Aller au contenu principal
  • Investisseurs
  • Partenaires
  • Billet de blog
  • Nous contacter
Précédent
  • United States
  • 中国
  • 日本
  • Brasil
  • СНГ
  • Deutschland
  • España
  • France
  • United Kingdom
  • Mexico
VIAVI Solutions
Précédent
  • United States
  • 中国
  • 日本
  • Brasil
  • СНГ
  • Deutschland
  • España
  • France
  • United Kingdom
  • Mexico
Search icon
    • Laboratoire et production
      • Laboratoire et production
        • Émulation d’applications
        • Automation and Orchestration
        • Émulation UE
        • Émulation Cloud UE
        • Émulation de cœur
        • Test du Coeur
        • Simulateur O-CU
        • Test O-CU
        • Test O-DU
        • Test O-RU
        • Test RIC
        • Validation de sécurité
        • Test en tant que service (TaaS)
        • Ethernet Test
        • Réseaux haut débit
        • Plateforme de test optique
      • Test de réseau de stockage
        • Test de réseau de stockage
        • Équipement de test PCIe
        • SAS et SATA
        • Fibre Channel, Ethernet, FCoE, NVMeoF
        • Test de protocoles
        • Systèmes de mise en condition et générateurs
        • Brouilleurs
    • Déploiement et maintenance de réseau
      • Déploiement et maintenance de réseau
        • Alignement et surveillance des antennes
        • Gestion des produits et des données
        • Installation et maintenance d’antenne-relais
        • Analyseur de câble et d’antenne
        • Chasse aux interférences
        • Analyse RF
      • Fibre
        • Fibre
        • Gestion des produits et des données
        • Atténuateurs
        • Taux d’erreurs binaire (BER)
        • Test cuivre, DSL, Wi-Fi et large bande
        • Test de DOCSIS
        • Testeurs de fibre optique
        • Ethernet Test
        • Réflectomètre optique et caractérisation de la fibre
        • Pinces à trafic
        • Inspection et nettoyage des connecteurs optiques
        • Localisateurs de défauts
        • Capteurs à fibre optique
        • Sources optiques pour fibres optiques
      • Fibre
        • Fibre
        • Test HFC
        • Équipement de test de câble ruban multifibres MPO
        • Multimètre optique
        • Photomètres
        • Analyseur de spectre optique
        • Réflectomètre optique OTDR
        • Tester les réseaux PON
        • Surveillance de la fibre optique
        • Tests et activation virtuels
        • AIOps
        • Core Network Assurance
        • Assurance - Ethernet
        • RAN Assurance
        • Surveillance de la fibre optique
      • Assurance - Service
        • Assurance - Service
        • Assurance réseaux 5G
        • AIOps
        • Assurance de service pour la fibre optique
        • Assurance de service pour HFC/Câble
        • Transport Assurance
      • Laboratoire et production
        • Laboratoire et production
        • Automation and Orchestration
        • Émulation Cloud UE
        • Émulation de cœur
        • Test du Coeur
        • Simulateur O-CU
        • Test O-CU
        • Test O-DU
        • Test O-RU
        • Test RIC
        • Validation de sécurité
        • Gestion des produits et des données
        • Network APIs
        • Surveillance de la fibre optique
        • Tests et activation virtuels
        • AIOps
        • Assurance - Ethernet
        • Surveillance de la fibre optique
    • Réseaux télécom ferroviaires et critiques
      • Réseaux télécom ferroviaires et critiques
      • Drive Test
      • ERTMS and FRMCS Monitoring
      • Mission Critical Assurance
      • Railway Cybersecurity
      • Visibilité sur les performances et les menaces
        • Visibilité sur les performances et les menaces
        • Expérience de l’utilisateur final
        • Collecte - Flux enrichis
        • Analyse des paquets
        • Collecte - Capture des paquets
        • Collecte - Métadonnées de paquets
      • Test et certification
        • Test et certification
        • Taux d’erreurs sur les bits
        • Ethernet Test
        • Pinces à trafic
        • Inspection et nettoyage des connecteurs optiques
        • Capteurs à fibre optique
        • Équipement de test de câble ruban multifibres MPO
        • Photomètres
    • Services mobiles terrestres et radio militaires
      • Services mobiles terrestres et radio militaires
      • Communications Service Monitors
