高速通信时代的信号编码利器-PAM4技术解析

随着数据传输速率的不断攀升，传统的非归零（NRZ）信号在高速通信系统中的性能瓶颈逐渐显现。为进一步突破传输速率极限，业界引入了更高效的信号编码方式——PAM4（四级脉冲幅度调制）。

一、从NRZ到PAM4：编码方式的演进

在数字通信系统中，信号编码方式直接决定了数据的传输效率与系统复杂度。NRZ编码作为传统主流技术，采用两个电平分别表示逻辑1和逻辑0，其优势在于结构简单、抗干扰能力强，但在带宽受限场景中传输能力有限。

PAM4则以四个幅度电平表示00、01、10、11四种比特组合，每个符号承载2个比特信息，使得在相同符号率（Baud rate）条件下，数据吞吐量提升一倍。例如：

若NRZ符号率为28Gbaud，数据速率即为28Gbps；

若PAM4符号率为28Gbaud，数据速率则达56Gbps。

这一倍速率提升，使得PAM4成为突破铜线带宽瓶颈的关键技术。

二、PAM4在高速通信系统中的应用

1. 高速以太网：突破铜缆传输瓶颈
   IEEE 802.3bj标准规定了100Gb/s以太网在背板与线缆中的传输方式。传统NRZ在铜介质中因带宽限制难以实现更高速率，PAM4则通过每符号传输2比特，在保持相同波特率的情