了解PAM4技术前先了解下什么是调制技术？调制技术是把基带信号（原始的电信号）变换成传输信号的技术。为了保证通信效果，克服远距离信号传输中的问题，必须要通过调制将信号频谱搬移到高频信道中进行传输。

PAM4是PAM(Pulse Amplitude Modulation脉冲幅度调制)调制技术的一种，即四阶脉冲幅度调制。

PAM信号是继NRZ(Non-Return-to-Zero)后的热门信号传输技术。

NRZ信号采用高、低两种信号电平表示数字逻辑信号的1、0，每个时钟周期可以传输1bit的逻辑信息。

PAM4信号采用4个不同的信号电平进行信号传输，每个时钟周期可以传输2bit的逻辑信息，即00、01、10、11。
因此，在同样波特率条件下，PAM4信号比特速率是NRZ信号的2倍，传输效率提高一倍，同时还可有效降低成本。

PAM4技术已被广泛应用在高速信号互连领域，当前有用于数据中心的基于PAM4调制技术400G 光收发模块和用于5G互联网络的基于PAM4调制技术50G 光收发模块。

基于PAM4调制的400G DML光收发模块

基于PAM4调制的400G DML光收发模块实施过程是这样的：发射单元信号时，将接收的16路25G NRZ电信号从电接口单元输入，经过DSP处理器对电信号进行预处理、PAM4调制后，输出8路25G PAM4的电信号，加载到驱动器芯片上，通过8路的激光器将高速电信号转换8路50Gbps的高速光信号，通过波分复用器合波后，合成1路400G的高速光信号输出。接收单元信号时，将接收的1路400G的高速光信号通过光接口单元输入，经过解复用器转换成8路50Gbps的高速光信号，通过光接收机接收输入光信号，并将所接收的光信号转换成为电信号后，经过DSP处理芯片对电信号进行时钟恢复、放大、均衡、PAM4解调后转换成16路25G NRZ的电信号。

将PAM4调制技术用于400Gb/s光模块中。基于PAM4调制的400Gb/s光模块，由于采用比NRZ更高阶的调制技术，在发射端可以减少所需激光器的数量，在接收端，相应可以减少所需接收机的数量。PAM4调制使光模块中光器件数减少，可以带来光模块组装成本降低、功耗减少以及封装尺寸减小的优点。

5G中传和回传网络对50Gbit/s速率的光模块有需求，采用基于25G光器件、辅以PAM4脉幅调制格式的方案，实现低成本和高带宽的需求。

在对PAM-4信号进行描述时，需要别注意波特率（Baud Rate）和bit速率（Bit Rate）的区别。对于传统的NRZ信号来说，由于1个符号传输1bit数据，bit速率和波特率是一样的，比如在100G以太网里使用4路25.78125GBaud的信号进行传输，每路信号上的bit速率也是25.78125Gbps，4路信号实现100Gbps的信号传输；而对于PAM-4信号来说，由于1个符号传输2bit数据，能传输的bit速率是波特率的2倍，比如在200G以太网里使用4路26.5625GBaud的信号进行传输，每路信号上的bit速率是53.125Gbps，4路信号就可以实现200Gbps的信号传输。对于400G以太网来说，用8路26.5625GBaud的信号就可以实现了。