.,1,SFP光模塊研發(fā)與測(cè)試方法,.,2,光接口的測(cè)試項(xiàng)目,發(fā)送器眼圖模板TransmittedEyeMask平均光功率AverageOpticalPowerOFF發(fā)送器的平均發(fā)送光功率（OFFAveragePower）光調(diào)制幅度OpticalModulationAmplitude消光比測(cè)試ExtinctionRatio：中心波長(zhǎng)CenterWavelength：RMS頻譜寬度RMSSpectralWidth：邊模抑制比SideModeSuppressionRatio相對(duì)強(qiáng)度噪聲RelativeIntensityNoiseOMA發(fā)送器色散與代價(jià)TransmissionDispersionandPenalty受壓的接收器靈敏度StressedReceiverSensitivityinOMA(Max)數(shù)據(jù)相關(guān)抖動(dòng)DataDependentJitter受壓的眼圖抖動(dòng)StressedEyeJitter垂直眼圖關(guān)閉代價(jià)VerticalEyeClosurePenalty誤碼率BitErrorRate,.,3,常見(jiàn)的光通信中的編碼方式,NRZ/RZ(SONET/SDH,FiberChannelGigabitEthernet,FDDI)AMI(E1/2/3,DS0/1/1A/1C/2/3,STS-1)CMI(E4,DS4,STM-1E,STS-3),.,4,NRZ編碼,NRZcoding:1用發(fā)光表示，0用熄滅表示。這種編碼通常只用于低于10Gbps速率光連接信號(hào)。目前也有逐漸被替代的趨勢(shì).,.,5,NRZI編碼,為了確保在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)有足夠的跳變便于接收端穩(wěn)定的工作,大多數(shù)采用光纖傳輸?shù)臄?shù)字通訊系統(tǒng)采用Non-ReturntoZeroInverted(NRZI)coding.在NRZIcoding,0表示成線路上的信號(hào)狀態(tài)跳變,1表示成狀態(tài)不變.這種算法可以確保數(shù)據(jù)上有0串時(shí)不會(huì)出問(wèn)題.,.,6,在RZ編碼里,信號(hào)在每個(gè)單位時(shí)間里都會(huì)回到0狀態(tài)即熄滅無(wú)光狀態(tài).1也只是有一半的時(shí)間處于激光開(kāi)狀態(tài).,光通信基礎(chǔ)知識(shí)介紹-RZ編碼,.,7,NRZ和RZ兩種編碼的眼圖比較,NRZ編碼眼圖，高功率電平為邏輯1，低功率電平為邏輯0，在兩高低兩階跳變。,RZ編碼眼圖，底部有一根線為邏輯0，邏輯1顯示為脈沖。,.,8,NRZ和RZ兩種編碼的比較,NRZ編碼長(zhǎng)期在光纖傳輸中占據(jù)統(tǒng)治地位，但是這種局面已經(jīng)開(kāi)始顯示終結(jié)。NRZ編碼更適合在傳統(tǒng)的Coppermedia中傳輸。目前主要通常在10Gbps及以下的速率長(zhǎng)距系統(tǒng)中應(yīng)用。RZ比較NRZ碼而言，相同速率下具有較寬的頻譜范圍，更低的失真、更低的功耗、能更好地抑制非線性的影響。適合在大功率條件下工作，缺點(diǎn)是展寬了信號(hào)的頻譜，限制了信道的間隔。但對(duì)現(xiàn)代光纖傳輸系統(tǒng)而言帶寬已經(jīng)不再是限制條件，因此在高帶寬傳輸系統(tǒng)中普遍采用RZ碼.目前在10Gbps以上系統(tǒng)中已經(jīng)開(kāi)始采用RZ碼。,.,9,性能參數(shù),光通信比較關(guān)注的性能參數(shù)OMA(OpticModulationAmplitude)ER(ExtinctionRatio)Q因子(Quality)OSNR(OpticSignaltoNoiseRatio)EyeOpening/EyeOpeningPenaltyBitErrorRateReciverSensitivity,.,10,光通信中的性能參數(shù)：OMA與ER,邏輯1和邏輯0:光功率高的狀態(tài)是邏輯1，反之則為邏輯0.光功率常用:dBm=10log(Power(mW)/1(mW)OMA:OpticalModulationAmplitude邏輯1和邏輯0光功率差:OMA=P1-P0有時(shí)也定義成:ER:ExtinctionRatio,消光比,.,11,消光比與OMA,對(duì)線性衰減（嚴(yán)格的說(shuō)是對(duì)dB值呈線性衰減）的傳輸系統(tǒng),ER為常數(shù).但是OMA是在減小的.這也就是隨著信號(hào)從發(fā)送端到接收端眼圖變窄的現(xiàn)象.OMA越高,信號(hào)在光纖中就能傳輸?shù)母h(yuǎn).ER越高,傳輸系統(tǒng)對(duì)外部噪聲的抗敏感度越高,魯棒性越好.,.,12,光通信中的性能參數(shù)：Q因子,另外一個(gè)重要術(shù)語(yǔ)就是Q因子。理論上系統(tǒng)的誤碼率BER是完全由光信號(hào)的信噪(Signal-to-NoiseRatio)比決定的，也就是Q因子。