SIGLENT （シグレント）SDS7000A シリーズ デジタル・オシロスコープ

SERDES（サーデス）とPAM4（パムフォー）は、どちらも高速データ通信を効率的かつ確実に行うための技術です。

SERDES (Serializer/Deserializer)

SERDESは、「Serializer/Deserializer（シリアライザ/デシリアライザ）」の略で、**パラレル信号（並列データ）とシリアル信号（直列データ）**を相互に変換する電子回路または技術です。

役割と特徴

1. シリアライザ（Serializer）： 複数の信号線で送られてきたパラレルデータを、高速な1本の信号線で伝送するためのシリアルデータに変換します（パラシリ変換）。

2. デシリアライザ（Deserializer）： 受信側で、シリアルデータを元のパラレルデータに戻します（シリパラ変換）。

3. メリット：

   • 配線の簡素化と小型化： 複数の配線が不要になるため、基板やケーブルのサイズを小さくし、取り回しを容易にします。

   • 高速・長距離伝送： 高速なシリアル通信はパラレル通信に比べて信号間のタイミングずれ（スキュー）の影響を受けにくく、高速化と長距離伝送に適しています。

   • EMI（電磁干渉）の低減： 配線数が減ることで、ノイズの発生を抑制し、システムの信頼性向上に寄与します。

SERDESは、コンピュータ内部の基板間通信や、データセンター、車載ネットワーク、光通信システムなど、非常に幅広い分野で高速インターフェースとして利用されています。

PAM4 (4-level Pulse Amplitude Modulation)

PAM4は、「4-level Pulse Amplitude Modulation（4値パルス振幅変調）」の略で、デジタル通信における**変調方式（シグナリング方式）**の一つです。

役割と特徴

1. 4つの振幅レベル： 従来のデジタル信号の主流であったNRZ（Non-Return-to-Zero、2値）方式が「High（1）」「Low（0）」の2つの電圧レベルで1ビットの情報を伝送するのに対し、PAM4は4つの異なる電圧振幅レベル（例：00, 01, 10, 11）を用いてデータを表現します。

2. データレートの倍増： 1つの信号周期（シンボル）でNRZの2倍となる2ビットの情報を伝送できます。

3. メリット：

   • 帯域幅効率の向上： 信号の周波数（シンボルレート）を変えずにデータ伝送速度を実質的に2倍にできるため、特に400GbE（ギガビットイーサネット）などの超高速通信で、伝送路の帯域幅の限界を克服するために採用されています。

ただし、PAM4は信号レベルが細かくなる分、NRZに比べてノイズ（雑音）の影響を受けやすく、信号の品質を確保するためのより高度な設計や、**FEC（前方誤り訂正）**などの技術が必要となります。

SERDESとPAM4の関係性

超高速データ伝送の分野では、SERDESとPAM4はしばしば組み合わせて使われます。

• SERDESは、パラレル/シリアル変換という物理的なデータ伝送の仕組みを提供します。

• PAM4は、そのSERDESが使用する**信号の表現方法（変調方式）**を提供します。

特にデータセンターなどで求められる100Gbpsを超えるような高速通信では、SERDES回路がPAM4変調を採用することで、少ない信号線と比較的低い周波数で必要なデータレートを実現し、高速・大容量の伝送を可能にしています。