【導讀】在本文的第1部分中，我們看到當傳輸速率超過約30Gbaud時，特別是對眾所周知的對噪聲敏感的PAM4(4電平脈沖幅度調(diào)制)信號來說，S參數(shù)掩模要求(圖1)無法保證“serdes、信道、serdes”之間能夠?qū)崿F(xiàn)互操作。
在本文的第1部分中，我們看到當傳輸速率超過約30Gbaud時，特別是對眾所周知的對噪聲敏感的PAM4(4電平脈沖幅度調(diào)制)信號來說，S參數(shù)掩模要求(圖1)無法保證“serdes、信道、serdes”之間能夠?qū)崿F(xiàn)互操作。有很多案例都表明，即使某個信道達不到模板要求，但在有均衡的系統(tǒng)中卻能很好工作。特別是，判決反饋均衡(DFE)可以對其所持續(xù)單位時間間隔(UI)數(shù)目內(nèi)所發(fā)生反射的影響進行均衡。也就是說，如果DFE有Nb個抽頭，那么它可以均衡Nb個UI期間的反射。
圖1：用于典型PAM4 28Gbaud應(yīng)用的(a)Sdd22或RL(f)，和(b)Sdd21或IL(f)掩模。圖片由Ransom的筆記提供。
最終性能問題必須要根據(jù)誤差率來定義，對于PAM4系統(tǒng)，誤差率即誤碼率(SER)。Samtec公司的杰出工程師Rich Mellitz提出了有效回波損耗(ERL)的概念，它將回波損耗與均衡結(jié)合到了一個可追溯到SER的品質(zhì)因數(shù)中。
與信道工作裕量(COM)一樣，ERL是在對發(fā)送信號質(zhì)量做了特定假設(shè)的情況下從信道的脈沖響應(yīng)所導出。有了ERL，現(xiàn)在就可以考慮脈沖響應(yīng)的反射。
可以想象脈沖是一長串NRZ 0(或PAM4 S0)，然后是一個1(或PAM4 S3)，然后又是另一長串0(或PAM4 S0)。脈沖響應(yīng)是信道傳輸脈沖所獲得的波形。反射脈沖響應(yīng)包括由所發(fā)脈沖引起的所有反射的組合。它可以使用入射脈沖(PTDR)而不是通常的階躍電壓，從TDR(時域反射計)計算得出。其結(jié)果就是反射波形PTDR(t)。PTDR(t)也可以從信道的S參數(shù)計算得出。
REFF(t)，即“有效反射波形”，可通過施加時間選通乘以加權(quán)函數(shù)，從PTDR(t)計算得出(圖2)。時間選通功能很簡單：在信號傳輸之前為零，之后為一。加權(quán)函數(shù)有兩個：一個用于消除DFE的Nb個UI范圍內(nèi)的反射，另一個用于解釋插入損耗如何抑制反射。兩個加權(quán)函數(shù)僅在Nb個UI期間發(fā)生作用。
圖2：頂部是PTDR(t)；中間是REFF(t)；底部是時間選通和加權(quán)函數(shù)。圖片由Samtec公司提供。
在N個UI期間對REFF(t)進行每個UI M次采樣，可得到總計有NM個樣本的REFF(n，m)。
為了計算反射對SER的影響，可以對REFF(n，m)與偽隨機四進制序列(PRQS)，即PAM4版本的PRBS波形進行卷積。其結(jié)果對由反射引起的垂直閉眼給出了概率密度函數(shù)(PDF)。ERL計算中所用每個UI中的M個樣本取的是最壞情況。
與計算COM的方式相類似，ERL由信號幅度與由反射引起的閉眼量（相對于所規(guī)定的SER而定義）之比所給出。所規(guī)定的SER稱為檢測器誤差率(DER0)。通常DER0=1E-6(圖3)。
圖3：相對于某個SER所定義的信號幅度和眼圖閉合之描畫。圖片由羅德與施瓦茨公司提供。
諸如ERL＞3dB的要求相對于S參數(shù)掩模要求的優(yōu)點是ERL包含均衡效果，而S參數(shù)掩模則沒有。(但愿)ERL為信道——包括發(fā)送器和接收器封裝，以及信號通路上的任何潛在阻抗不匹配（更能夠反映均衡系統(tǒng)的信道性能）——提供了一個品質(zhì)因數(shù)。
重要的是要注意，因為ERL是一個類似信噪比的參數(shù)，所以ERL的值越大，反射量就越小！
