小明很聪明，学习成绩也很好。而小白比较贪玩，成绩很差。
班主任王老师每天都会安排考试，小明总是拿满分，而小白总是拿零分。
于是，小白就问小明：
为了帮助好基友，小明经由苦思冥想，终于计上心头——
王老师的考试卷，只考判断题，答案要么是1（对），要么是0（错）。
以是，他就和小白约定：考试的时候，自己会吹泡泡，吹大泡泡代表1（对），吹小泡泡代表0（错）。
果真，采取这个方法之后，小明每次考试都能准确将答案通报给小白，大大提升了小白的考试成绩。
得意的小白
然而，没过多久，课程进入了新的阶段，难度大幅提升。王老师决定，将试卷里面的判断题全部改成单选题，一共A/B/C/D四个选项。
这下小白慌了，四个选项，该怎么办？
于是，小明和小白又有了新的对话：
小明见告小白，根本没有必要吹出字母形状的泡泡，那样也随意马虎被老师创造。
“我经由多年练习，现在可以精准掌握吹出泡泡的大小”，小明说，“当我吹出大号的泡泡，便是A；中号的泡泡，便是B；小号的泡泡，便是C；超小号的泡泡，便是D。”
果真，在新方法的帮助下，小明依然可以将答案准确地通报给小白，连续帮助小白得到好成绩。
后来，小明考上了北京大学，小白进入了百货公司，他们都有光明的出息。。。
好啦，上面这个故事，大家都看明白了没？
首先，郑重声明一下：作弊是不对的。在任何情形下，都不应该作弊。请小盆友们切勿模拟。
然后，我们再来剖析一下故事里面的作弊技巧问题。
小明和小白的两种作弊方法，实在从实质上来说，便是现在光通信领域非常主要的两项基本技能，那便是——NRZ和PAM4。
NRZ，便是Non-Return-to-Zero的缩写，字面意思叫做“不归零”，也便是不归零编码。
采取NRZ编码的旗子暗记，便是利用高、低两种旗子暗记电平来表示传输信息的数字逻辑旗子暗记。
NRZ有单极性不归零码和双极性不归零码。
单极性不归零码，“1”和“0”分别对应正电平和零电平，或负电平和零电平。
单极性不归零码
双极性不归零码，“1”和“0”分别对应正电平和等效负电平。
双极性不归零码
所谓“不归零”，不是说没有“0”，而是说每传输完一位数据，旗子暗记无需返回到零电平。（显然，比较RZ，NRZ节约了带宽。）
在光模块调制里面，我们是用激光器的功率来掌握0和1的。
大略来说，便是发光，实际发射光功率大于某门限值，便是1。小于某门限值，便是0。
传输011011便是这样：
NRZ调制
接下来看看小明和小白的第二种作弊方法，也便是PAM4。
随着带宽需求的不断增加，我们须要想尽办法增加单位韶光内传输的逻辑信息。
PAM4，便是4-Level Pulse Amplitude Modulation，中文名叫做四电平脉冲幅度调制。它是一种调制技能，采取4个不同的旗子暗记电平来进行旗子暗记传输。
还是传输011011，就变成这样：
PAM4调制
这样一来，单个符号周期表示的逻辑信息，从NRZ的1bit，变成了2bit，翻了一倍。
NRZ VS PAM4 （右边是眼图）
那么问题来了，这么爽的技能，为啥之前不用？如果4电平能够翻一倍，为啥我们不搞个8电平、16电平、32电平？速率随便翻倍，岂不爽歪歪？
紧张缘故原由，还是在于激光器的技能工艺（小明的嘴上功夫）。实现PAM4，须要激光器能够做到对功率的精确掌握。
4个电平，4种大小的泡泡，小明要掌握得住，不能吹错。小白也要看得清，不能看错。
万一吹个忽大忽小的，到底是B？还是C呢？
如果掌握不好，就会造成很高的误码率，只能重新吹，影响旗子暗记传输效率。
PAM4对噪声更加敏感。如果噪声太大，显然也会导致PAM4调制无法正常事情。
光纤通信的传输，吹泡泡的速率可是非常快的。
我们以单路25G波特率为例。所谓波特率（Baud Rate），便是一秒钟可以发送多少个完全脉冲。
例如25G EML芯片，约一秒钟发送25×109个脉冲（每秒250亿个泡泡）。采取NRZ的话，那便是速率（比特率，bit rate）是25Gbps。采取PAM4调制技能的话，翻个倍，变成50Gbps。以是，1个25G EML芯片采取PAM4调制之后，就可以做成了单通道50G的PAM4光模块。
现在很多大容量的光模块，都是这么double（翻倍）出来的。
我们再举一个基于PAM4调制的400G DML光收发模块的例子。
发送单元旗子暗记时，16路25G NRZ电旗子暗记从电接口单元输入，经由DSP处理器对电旗子暗记进行预处理、PAM4调制后，输出8路25G PAM4的电旗子暗记，加载到驱动器芯片上，通过8路的激光器将高速电旗子暗记转换8路50Gbps的高速光旗子暗记，通过波分复用器合波后，合成1路400G的高速光旗子暗记输出。
吸收单元旗子暗记时，将吸收的1路400G的高速光旗子暗记通过光接口单元输入，经由解复用器转换成8路50Gbps的高速光旗子暗记，通过光吸收机吸收输入光旗子暗记，并将所吸收的光旗子暗记转换成为电旗子暗记后，经由DSP处理芯片对电旗子暗记进行时钟规复、放大、均衡、PAM4解调后，转换成16路25G NRZ的电旗子暗记。
好啦，以上便是NRZ和PAM4的大略科普。大家都看懂了吗？
