BERT 的碼型發(fā)生器提供了干凈的 29 GBaud PAM-4 輸出信號。

N8836A ——用于實(shí)時(shí)示波器的以太網(wǎng)和 OIF-CEI PAM-4 測量應(yīng)用軟件

N8836A 實(shí)時(shí)示波器以太網(wǎng)及OIF-CEI PAM-4 測量

主要特性與技術(shù)指標(biāo)：

全面的測量和調(diào)試解決方案

· 按照 OIF-CEI 4.0 和 IEEE 400G（802.3bs）標(biāo)準(zhǔn)的草案文檔執(zhí)行 PAM-4 測量

· 執(zhí)行超過 25 項(xiàng)測試

· 基于電平（噪聲、線性度）、基于眼圖（EW6、EH6）、抖動(dòng)和回波損耗測試

靈活性和可擴(kuò)展性

· 在 Keysight Z 系列、V 系列、X 系列、S 系列和 90000A 系列實(shí)時(shí)示波器上運(yùn)行

· 用于多通道測試的可選開關(guān)矩陣支持

· 自動(dòng)生成 HTML 報(bào)告

· 根據(jù)一致性限制（規(guī)范草案文檔中的建議）或定制限制來測試全部參數(shù)或選定參數(shù)

兼容性

· S 系列、90000A、V 系列、90000 X 和 Z 系列實(shí)時(shí)示波器