Pulsamplitudenmodulation

Die Pulsamplitudenmodulation (PAM) ist eine Form der Modulationsverfahren, bei der die übertragene Information in der Amplitude eines Pulses einer Impulsfolge enthalten ist.

Verwendet wird der Begriff einerseits im Zusammenhang mit der Digitalisierung von Analogsignalen und andererseits bei der digitalen Übertragung von „Symbol“ genannten Informationseinheiten.

Verwendungen

Digitalisierung von Analogsignalen

Datei:PAM-Prinzip.svg

Prinzip der Pulsamplitudenmodulation

Hierbei wird das analoge Nachrichtensignal in regelmäßigen Abständen abgetastet, dabei seine Signalhöhe gemessen und im selben Rhythmus Pulse erzeugt, deren Amplitudenhöhe der Signalstärke entspricht.<ref name="ÜTtranspress">Übertragungstechnik, Autorenkollektiv, transpress VEB Verlag für Verkehrswesen, 8. Auflage 1990, S. 174</ref> Das PAM-Signal ist zeitdiskret und wertkontinuierlich. Wertkontinuierlich bedeutet, dass die Pulsamplitude eine analoge Größe ist und theoretisch beliebige Zwischenwerte annehmen kann. Die Pulsamplitudenmodulation ist geeignet für Übertragungssysteme mit analogen Multiplexverfahren. In der Zeit zwischen den einzelnen PAM-Pulsen eines Nachrichtensignals können die PAM-Pulse anderer Nachrichtensignale übertragen werden.<ref name="NTVogel">Nachrichtentechnik, Beuth/Hanebuth/Kurz/Lüders, Vogel Fachbuch, 2. Auflage 2001, S. 111</ref> PAM eignet sich wegen der hohen Störempfindlichkeit nicht als Übertragungsverfahren über größere Entfernungen.<ref name="NTHanser">Nachrichtentechnik, Herter/Lörcher, Hanser Verlag, 6. Auflage 1992, S. 114</ref> Die Pulshöhe wird durch die Störungen der Übertragungsstrecke stark beeinflusst, so dass auf der Empfängerseite ein verfälschtes Signal ankommen kann. Eingesetzt wurde dieses PAM-Verfahren bei früheren Telefonanlagen. Diese Form der Pulsamplitudenmodulation spielt als alleiniges Modulationsverfahren in der Übertragungstechnik keine Rolle mehr. Sie ist jedoch die Vorstufe zur Puls-Code-Modulation (PCM).<ref name="NTHanser" /> Bei der PCM werden zusätzlich die Amplitudenwerte der PAM quantisiert, d. h. in eine digitale Bitfolge umgesetzt. Diese Bitfolge kann gespeichert oder als Digitalsignal von einem Sender zu einem Empfänger übertragen werden.

Digitale Übertragung von Symbolen

Datei:5PAMlevels.svg

Beispiel einer PAM-5

Diese Begriffsverwendung entspricht der Amplitudenumtastung.

Bei dieser Verwendung wird die Anzahl der möglichen Amplitudenwerte begrenzt, z. B. bei PAM-5 auf fünf Spannungswerte. Bei jedem Übertragungsschritt kann somit einer von fünf möglichen Zuständen (Symbolen) übertragen werden.

Anwendung Ethernet

Einige Versionen des Ethernet-Standards nutzen Pulsamplitudenmodulation.<ref>IEEE Standards Association: IEEE Standard for Ethernet. IEEE Std 802.3™‐2022</ref>

Verwendung von PAM bei Ethernet

PAM-Typ	Ethernet-Standards (Beispiele)
PAM-3	10BASE-T1L, 100BASE-T1, 1000BASE-T1, BroadR-Reach-Ethernet
PAM-4	2.5GBASE-T1, 5GBASE-T1, 50GBASE-R, 100GBASE-P, 200GBASE-R, 200GBASE-DR4, 200GBASE-F/L/ER4, 400GBASE-R, 400GBASE-F/L/ER8, 400GBASE-DR4
PAM-5	100BASE-T2, 1000BASE-T
PAM-16	1000BASE-H, 2.5GBASE-T, 5GBASE-T, 10GBASE-T, 25GBASE-T, 40GBASE-T

Zukunft

PAM-4 ist ein Standard, der 2014 als Modulationsverfahren bei Glasfaser-Übertragung vorgesehen war.<ref></ref>
Des Weiteren soll PAM-4 auch für PCI Express 6.0 zum Einsatz kommen. (Stand: 2019)<ref>Vorlage:Cite book/Name: [ PCI-SIG Announces PCIe 6.0, up to 256 GBps in 2021.] PCISIG, , archiviert vom Vorlage:IconExternal (nicht mehr online verfügbar) am Vorlage:Cite book/URL; abgerufen am 24. Juni 2019. Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung</ref>

Einzelnachweise

<references />

Übersicht: Modulator