      • Test radio mobile terrestre
      • Test radio militaire
      • Instruments modulaires
      • Radio et systèmes logiciels
    • Avionique
      • Avionique
      • Conformité ADS-B
      • Kits et interfaces de tests de quantité de carburant pour avion
      • Coupleurs d’antennes
      • Équipement de mesure de distance (DME)
      • Fibre optique et avionique
      • Simulation GPS
      • Avionique militaire
      • Instruments modulaires
      • Navigation et communication
      • Radioaltimètres (RADALT)
      • Systèmes d’équipements de tests automatiques de fréquence radio (RF ATE)
      • Système de navigation aérienne tactique (TACAN)
      • Système d’alerte de trafic et d’évitement de collision (TCAS)
      • Transpondeur et interrogateur
    • Position, Navigation et Synchronisation
      • Position, Navigation et Synchronisation
      • GNSS Disciplined Oscillators
      • GNSS/GEO/LEO Grandmaster Clocks
      • GNSS/GEO/LEO Receiver Modules
      • GPS Simulator
      • RF Transcoder
      • Resilient GEO/LEO Timing Services
    • Custom Optics and Pigments
      • Custom Optics and Pigments
      • Produits optiques personnalisés
        • Produits optiques personnalisés
        • Filtres optiques personnalisés
        • Optique de mise en forme de la lumière
        • Spectromètres MicroNIR
      • Pigments
        • Pigments
        • Protection de la marque
        • Pigments ChromaFlair
        • Pigments de sécurité
        • Pigments SpectraFlair
    • Tous les produits
      • Tous les produits
      • Tous les produits
      • Produits par famille
      • Produits obsolètes
    • Services
      • Services
      • Contrats d’assistance et de maintenance
      • Produits remis à neuf
      • Réparation et étalonnage
      • Maintenance système et contrats
      • Formation
      • VIAVI Automated Lab-as-a-Service for Open RAN (VALOR)
      • Commander des services
      • Réseaux mobiles
        • Réseaux mobiles
        • Solutions 5G
        • 5G Security
        • Synchronisation temps et phase
        • 6G Forward
        • AIOps
        • Automated Lab-as-a-Service for Open RAN
        • Installation des antennes-relais
        • Tests basés sur le cloud
        • Chasse aux interférences
        • MU-MIMO Test
        • Network Digital Twin
        • Réseaux non terrestres (NTN)
        • Open RAN (O-RAN)
        • Réseaux privés 5G
        • RAN Intelligence Solutions
      • Liaisons filaires
        • Liaisons filaires
        • AIOps
        • DWDM
        • Test d’activation de service Ethernet
        • Fiber Construction
        • Surveillance des fibres
        • Fiber Network Solutions
        • Détection par fibre optique
        • FTTx
        • HFC Network Test
        • Tests des connecteurs MPO
        • Solutions PON
        • Rural Broadband
        • Automatisation des procédures de test (Test Process Automation, ou TPA)
        • Opérations des réseaux de transport
        • Hyperscale
        • Interconnexion de datacenter à datacenter
        • Tests des connecteurs MPO
        • Certification de la fibre optique de niveau 1 (de base)
        • Certification de la fibre optique de niveau 2 (étendue)
    • Équipementiers réseau
      • Équipementiers réseau
        • 5G Security
        • 5G Network Equipment Manufacturers
        • 6G Forward
        • Capacités d'analyse
        • Tests basés sur le cloud
        • Non-Terrestrial Networks
        • Open RAN Security Test
        • O-RU Commercialization
        • Réseaux privés 5G
        • Coherent Optics Testing
        • Déploiement sur le terrain
        • Production évolutive
        • Introduction de technologies et de services
        • Test et développement
      • AIOps
      • Fiber Sensing
      • Open RAN (O-RAN)
      • Réseaux privés 5G
      • Public Safety
      • Solutions pour responsables des opérations
      • Automatisation des procédures de test (Test Process Automation, ou TPA)
      • Solutions de sécurité réseau
        • Open RAN Security Test
        • Solutions de gestion de VPN
        • Solutions de sécurité réseau
        • Fiber Sensing
    • Gouvernement et défense
      • Gouvernement et défense
        • Electromagnetic Warfare
        • Revêtements et filtres optiques
        • Military Aviation Testing
