為了解決網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)中心內呈指數(shù)級增長的數(shù)據(jù)流量,，高階調制（HOM）方案正被引入光網(wǎng)絡，該方案能夠提高頻譜效率（即在同一符號中增加更多的比特）來處理大量的數(shù)據(jù)業(yè)務,。在許多HOM方案中,，PAM4（4電平脈沖幅度調制）是目前10km以下鏈路的主要HOM候選方案，已被許多標準機構采用,，如OIF CEI-56G-PAM4和IEEE P802.3bs,。

雖然PAM4提供了更好的頻譜效率，但由于PAM4有四個信號電平以及這些信號電平之間的相關躍遷,，其失真和噪聲影響更嚴重,，鏈路性能比傳統(tǒng)的NRZ（Non-Return to Zero，簡稱PAM2）調制方案更敏感,。這種挑戰(zhàn)的一個例子是ISI（符號間干擾）,。ISI是信號中一個比特的能量泄漏到相鄰比特的現(xiàn)象。在光學上,，這意味著一些光子從一個位元擴散到鄰近的位元,。在NRZ和PAM4中都存在ISI現(xiàn)象。然而,，在相同ISI的情況下,，PAM4的眼圖比NRZ的眼圖的閉合速度快得多。為了在穿越鏈路后實現(xiàn)類似的“睜開”眼睛,，估計PAM4中的ISI應控制為NRZ的三分之一,。

具有DSP（數(shù)字信號處理）功能的現(xiàn)代多用途CMOS（互補金屬氧化物半導體）PAM4芯片將輸入MSB和LSB（最高和最低有效位）比特流映射到PAM4符號中。PAM4 DSP芯片還通過在TX（發(fā)送器）側提供預加重數(shù)字濾波器來與ISI對抗,。典型的3抽頭（預,、主、后）數(shù)字FIR（有限脈沖響應）濾波器如下圖所示,。它通過控制每一比特的部分能量延遲,，有效地產(chǎn)生一個較低的時域ISI，實現(xiàn)鏈路后清晰的“睜眼”,。

雖然可以很容易地理解時域解決方案以減少信號脈沖的擴展,，但實際上這需要在鏈路中使用更高的帶寬分量。下圖說明了這種需求從時域到頻域的映射。曲線A表示時域中比曲線B更快的脈沖響應,，以獲得較低的ISI,。借助于傅里葉變換，在頻域中,，相同的脈沖響應轉化為更寬的帶寬要求,。

對于這些光鏈路，兩種類型的激光器通常用于2公里到40公里之間的鏈路距離,。一種稱為直接調制激光器（DML）,，另一種稱為EML（激光源加電吸收調制器）。在DML中,，光信號的振幅直接由外加電流調制,。當電流變化時，振幅變化并趨于穩(wěn)定狀態(tài),。當DML趨于穩(wěn)定時,，我們稱之為弛豫頻率。弛豫頻率限制了DML的調制頻率,，即帶寬,。這就是為什么DML經(jīng)常面臨帶寬需求的挑戰(zhàn)。而EML具有穩(wěn)定的激光源,，可提供恒定的振幅,，并且調制是由緊挨著激光器的電吸收部分完成的。電吸收調制頻率不受激光源的弛豫頻率限制,，并且可以非常高,，只要可以相應地設計調制器的電容即可。因此,，對于ISI的帶寬要求,，EML是比較適用于PAM4調制的。