一年多前，IEEE 發布了針對千兆以太網的 802.11bj 規范。此外，該規范還定義了 Channel Operating Margin （COM） 通道的一種質量評估方式。在數學上，可將 COM 定義為：
COM = 20 LOG10（振幅信號/振幅噪聲）
圖 1：改進的 COM 實施能仿真 100GbE 信號傳輸。
此規范建議通道裕度應不低于 3dB，以容納可能在特定性能邊緣進行操作的發射器和接收器。
COM 最難計算的部分是將包含于分母中的所有噪聲源考慮進去，其中包括所有產生噪聲的來源，如隨機噪聲、抖動、串擾、碼間干擾 （ISI） 等。
盡管在 COM 之前，眼圖/BER 評估技術已經存在很長時間，但是這些方法從未得到正式標準化。IBIS 標準（IBIS 5.0 至 6.2）可描述算法模型接口 （IBIS-AMI） 模型的使用，但其定義的規則主要用于描述仿真平臺如何與模型庫交互、調用其接口功能、形成輸入并讀取輸出參數。
如果沒有標準，那么不同工具會通過不同路徑來評估通道質量，而 COM 的目標之一在于最大程度降低確定信噪比時的不確定性。COM 始于一組描述被入侵者和侵略者通道的 S 參數。考慮到 Tx 和 Rx 緩沖器的非線性模型，與許多運行 SPICE 層仿真的工具相同，COM 并不直接采用時域響應。相反，在一系列轉換之后，它會找到通道的有效傳遞函數，并通過 IFFT 將其轉換為時間響應。這樣，它就能避免 SPICE 類型的建模和仿真造成的極大不確定性。
從數學的角度來看，COM 等同于統計分析，但僅針對眼圖的一個垂直疊層結構，此疊層結構與“最佳”采樣時間相對應。因此，將 COM 與統計眼圖而非逐位分析相比是很合理的，因為后者經常無法提供充分的樣品大小。
將 COM 與 BER 相比
大多數設計高速 Layout 的 PCB 設計人員對 BER 和眼圖很熟悉，它們已成為代表通道設計質量的典型方法。COM 則與之不同。以下為 BER 與 COM 的部分差異。
· 通道特征提取。許多 EDA 工具執行詳細的電路模擬，以查找可表征通道的響應。它們在接收器管腳所測量的響應會受到非線性模型的影響，而且可能包含在接收器端轉換為差分的共模效應。COM 始于裸露通道的 S 參數，并且完全忽略了非 LTI 和共模的影響。
· 因為 COM 不使用器件模型，所以無法得知具體的封裝參數。COM 中的“封裝”是器件中封裝的“模板近似值”，包含并聯電容器和傳輸線。
· 基于類似的原因，COM 也無法得知存在于通道兩側的實際端接條件。大多數情況下，它會采用 55-ohm 的電阻端接，與 50-ohm S 參數歸一化阻抗略有差異。
· COM 會考慮接收器靜噪濾波器，其帶有數據速率 75% 的平滑帶寬。大多數眼圖/BER 分析儀不具此濾波器的特征，也未應用此濾波器。
· 在 COM 中，Tx 均衡器僅有一個預抽頭和一個后抽頭，并且指針值具有設置限制。因為實際器件可能有不同的架構，所以它的模型（如 IBIS AMI）很可能具有不同設置。
· 用于 COM 的 CTLE 與常見實踐一致，但僅對直流增益執行優化。極點頻率會為給定的操作模式進行預定義。如果我們為 CTLE 參數進行全面優化，可能會有不一樣的結果。
· 在 COM 流程中，高斯和雙 Dirac 發送抖動的計算是通過將脈沖響應進行線性化，并在選定采樣點采用斜率。精確的統計分析需要采用不同的方式。ISI 和峰值失真的效果同樣受到輸入抖動的影響；這就是為什么精確的統計分析會同時計算包含 ISI 和發送抖動的分布。
· 在 COM 流程中，通過考慮被稱為 FOM（品質因數）的更簡化指標，對均衡器參數進行優化，進而縮短優化時間。然而，由于存在其他假定，例如所有“噪聲”成分的高斯分布，導致預計測量和最終測量之間有相當大的差距。
· BER 分析儀很少考慮發射器的信噪比。接收噪聲亦不在考慮之列。
· 在 COM 中，侵略者的“貢獻”與最壞情況的相位組合相結合，可能造成對串擾影響的過高估計。
· COM 中的部分操作模式采用糾錯機制 （FEC） 并且將噪聲振幅與 BER 更大閾值相比較。而許多 BER 評估工具并非如此。
Mentor Graphics HyperLynx 仿真器解決了這些差異。已有大量研究對 COM 預測與實際響應的差別進行了分析。并且，偏差來源已在研究中得以分析和考慮。
實際結果
此研究結果在仿真中得到證實。通過使用 HyperLynx，我們對八個配置生成了相應的眼密度圖，并且將其與計算出的 COM 值相對照。圖 2 顯示了仿真結果。
通過圖 1 中所描述的流程，對八個配置生成了相應的圖 2 眼密度圖：配置 1 （a），配置 2 （b），配置 3 （c），配置 4 （d），配置 5 （e），配置 6 （f），配置 7 （g） 以及配置 8 （h）。
結語
COM 的優勢在于它包括了均衡參數的優化，該優化是計算中必不可少的部分。當研究應用于 HyperLynx 的 COM 執行時，改進的 COM 方法已證明能完美匹配精確統計眼圖和 BER 分析給定的結果，只要兩者都基于同樣的通道響應和完全相同的均衡設置。未來千兆以太網能否實施依賴于為給定設計快速精確地計算 COM 的能力。