        • Payload & Device Optical Elements
        • Radar
        • Research, Development and Manufacturing
        • Secure and Reliable Communications
        • Spectrum Monitoring and Signal Analysis
        • Revêtements et filtres optiques
        • Réseaux privés 5G
        • Public Safety
        • Secure and Reliable Communications
        • Aviation générale
    • Entreprises et datacenter
      • Entreprises et datacenter
        • Cloud Monitoring
        • Surveillance de l’expérience de l’utilisateur final
        • Suivi des performances réseau
        • Réseaux privés 5G
        • Unified Communications
        • Solutions de sécurité réseau
        • Cloud Workflow Management
        • Interconnexion de datacenter à datacenter
        • Test d’activation de service Ethernet
        • Tests et certification de la fibre optique et du cuivre
        • Tests des connecteurs MPO
        • Certification de la fibre optique de niveau 1 (de base)
        • Certification de la fibre optique de niveau 2 (étendue)
        • Tests de performances WAN
        • Fiber Monitoring
        • Fiber Sensing
        • Electric Power Operators
        • Fiber Monitoring
        • Fiber Sensing
        • Fiber Monitoring
        • Fiber Sensing
    • Sous-traitant
      • Sous-traitant
      • Installation et mise en service des antennes-relais
      • Data Center Contractor Solutions
      • Tests et certification de la fibre optique et du cuivre
      • Installation de services de réseau résidentiel haut débit
      • Solutions pour techniciens terrain
      • Solutions pour installateurs
      • Solutions pour responsables des opérations
      • Automatisation des procédures de test (Test Process Automation, ou TPA)
    • Optique et pigments personnalisés
      • Optique et pigments personnalisés
      • Détection 3D
      • Lutte contre la contrefaçon
      • Automobile
      • Biomedical Applications
      • Électronique grand public
      • Solutions personnalisées pour couleurs
      • Gouvernement/aérospatiale
      • Industrie
      • Spectroscopie NIR
      • Détection en longueur d’onde
  • Comment acheter
    • Obtenir un devis
    • Demander une démo
    • Suivi de commandes
    • Nous contacter
    • Location d’équipement
    • Options de financement
    • Comment commander
    • Comment commander des services
    • Nos distributeurs
    • Produits remis à neuf
  • Ressources
    • Centre d’apprentissage
      • Centre d’apprentissage
      • What are Cloud Solutions?
      • What is 5G Energy Consumption?
      • Tests de la 5G
      • What is a Hyperscale Data Center? (fr)
      • Qu’est-ce que l’interconnexion de datacenter à datacenter ?
      • Qu’est-ce que l’inspection des connecteurs optiques ?
      • What is Fiber Optic Sensing?
      • Tests de la fibre optique
      • What is OTDR Testing?
      • Qu’est-ce qu’un réseau optique passif (Passive Optical Network, PON) ?
      • Qu’est-ce que le XGS-PON ?
      • What is RF Interference?
      • View All Topics
    • Nos documents
    • Blog Posts
    • Subscription Center
    • Nos vidéos
    • Webinars
    • Support client
      • Support client
      • Portail client
      • Service client
      • Portail de support technique
      • Autorisation de retour de matériel (RMA)
      • Tutoriels vidéo
      • Base de connaissances
      • Guide de prise en main
      • Téléchargement de logiciels
      • Conditions générales des garanties
    • À propos de nous
      • À propos de nous
      • Distinctions
      • Environment, Social, and Governance (ESG)
      • Equipe de direction
      • Sites
      • Together with VIAVI
    • Carrières
      • Carrières
      • Career Paths
      • Consulter les offres et postuler
      • Early-Career Program
      • Life at VIAVI
      • Avantages et primes
      • Events
      • A la Une
      • Communiqués de presse
      • Blog Posts
      • Subscription Center
    • Partenaires
      • Partenaires
      • Nos distributeurs
      • Partner Portal Login
      • Compliance
      • Data Privacy and Data Security
      • Patents
      • Product Environmental Compliance
      • Politique de confidentialité
      • Terms and Conditions
      • Terms of Use
    • Nous contacter
Search icon
  1. Accueil
  2. Ressources
  3. Centre d’apprentissage

