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PAM對新布線技術的影響

  摩爾定律作為電子信息產業的一個規律,使得電子技術往更高的頻率、更低的功耗、更高的集成度、更小的尺寸方向發展,計算機網絡的連接帶寬也從10M發展到最新的10G。
在調制技術上,人們并不陌生。收音機上常見的PM、AM就是的調頻和調幅的簡稱,除了常見的正弦波調制外,在時間上離散的脈沖串,同樣可以作為載波,這時的調制是用基帶信號去改變脈沖的某些參數而達到的,按基帶信號改變脈沖參數(幅度、寬度、時間位置)的不同,把脈沖調制分為脈幅調制(PAM)、脈寬調制(PDM)和脈位調制(PPM)等。所謂脈沖振幅調制,即是脈沖載波的幅度隨基帶信號變化的一種調制方式。如果脈沖載波是由脈沖激脈沖組成的,根據抽樣定理,就可以把信號復原,就是脈沖振幅調制的原理。
隨著計算機網絡的提速,編碼技術在提高,對布線質量的要求也在提高。但是為了兼容舊的布線系統,往往會有提高編碼技術;但是隨著在新式網絡的出現往往會有相適應的新式布線系統推出。例如,雖然千兆網絡超五類布線系統可以支持但是六類布線系統更適合千兆網絡。10GBASE-T制訂之初,就對8值PAM,10值PAM和12值PAM等調制方式進行了探討。但各種方式都是各有長短。每個碼分配3bit的8值PAM方面,多值度稍低一些。而10值和12值方面,由于信號的映射(Mapping)問題,所以存在的課題是碼利用率低。索性用16值PAM來提高利用率,但又出現了多值度過高的問題。
在100Base-tx中使用的是MLT-3編碼,發送端,在+1V和-1V之間共計有3種信號,每種信號之間的電壓差為0.6V;接收端在+0.26V和-0.26V之間共計有3種信號,每種信號之間的電壓差為0.17V。在1000Base-T中使用的是PAM5編碼,發送端,在+1V和-1V之間共計有5種信號,每種信號之間的電壓差為0.4V;經過衰減在接收端,每種信號之間的電壓差為0.07V。在10GBase-T中使用的是PAM16編碼,在+1V和-1V之間共計有16種信號,每種信號之間的電壓差為0.125V,經過衰減在接收端,每種信號之間的電壓差為0.0006V,這種微小的電壓差很容易就會淹沒在噪聲信號里面。可見多值度高的話,在同樣10Gbit/秒的傳輸速度下就可以把符號傳輸速率降到800M符號/秒,具有使接收器模擬電路和線纜設計更輕松的優點,而且,所使用的頻帶較低,電信號的波形不易失真,還具有傳輸距離可延長的優點。但是高多值度也有缺點。由于電信號的波形差異小,A-D轉換器需要高精度。另外,接收方讀取信號時需要的S/N加大。與低多值度相比,誤碼率增大,接收靈敏度降低。愛達訊布線工程師認為如果使用目前較多的超五類、六類布線系統是不能支持常見100米通道的,新布線系統呼之欲出。
IEEE802.3an工作組最終還是傾向于碼的利用率,采用了16值PAM。不過,與美國Broadcom提議的128-DSQ相結合,選擇了實際多值度接近12值PAM的方式。具體而言,就是給16值PAM的2個碼分配7bit,相當于每個碼分配3.5bit.從碼的利用率角度看,這是一種最節省的信號配置。
新式的6A類布線系統肩負著百米傳輸萬兆的重任,隨著TIA標準出爐,40G、100G 標準爭論不休時,ISO組織的7A類布線系統標準正在制訂中,相信PAM編碼定然會再創更高。

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