在快速增长的数据中心流量需求下，灵活、低成本的400 Gbit/s速率传输方案被相继提出，并作为下一代数据中心互联应用的备选方案。 为了支持400 Gbit/s的速率传输，使用PAM调制的4通道x100Gbit/s传输方式可以降低收发机的设计复杂度和能量功耗。
值得注意的是，相对于基于外部调制的马赫-曾德调制器(MZM), 使用电吸收光调制器(EML), 直接调制激光器(DML)的内调制方案成本较低，设计也更为简单。
但是对于这些方面有两方面的瓶颈限制了系统的性能：光电设备的调制带宽限制和调制、解调过程中的非线性损伤问题。许多数字信号处理(DSP)方法被提出用以解决这两种限制，例如判决反馈均衡、非线性沃尔泰拉均衡等，这些方案在接收端都需要很高的计算复杂度。 PAM4调制技术
由于400G技术的要求，需要应用单通道56G或112G速率要求，但是56G/112G信号的通道损耗和反射引入代价太大，同时对通道串扰的容忍性极大降低，目前的NRZ技术很难突破单路56G传输速率。因此业界引入了PAM4技术进行解决。 PAM4
PAM4是PAM (Pulse Amplitude Modulation, 脉冲幅度调制) 调制技术的一种。
调制方式包括基于DSP的数字DAC实现方法和基于模拟的Combine方法。主流的模拟方式可通过两路NRZ信号进行相加操作，数字方式则是基于高速DAC的方式进行0/1/2/3电平的快速输出。
如下图所示, PAM4通过四电平幅度调制，每个电平值可以承载2bit信息，代价是对噪声更为敏感。
?PAM4原理示意图
如果我们观察NRZ信号的眼图，假设比特周期为T, 幅度为A, 那么信道带宽为比特周期的倒数(1/T)。比特率越高，比特周期越小，信号带宽越大。通常也会有信噪比(SNR)要求，这与信号幅度相关。从纵向看，眼图张开的幅度越小，那么从接收端以固定的信噪比分辨出原始信号就更加困难。
成倍提高比特率的办法
其中一种方法是将两路比特流串行化。
用一路56Gbit/s信道代替两路28Gbit/s。于是在原来28Gbit/s速率的周期内，现在速率达到56Gbit/s。
从信号ML的眼图可以看出，其幅度依然是A, 但是周期变为T/2。如果将比特周期取倒数，得到信号带宽2/T。A不变，即信噪比不变，但信号带宽加倍。
我们需要一种在不增加带宽的前提下成倍提高比特率的方案，这是PAM4的优势所在。
PAM4的眼图不同寻常，从纵向看有3只张开的眼睛和4个幅度，符号周期为T。但是每个眼睛的张开幅度为A/3, 相应的带宽要求为1/T。 这样我们得到56Gbit/s信号，与28Gbit/s的单路信号M或L带宽相同，但是信噪比与A/3相关，因此PAM4存在信噪比与信号带宽的权衡。
许多串行链路是带宽受限的，因此很难通过缩短比特周期来提高28Gbit/s。但当有信噪比承受空间时，牺牲一部分信噪比代价换取速率成倍提高的PAM4方案会是很好的选择。 DSP技术
400G AOC里面非常重要的一部分是对信号恢复电路的设计。过去信号恢复采用CDR（时钟与数据恢复）电路。
在电-光转换接口，高速串行信号经过高损耗电路板导致信号质量严重下降，通过PAM4 CDR对信号进行恢复，从而得到低抖动的时钟和数据。
在电-光转换接口，由于电光调制器的插入损耗以及光纤传输损耗等，光电探测器接收到的有损信号同样需要CDR进行数据恢复。
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