400G光模塊的測試方法? 眼圖NRZ&PAM4
400G光模塊廣泛采用PAM4（4電平脈沖幅度調制）技術，通過四個不同的信號電平進行信號傳輸，每個符號周期可表示2個bit的邏輯信息（0、1、2、3）。這種技術使得信號的符號速率只需達到NRZ信號的一半，從而大大減少了傳輸通道造成的損耗。然而，信噪比會比NRZ信號惡化很多，且測量方法存在較大差異。下圖是典型的NRZ信號的波形、眼圖與PAM4信號的對比。
400G光模塊的主要高速接口包括電輸入接口、光輸出接口、光輸入接口、電輸出接口以及其他電源和低速管理接口。因此，電氣性能驗證主要涉及光口發(fā)射機指標、光口接收機容限、電口發(fā)射機指標、電口接收機容限和系統(tǒng)測試。
發(fā)射機測試
光發(fā)射機測試方法
測試環(huán)境：被測光模塊插在MCB夾具上，上電并配置正常工作。
測試內容：誤碼儀產(chǎn)生PAM4電激勵信號送給光模塊一路電輸入端，使得被測光模塊輸出SSPRQ的光信號，同時輸入串擾信號。輸出光信號經(jīng)時鐘恢復進采樣示波器進行參數(shù)測試。
關鍵指標：TDECQ（Transmitter and dispersion eye closure for PAM4），衡量光發(fā)射機經(jīng)過光通道后PAM4信號功率裕量的損失。TDECQ的參考測試方法如下圖所示：
電發(fā)射機測試方法
測試環(huán)境：同上。
測試內容：誤碼儀產(chǎn)生PAM4電激勵信號送給光模塊一路電輸入端，光模塊相鄰電通道上輸入PAM4的串擾信號。輸出光信號環(huán)回到光接收機，并測試其電通道輸出的PRBS13Q信號參數(shù)。
關鍵指標：眼高（Eye Height）和眼寬（Eye Width），反映電信號質量。
接收機及誤碼率測試
光接收機測試方法
測試環(huán)境：參考的PAM4信號源與抖動、噪聲、碼間干擾注入源，以及參考的光發(fā)射機產(chǎn)生所需的光壓力信號。
測試內容：對光壓力信號由外圍消光比OER，外光調制幅度OOMA和壓力眼圖閉合代價SECQ來表征。
電接收機測試方法
測試環(huán)境：參考電發(fā)射機（通常是碼型發(fā)生器）以及抖動注入源、碼間干擾源和串擾源，將壓力電信號輸入MCB夾具。
測試內容：PAM4電壓力信號由眼圖對稱模板寬度ESMW，眼寬EW，眼高EH和附加正弦抖動SJ的頻率和幅度來表征。
下圖是測試中用到的實際測試儀器。
系統(tǒng)測試
系統(tǒng)測試旨在驗證被測光模塊配合交換機工作時，在真實業(yè)務流量情況下的誤碼率及錯誤容忍能力。由于PAM4技術信噪比惡化，原始誤碼率難以達到傳統(tǒng)2電平調制時的水平，因此采用FEC技術修正隨機錯誤bit，保證數(shù)據(jù)包丟包率在可接受范圍內。典型的系統(tǒng)測試環(huán)境如下：
測試包括原始誤碼率和FEC修正后的丟包率測試，以及在特定錯誤符號或頻率偏差下的系統(tǒng)性能影響驗證。
PAM4和FEC技術的廣泛應用使得400G光模塊的測試和評估方法與傳統(tǒng)的100G光模塊有所不同。為了確保設備間的良好互聯(lián)互通及可靠數(shù)據(jù)傳輸，需要對其輸出質量、接收容限以及承載真實業(yè)務數(shù)據(jù)下的誤碼率等進行詳細測試。
400G光模塊廣泛采用PAM4（4電平脈沖幅度調制）技術，通過四個不同的信號電平進行信號傳輸，每個符號周期可表示2個bit的邏輯信息（0、1、2、3）。這種技術使得信號的符號速率只需達到NRZ信號的一半，從而大大減少了傳輸通道造成的損耗。然而，信噪比會比NRZ信號惡化很多，且測量方法存在較大差異。下圖是典型的NRZ信號的波形、眼圖與PAM4信號的對比。
400G光模塊的主要高速接口包括電輸入接口、光輸出接口、光輸入接口、電輸出接口以及其他電源和低速管理接口。因此，電氣性能驗證主要涉及光口發(fā)射機指標、光口接收機容限、電口發(fā)射機指標、電口接收機容限和系統(tǒng)測試。
發(fā)射機測試
光發(fā)射機測試方法
測試環(huán)境：被測光模塊插在MCB夾具上，上電并配置正常工作。
測試內容：誤碼儀產(chǎn)生PAM4電激勵信號送給光模塊一路電輸入端，使得被測光模塊輸出SSPRQ的光信號，同時輸入串擾信號。輸出光信號經(jīng)時鐘恢復進采樣示波器進行參數(shù)測試。
關鍵指標：TDECQ（Transmitter and dispersion eye closure for PAM4），衡量光發(fā)射機經(jīng)過光通道后PAM4信號功率裕量的損失。TDECQ的參考測試方法如下圖所示：
電發(fā)射機測試方法
測試環(huán)境：同上。
測試內容：誤碼儀產(chǎn)生PAM4電激勵信號送給光模塊一路電輸入端，光模塊相鄰電通道上輸入PAM4的串擾信號。輸出光信號環(huán)回到光接收機，并測試其電通道輸出的PRBS13Q信號參數(shù)。
關鍵指標：眼高（Eye Height）和眼寬（Eye Width），反映電信號質量。
接收機及誤碼率測試
光接收機測試方法
測試環(huán)境：參考的PAM4信號源與抖動、噪聲、碼間干擾注入源，以及參考的光發(fā)射機產(chǎn)生所需的光壓力信號。
測試內容：對光壓力信號由外圍消光比OER，外光調制幅度OOMA和壓力眼圖閉合代價SECQ來表征。
電接收機測試方法
測試環(huán)境：參考電發(fā)射機（通常是碼型發(fā)生器）以及抖動注入源、碼間干擾源和串擾源，將壓力電信號輸入MCB夾具。
測試內容：PAM4電壓力信號由眼圖對稱模板寬度ESMW，眼寬EW，眼高EH和附加正弦抖動SJ的頻率和幅度來表征。
下圖是測試中用到的實際測試儀器。
系統(tǒng)測試
系統(tǒng)測試旨在驗證被測光模塊配合交換機工作時，在真實業(yè)務流量情況下的誤碼率及錯誤容忍能力。由于PAM4技術信噪比惡化，原始誤碼率難以達到傳統(tǒng)2電平調制時的水平，因此采用FEC技術修正隨機錯誤bit，保證數(shù)據(jù)包丟包率在可接受范圍內。典型的系統(tǒng)測試環(huán)境如下：
測試包括原始誤碼率和FEC修正后的丟包率測試，以及在特定錯誤符號或頻率偏差下的系統(tǒng)性能影響驗證。
PAM4和FEC技術的廣泛應用使得400G光模塊的測試和評估方法與傳統(tǒng)的100G光模塊有所不同。為了確保設備間的良好互聯(lián)互通及可靠數(shù)據(jù)傳輸，需要對其輸出質量、接收容限以及承載真實業(yè)務數(shù)據(jù)下的誤碼率等進行詳細測試。