What is PAM4?

Learn all about the modulation technique that can be used to transmit data at high speeds.

  • PAM4
  • PAM4 Speeds
  • PAM4 Modulation
  • Signaling Fundamentals
  • PCIe Gen6 with PAM4
  • View Products
  • Contact an Expert

Pulse Amplitude Modulation 4-level (PAM4) supports high-speed data transmission by utilizing four amplitude levels, each containing two bits, to double the bandwidth of binary modulation methods at the same baud rate. With the symbol rate doubled by transmitting two bits instead of one, an equivalent amount of data can be transferred while operating at half the previous line rate.  

The speed and spectral efficiency of PAM4 have mandated it in 802.3 .bs 400G Ethernet for both optical and electrical interfaces. Since being incorporated into the IEEE 802.3 Ethernet standard, PAM4 has also been used in other high-speed network elements including PCIe. Nearly all SERDES development today is focused on PAM4. 

PAM4 Signaling Technology
  • PAM4 Pluggable Optical Modules or Transceivers: 
    Pluggable optical modules for 400Gb and 800Gb Ethernet such as QSFP-DD use PAM4 signaling on both the host electrical interface and the client optical interface. The SERDES on the host ASIC must support 100s of PAM-4 SERDES pairs which present significant signal integrity challenges. The pluggable optical module must convert these high-speed PAM4 signals to and from the optical domain to be sent over fibers. The typical reach of PAM4-encoded optical signals can be up to 10 km. Both the optical and electrical links use forward error correcting codes (FEC) to protect the link from errors, the FEC logic is carefully designed and is mandated in standards such as IEEE 802.3. 
  • PAM4 SERDES: 
    SerDes technology is the basic building block used in ICs to carry high-speed data. The SERDES links serialize or deserialize data transfers between circuit board elements to optimize transmission efficiency. Parallel data streams are converted to a serial format to reduce the number of I/O interconnects. The SERDES block contains circuity to pre-distort the TX signal (pre-emphasis) as well as correct transmission effects at the receiver (equalization). Modern DSP-based SERDES used at 50G and 100G can mitigate the losses found in longer PCB traces and cables. In many cases, the user may have control over the settings to optimize the signal to minimize the bit error rate (BER).  They can be very sensitive to signal impairments such as frequency and skew variation. 

PAM4 vs NRZ 

PAM4 is often compared to the more basic non-return-to zero (NRZ) modulation that preceded it. Both methods are currently in use, with some applications favoring the simplicity of NRZ over the speed of PAM4. Reviewing PAM4 vs NRZ signaling basic theory in more detail reveals the benefits and drawbacks of each method: 

  • NRZ modulation uses just two signal levels (1 or 0) to represent the digital information, with a negative voltage equating to 0 and a positive voltage representing a 1. PAM4 utilizes four discrete signal levels (0, 1, 2, 3) with each representing 2 bits of information.  Since we have two bits of information sent in the same time as one bit using NRZ, PAM4 can use a reduced bandwidth channel.  
  • Signal to Noise Ratio (SNR) is poorer for PAM4 since the levels are more tightly spaced. This can impact the error rate on a link. The forward-error correction (FEC) technology that is often used to minimize PAM4 bit error rate (BER) is not required for all NRZ applications. 

 

Data traffic expansion and the demand for higher bandwidth have been unrelenting. Widespread use of cloud services, 5G wireless, and the internet of things (IoT) only accelerate these trends. 

  • 400G and 800G Ethernet protocols have been the primary drivers of PAM4 adoption, as Ethernet speeds have outpaced the ability of conventional NRZ modulation schemes to keep up. 
  • PAM4 enabled the jump from 100G to 400G Ethernet by allowing for a higher data rate per lane. For example, a single 100G PAM4 transceiver can be utilized to transmit 100G over a single Ethernet lane. Early generations of 100G Ethernet required 4 electrical and optical lanes 
  • The current performance levels of 400G and 800G PAM4-based optics will address even the highest level of data center speed and bandwidth requirements into the foreseeable future. 
  • Work is underway today with 200G PAM4 SERDES ready for the needs of 1.6Tb class Ethernet. 

A fiber optic link must convert electrical energy into an optical signal, transmit the optical signal over the fiber link, then convert the optical signal back into an electrical signal. Modulation is the method chosen to encode and decode information during these signal conversions.   

PAM4 Modulation utilizes four different signal levels during data transmission, with each symbol representing two bits of information. At each of the four levels, the data bits are logically presented in combinations of 00, 01, 10, or 11. Gray coding is often used to manage the swing between transitions to help reduce bandwidth issues. 

Power Consumption for PAM4 modulation is relatively high, due to the equalization and pre-compensation used at both ends of the line to minimize BER. This high energy utilization can also lead to power & cooling concerns, especially for 800Gb pluggable optics.   

PAM4 signaling is relatively simple in principle yet challenging in execution. Developing new PAM4 testing methods, optical modules, and transceivers requires a firm grasp of important PAM4 fundamentals.  

