Análisis de modulaciones en pasabanda para comunicaciones eléctricas alambradas de alta velocidad

Abstract

En el presente documento se realiza un análisis de enlaces seriales eléctricos de alta velocidad con esquemas de señalización en banda base y pasa bandas. Entre estos se utilizan esquemas como NRZ, PAM, QPSK, QAM. El documento se enfoca en modelar un canal eléctrico de PCIe Gen6 a nivel comportamental, donde el se tiene la interferencia entre símbolos como principal componente de degradación del canal. Se exploran las soluciones tradicionales de esquemas de señalización como NRZ y cómo la industria de enlaces de comunicaciones eléctricas alambradas han trabajo en aumentar la tasa de transferencia de datos utilizando diferentes esquemas de señalización. Luego se presenta un análisis matemático que permitió desarrollar un entorno de simulación en “Matlab” y que se comparó con herramientas tradicionales de simuladores de enlace completo. Finalmente se definieron también métricas que permiten comparar entre las diferentes soluciones de esquemas de señalización y las ventajas que presentan unas sobre otras; con el fin de determinar la mejor solución para PCIe Gen6. Los resultados de este trabajo muestran que en principio es factible utilizar acercamientos pasa banda para alcanzar las tasas de enlaces modernos, sin embargo, se debe estudiar más a profundidad aspectos de implementación de las diversas interfaces.

In this document an analysis of high-speed serial links is done with baseband and passband signaling schemes. Among these, such as NRZ, PAM, QPSK and QAM are used. This document focuses on modeling a PCIe Gen6 electrical channel at behavioral level, where the inter symbol interference is the main contributor to channel degradation. It’s explored traditional solutions of signaling schemes such as NRZ and how the high-speed serial link industry has worked to increase the data transfer rate using different signaling schemes. Then, a mathematical analysis allowed to develop a simulation framework in “Matlab” and it was compared with traditional serial link simulators. Finally, the metrics to compare the advantages and disadvantages between different signaling schemes solutions were defined; with the final goal to determine the best solution for PCIe Gen6. The results from this work show that it’s to use passband approaches to achieve data transfer rates for modern links: nevertheless, this study needs to be deepened with aspects such as integrated circuit implementations and different high-speed communication protocols.