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【Tech Tip】什麼是 PAM-4 錯誤特徵識別?

自從大約五年前出現了 400 Gigabit 乙太網路(GbE),在光學和電氣介面上,PAM-4 調變取代了 NRZ(Non-Return-to-Zero);我們現在看到,在使用PAM-4訊號的情況下,已經建立了廣泛且健康的400 GbE甚至800 GbE的生態系統,事實上,我們甚至看到第一批以 53 Gbaud PAM-4為基礎的每通道100 Gb系統;以NRZ 為基礎的傳統故障排除和驗證工具,在100 GbE及以下的應用已使用長達幾十年,現在已不再適用於PAM-4的領域。

PAM-4 調變正在取代光學和電氣介面上的 NRZ 調變。
PAM-4 調變正在取代光學和電氣介面上的 NRZ 調變。

PAM-4 增加了測試複雜性


PAM-4鏈路使用前向錯誤修正(FEC)編碼,來保護在PAM-4電氣和光學界面上傳輸的數據,因為「原始」鏈路始終會具有背景錯誤率,也許可以低於10e^6,但仍可能存在錯誤。


在使用NRZ的傳統診斷工具中,您只需計算錯誤的誤差,並確認偏差是靠近0或是1,來分析通訊的錯誤模式;然而使用 PAM-4 的鏈路,前向錯誤修正編碼(FEC)以及在PAM-4中所需的更複雜的數位訊號處理器(DSP),使得簡單的錯誤計數不再有用,實際上可能會產生誤導(如果錯誤率在FEC的能力範圍內,我們應該永遠不會出現錯誤!!! - 這是錯誤的觀點)。


使用VIAVI ONT-800進行PAM-4測試
使用VIAVI ONT-800進行PAM-4測試

PAM-4 關鍵的錯誤特徵識別


錯誤特徵識別是PAM-4故障排除的關鍵,詳細的錯誤特徵資訊至關重要:錯誤何時發生、如何發生、影響哪些符號和轉換、是孤立錯誤還是突發錯誤、是否有位元滑動錯誤等等,所有這些資訊都是準確理解錯誤的性質所必需的,進而了解其來源以及如何進行修正。


VIAVI ONT系列提供了廣泛的工具,包括先進的錯誤分析應用程式,這些工具可以與其他工具(如動態偏移)結合,快速深入研究錯誤原因和鏈路真實的FEC餘量。

具有高性能 PAM-4 電氣轉接器的ONT機箱
具有高性能 PAM-4 電氣轉接器的ONT機箱

PAM-4故障排除的關鍵規則


在開始進行PAM-4故障排除時,請記住以下簡單的規則:

  • 簡單的位元錯誤率(BER)工具,無法有效地對模組進行驗證和除錯。

  • 它們無法提供根本原因的見解,且提供的有用訊息很少(你可能已經知道“你有位元錯誤”)。

  • 它們可能會提供誤導性的性能餘裕數據。

  • 進階的錯誤分析工具,例如位元滑動分析(Bit Slip Analysis)、連續錯誤計數與間隔(Error Burst Count and Gap)、錯誤分佈(Error Distribution)以及 PAM-4 轉換分析(PAM-4 Transition Analysis),能夠迅速深入了解真實的錯誤行為,並可以智慧地與壓力應用(如動態偏移和時脈變化)相結合,這些應用程式可以揭開和驗證 DSP均衡器和支援韌體的性能。

  • 這些應用程式需要緊密整合,以便能夠清楚地看到因果關係。

  • 迅速區分確定性問題的能力(如位元滑動和連續錯誤),對於解決討厭且具有挑戰性的事件(如連結斷開)至關重要。

  • 盡早開始進行錯誤特徵識別 - 可以在最早的晶片階段,使用高性能的PAM-4電氣轉接器,即使在開始進行電路板設計之前也可以使用 VIAVI ONT


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