  • Signal analysis: PAM4 signals are highly susceptible to noise, distortion, and dispersion. Many of the noise and jitter analysis methods developed for NRZ are still applicable, but the three-eye diagrams used to assess PAM4 signal integrity are more complex due to the interrelationships between the eyes.   
  • Equalization: Mitigating PAM4 signal impairment through equalization is another important facet of PAM4 technology. The methods currently in use include pre-distortion to counteract known distortion factors, and adaptive equalization to continually adjust the signal output based on received signal quality feedback. 
  • Physical specifications: PAM4 specifications define the form factor, voltage, wavelength, embedded clock type, and lane configuration of the module. The physical length of electrical lanes is also referred to as the reach. High PAM4 speeds can be achieved by combining multiple lanes operating at lower rates. 

What is PAM4 Ethernet? 

Four decades after the first IEEE standard was approved, Ethernet remains a dominant LAN and WAN technology, and one that continues to evolve. Key milestones in this progression have been linked to speed and bandwidth improvements, and PAM4 modulation has been a core part of recent standards.  

The IEEE 802.3bs standard describes how eight lanes of 50 Gbps traffic with PAM4 encoding can deliver 400G Ethernet service. The adoption of this standard allowed hyperscale data centers to transition from 100G to 400G PAM4 Ethernet. 56G PAM4 SerDes configurations including various trace and cable lengths are described by the OIF-CEI-56G-PAM4 specifications. 

Like the five generations that preceded it, the 6th generation of the high-speed serial expansion bus standard known as PCI Express (PCIe) doubled the speed of PCIe 5.0 while remaining fully backwards compatible. To maintain this speed doubling convention, PCIe 6.0 has incorporated PAM4 signaling.      

  • PAM4 Advantages: The release of the PCIe 6.0 specification in 2022 helped to address the bandwidth requirements of high-speed applications like hyperscale data centers, AI, and the IoT. The incorporation of PAM4 makes PCIe data rates of 64 GT/sec possible while reducing the channel loss and crosstalk. 
  • PAM4 Efficiency: To compensate for increased link sensitivity with PAM4, forward error correction was added to the Gen6 standard. The potential loss of efficiency from FEC was offset by the reduced overhead from fixed packet sizes. 
  • Interoperability: Although PCIe 6.0 uses PAM4 signaling instead of the NRZ signaling used in previous PCIe generations, it is completely backwards compatible. 

PAM4 Testing 

The four-level modulation of PAM4 unlocks additional speed and bandwidth, but also leads to additional complexity and challenges for PAM4 testing. 

  • Error classification: Even under optimal conditions, PAM4 modulation induces some level of errors, so simple error counting test methods no longer suffice. Instead, the test method must identify whether the errors were produced during a symbol transition, isolated to a specific burst, or induced by external interference. Errors need to be carefully fingerprinted and characterized. In many cases live traffic is required to get true ‘FEC’ performance. 
  • PAM4 SerDes Testing: SerDes testing must also distinguish issues related to the high-speed link from those that originated elsewhere in the circuit.  
  • PAM4 Module Testing: Test platforms for PAM4 transceiver modules must be capable of delivering the requisite SERDES speed, power, and cooling needed to verify high-speed signaling and FEC performance. The VIAVI ONT-800 builds on the success of past generations of multi-protocol, multi-port test platforms for R&D and production to provide a deeper level of insight during PAM4 and SerDes testing.  

 

Ready to take the next step with PAM4 testing from VIAVI?

  • See Products
  • Get in Touch

Related Links

  • ONT-800
  • PCIe Test Equipment
Société
  • À propos de nous
  • Carrières
  • Relations avec les investisseurs
  • Communiqués de presse
  • Partenaires
  • Responsabilité sociale
Domaines D’expertise
  • Assurance service
  • Avionique
  • Détection 3D
  • Fibre
  • Tests de la 5G
Support
  • Service clientèle
  • Assistance technique
  • Portail de support
  • Réparation et calibrage
  • Téléchargement de logiciels
Comment acheter
  • Demander un devis
  • Contacter un expert
  • Localiser un partenaire
  • État des commandes
viavi logo
  • Facebook
  • Instagram
  • LinkedIn
  • Twitter
  • YouTube
Subscription Center

© 2025 VIAVI Solutions Inc.

  • Préférences de cookies
  • Nous contacter
  • Plan du site
  • Mentions légales
  • Politique de confidentialité
  • Assistance technique
  • Demande RMA
  • Obtenir un devis
  • Nos distributeurs
  • Portail client
  • Nous contacter