1.1 研究目的及意义

随着信息时代的到来与发展，大数据，云计算，互联网等技术不断发展与更新，我们完全身处于一个全新的信息化，数字化的世界，在这个数字化世界中，所有人都被连接到一起，这当然伴随着大量数据的发送，传输与接收，随着互联用户的增多，信息数据量成指数型增长，如何实现这些数据的快速与方便的传输成为了人们日益关注的话题。

随着数字信号处理技术与计算机技术的发展，数据的传输速度变的越来越快，这就要求传输信道的带宽也相应的增大。一般来说，提升带宽的思路主要有：

1.增大信号传输速率；

2.增加数据传输链路的数量；

3.增加信息传输速率（即在相同时间内增加信息量）；

PAM4技术就是在以第三种思路的基础上产生的一种关键技术。

对于数据中心应用来说，减少器件的应用，就可以显而易见的降低成本。采用更高阶调制格式最初的目标，就是讲更复杂的部分放在电路端去解决而减少对光学器件性能的要求。采用高阶调制格式，就是一个有效的方式来降低光学器件的采用数量、降低对光学器件性能的要求以及在不同应用场合的性能，成本，功耗以及密度之间达到一个平衡。

在高速光通信系统中现在还一直以传统的NRZ调制方式的光纤通信为主（因为其结构简单，实现起来比较容易），但是伴随着传输速率的不断提高，当传输速率由28Gbit/s向更高的速率发展的过程中，背板等电信号传输会对高频信号产生十分恶劣的损耗，所以采用一种比NRZ调制更高阶的调制方式，在相同时间内传输更多的信息，因此光信号的PAM4调制方式孕育而生，在数据速率上升到 200G 或 400G 时，PAM4 技术变得尤为重要。

PAM4调制技术相较于NRZ调制技术来说，PAM4调制在相同的波特率下的信息传输速率是NRZ码型的2倍，传输了更多的信息，并且具有更高的效率。大大提升高速互联的网络容量并降低每比特传输成本，满足了不断增加的网络带宽需求。PAM4成为下一代数据中心做高速信号互连的一种热门信号传输技术，可以广泛应用于200G/400G接口的电信号或光信号传输。