PAM4碼型發(fā)生器選擇攻略（下篇）

  ICCSZ訊 上周《PAM4碼型發(fā)生器選擇攻略(上篇)》剛發(fā)布，就有小伙伴催著發(fā)布下篇了，下篇來也~

  首先，來個(gè)上篇的傳送門：PAM4碼型發(fā)生器選擇攻略沒有看過上篇的小伙伴請(qǐng)先閱讀上篇。PAM4碼型產(chǎn)生的四種方法接續(xù)上篇。

  3)基于AWG的PAM4碼型發(fā)生器

  通過任意波形發(fā)生器AWG產(chǎn)生PAM4輸出，PAM4信號(hào)產(chǎn)生的原理和上述的有源DAC的方式類似，只不過一般情況下AWG是一個(gè)內(nèi)置高速DAC的通用的信號(hào)源，可以非常靈活的產(chǎn)生各種調(diào)制信號(hào)，例如通信用的QAM信號(hào)，或者PAM4、PAM8信號(hào)。

  從性能上而言，AWG產(chǎn)生的PAM4信號(hào)并不是實(shí)際高速串行電路的實(shí)現(xiàn)方式，所以在很多信號(hào)特性上需要額外的帶寬要求和濾波要求，以達(dá)到高速串行通信的信號(hào)產(chǎn)生要求，信號(hào)的抖動(dòng)和噪聲參數(shù)由于是通過DA來產(chǎn)生，會(huì)惡化的比較厲害。由于AWG是通過編輯內(nèi)部數(shù)據(jù)序列存儲(chǔ)空間來定義波形的形狀，而沒有和實(shí)際的PAM4編碼完全對(duì)應(yīng)，所以針對(duì)對(duì)于PAM4的信號(hào)產(chǎn)生和編碼的設(shè)置非常復(fù)雜，需要大量的內(nèi)存進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如果AWG沒有專有的PAM4軟件配合很難使用在PAM4的信號(hào)產(chǎn)生應(yīng)用上。

  一般基于AWG的PAM4信號(hào)產(chǎn)生的設(shè)置都比較復(fù)雜，并且最大的設(shè)置障礙是不直觀，無法直接方便的更改速率和碼型。對(duì)于很多實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)送均衡等基本要求，通過AWG來產(chǎn)生非常復(fù)雜和繁瑣。從成本上看，因?yàn)锳WG產(chǎn)生的PAM4輸出要求高帶寬和高采樣率，并且專門產(chǎn)生PAM4碼型的軟件配合，相對(duì)其他的方式每通道的成本也非常昂貴。 在PAM4作為高速通信編碼的早期，由于沒有其他的方案，基于AWG的PAM4是一個(gè)折中的辦法，隨著PAM4設(shè)計(jì)日益普及，由于AWG產(chǎn)生的PAM4信號(hào)電特性和實(shí)際的高速串行電路有差異，而且基礎(chǔ)硬件和選件的價(jià)格昂貴，目前已經(jīng)被逐漸替代。

  4)直接PAM4輸出的碼型發(fā)生器

  誤碼儀直接內(nèi)置PAM4信號(hào)生成器的方法。由于上述3種PAM4的碼型發(fā)生器存在諸多性能、功能的限制以及構(gòu)建測(cè)試環(huán)境的復(fù)雜和繁瑣，最新的PAM4誤碼儀采用直接內(nèi)置PAM4信號(hào)發(fā)生器的精簡(jiǎn)構(gòu)架，其核心是去除各種外部的電纜和校準(zhǔn)，簡(jiǎn)化硬件環(huán)境，把時(shí)鐘合成器，多通道的NRZ碼型發(fā)生器，以及復(fù)雜的NRZ轉(zhuǎn)換為PAM4的高頻硬件，所有的分離器件直接集成在一個(gè)機(jī)身內(nèi)，并且通過內(nèi)置校準(zhǔn)對(duì)于不同的速率實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的校準(zhǔn)和補(bǔ)償。

  性能上的優(yōu)勢(shì)：對(duì)于PAM4的信號(hào)發(fā)生器而言，因?yàn)闆]有外部的各種無源或者有源設(shè)備以及電纜匹配和衰減導(dǎo)致的信號(hào)惡化，可以提供非常好的信號(hào)完整性。并且可以針對(duì)使用需求無需任何外部器件輕松實(shí)現(xiàn)1通道到多通道的配置。

  下圖是中星聯(lián)華科技(北京)有限公司SL3120A系列PAM4誤碼儀采用直接PAM4輸出的方式捕獲的56GbpsPAM4眼圖，除了連接方便以外還提供了非常好的信號(hào)完整性。

  下圖是對(duì)于同一個(gè)通道輸出在28Gbps下的NRZ編碼時(shí)的眼圖結(jié)果。

  功能上特點(diǎn)：直接PAM4輸出的碼型發(fā)生器，可以在不影響信號(hào)完整性的情況下輕松實(shí)時(shí)的切換PAM4或者NRZ輸出功能，無需使用人員針對(duì)PAM4來構(gòu)建繁瑣的校準(zhǔn)環(huán)境。 當(dāng)使用PAM4碼型發(fā)生器功能的時(shí)候，用戶無需考慮任何NRZ有關(guān)的設(shè)置，可以直接設(shè)置經(jīng)過校準(zhǔn)的PAM4發(fā)送均衡。對(duì)于PAM4碼型發(fā)生器幅度和均衡的控制非常簡(jiǎn)單直觀。下圖是一個(gè)進(jìn)行實(shí)時(shí)PAM4和NRZ實(shí)時(shí)切換時(shí)捕獲的眼圖疊加顯示效果。

  由于單臺(tái)PAM4碼型發(fā)生器集成了所有必須的關(guān)鍵模塊，對(duì)于測(cè)試環(huán)境的構(gòu)建和設(shè)置非常簡(jiǎn)單。無需外接的均衡器以及有源或者無源的PAM4合成器，更不需要各種高頻電纜連接這些分離原件。

  PAM4碼型發(fā)生器特點(diǎn)總結(jié)

  下面的表格總結(jié)了上述四種PAM4誤碼儀下信號(hào)產(chǎn)生的不同方式以及特點(diǎn)。

  PAM4碼型發(fā)生器

  關(guān)鍵指標(biāo)概覽

  對(duì)于一個(gè)PAM4碼型發(fā)生器的差分輸出，一般有幅度、信噪比、線性度、上升時(shí)間/下降時(shí)間、眼圖、抖動(dòng)分量以及均衡能力等評(píng)估指標(biāo)。在目前主流的各種高速串行總線標(biāo)準(zhǔn)(OIF-CEI, 200G/400G以太網(wǎng))中，都明確列出了對(duì)于發(fā)送端需要滿足的指標(biāo) 其中眼圖和抖動(dòng)是最重要的指標(biāo)。下面列出了中星聯(lián)華科技(北京)有限公司SL3120A系列的PAM4碼型發(fā)生器的輸出指標(biāo)。

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