NRZ와 PAM의 차이

What’s the Difference Between NRZ and PAM? // NRZ와 PAM의 차이

400Gb/s 이더넷에 도달하기 위한 촉매가 될 수 있는 PAM-4는 FibreChannel과 같은 고속 직렬 인터페이스에서도 자리를 잡을 가능성이 높습니다. 펄스 진폭 변조(PAM)는 직렬 채널에서 동일한 시간 내에 더 많은 비트를 압축하는 방법입니다.

 

직렬 통신에서 일반적으로 사용되는 메커니즘은 NRZ입니다. NRZ는 전송되는 값을 추적하므로 모든 비트가 동일한 값인 유휴 상태는 유휴 시간 동안 신호를 동일한 수준으로 유지합니다(그림 1). NRZ는 각 비트에 대해 0 레벨로 전환되는 RZ와 다릅니다. RZ는 셀프 클로킹이지만 더 많은 대역폭이 필요합니다.

 

NRZ에서는 '0'은 Low 신호, '1'은 High 신호

NRZ의 대안은 NRZ Inverted(NRZI)로, 1비트는 한 레벨에서 다른 레벨로의 전환으로 표시됩니다. 1 값을 사용하는 아이들 상태는 각 비트의 신호 순환으로 나타납니다.

 

NRZ와 NRZI는 본질적으로 셀프 클로킹이 아니지만 이 문제를 해결할 수 있는 방법이 있습니다. 하나는 비트 스터핑을 사용하여 일정 수의 비트 후에 전환을 강제하는 것입니다. 또 다른 방법은 수신기에서 정확한 클록을 유지하기에 충분한 전환이 있는 특정 패턴만 허용하는 것입니다. 맨체스터 인코딩은 후자의 한 예입니다. 예를 들어 이더넷은 10비트 코드를 사용하여 8비트의 데이터를 인코딩하는 8B/10B 맨체스터 코드를 사용합니다. 10비트 코드는 데이터에서 클록 복구에 필요한 데이터 특성을 제공하도록 선택됩니다.

PAM-4에서 2비트의 데이터 인코딩 사용

 

동일한 시간 프레임에 더 많은 데이터를 인코딩하는 것은 다른 신호 레벨을 사용하여 수행할 수 있습니다. 이러한 다중 레벨 신호(MLS) 또는 펄스 진폭 변조(PAM)는 여러 개의 고유한 레벨을 가질 수 있습니다. 실제로 NRZ는 2레벨 MLS 또는 PAM-2 시스템입니다. PAM-4(그림 2)는 2비트의 데이터를 인코딩하는 4개의 고유한 레벨을 가지고 있어 본질적으로 연결의 대역폭을 두 배로 늘립니다.

 

두 개 이상의 레벨을 생성하거나 디코딩하는 것은 일반적으로 더 어렵고, 종종 더 좋거나 더 복잡한 하드웨어가 필요합니다. 마찬가지로 고속 신호의 경우 무작위 및 유도 노이즈가 중요한 요소가 됩니다. 케이블 비용이 상승하면 이 접근 방식이 효과를 보기 시작합니다. 28GHz에서 실행되는 8개의 PAM-4 연결을 사용할 가능성이 높은 400기가비트 이더넷의 경우 어쨌든 그게 희망입니다.

 

<<출처>>

Texas Instrument에서 다운로드 받은 Electronic Design Library 중

"What's the differences: Serial Communications" 내용 번역 정리 업로드 자료임