一般主要在光纖放大器和接收端進(jìn)行測(cè)量。(為噪聲的RMS值),.,13,關(guān)于光信號(hào)眼圖測(cè)試模板,光眼圖模板一般由3個(gè)區(qū)域組成，從上至下依次為1#、2#、3#區(qū)域模板的寬度為一個(gè)UI通常1#、3#區(qū)域?yàn)殚L(zhǎng)方形，2#區(qū)域?yàn)榱呅位蛩倪呅斡覉D模板上所有的數(shù)值均為百分比而非絕對(duì)的時(shí)間與光功率，因此我們通常稱之為“歸一化模板”通常，光眼圖模板的時(shí)間值是固定的，因?yàn)槲覀冎浪俾适嵌嗌?，但是光功率是百分比?.,14,采樣示波器如何去自動(dòng)套用歸一化模板？,第一步：檢測(cè)出輸入信號(hào)的平均光功率（AOP）第二步：將歸一化眼圖中的50的百分比光功率值與AOP對(duì)應(yīng)起來(lái)，至此眼圖模板上的縱軸百分比數(shù)值全部可變換為絕對(duì)值。由于數(shù)據(jù)率我們事先知道，因此橫軸就很容易轉(zhuǎn)換為絕對(duì)值。第三步：調(diào)整波形在橫軸的位置，將眼圖調(diào)整在模板（示波器屏幕）的正中央,.,15,眼圖測(cè)試的方式：RT與ET,實(shí)時(shí)方式單次觸發(fā)，完成數(shù)據(jù)采集。軟件方法進(jìn)行波形切割與疊加無(wú)需專門(mén)的觸發(fā)信號(hào)，可以直接使用被測(cè)信號(hào)進(jìn)行觸發(fā)樣點(diǎn)之間的間隔受示波器實(shí)時(shí)采樣率的限制，目前最小可達(dá)25ps等效采樣方式多次觸發(fā)，完成數(shù)據(jù)采集。硬件方式進(jìn)行波形切割與疊加需要專門(mén)的觸發(fā)信號(hào)樣點(diǎn)之間的間隔受示波器等效采樣率限制，目前最小在1ps以下,.,16,ET-RTBasics:RTarchitecture-triggerondataandsampleinreal-time,Arealtimescopedoesnotrequireaseparatesignaltotrigger:thesignalundertestcanactasthetriggerforinitiatingfastreal-timesamplingtoacquireawaveform.,Data,trigger,time,voltage,Minimumtimebetweenreal-timesampledpointsisdeterminedbythefastestsampleratetherealtimescopeiscapableof.40GSamples/secresultsin25psbetweensampledpoints.*,Onetriggercaninitiatethereal-timesamplingoftheentirerecordlength,*Maximumresolutionishigherthroughinterpolation,.,17,ET-RTBasics:ET-one-sample-per-trigger,repetitivepatternrequiredforpulsestreams,Anequivalent-time8000seriessamplingoscilloscoperequiresatriggersignal:thisisgenerallyauser-suppliedclock,arecoveredclock,orapatternsyncsignalsynchronoustothesignal.,Data,trigger,voltage,AtriggerisrequiredforEACHsampledpointinthehighbandwidthequivalent-time8000scope,Minimumtimebetweenequivalent-timesampledpointsonhighbandwidth8000scopecanbeadjustedtofractionsofapicosecond,Precisionvariabledelay,.,18,ET-RTBasics:ETone-sample-per-trigger,nonrepetitivepatternokformasktest,Whenaclocksignalisusedtotriggertheequivalent-time8200scopethesampledDATAsignalsgenerallycreateEYEPATTERNS(betweenclocktriggersthesampledDATAcouldbeeitheralogical1or0),Data,trigger,voltage,time,Precisionvariabledelay,Aclocktriggercanbeuser-suppliedorrecoveredfromthedatatotriggertheequivalenttimesampler,Clock,Eyepatternsarethecommonresultofclock-triggeringinEquivalenttimesampling:vectorsarenotdrawnsinceadjacentsamplescanjumpfromlogical1to0frequently,.,19,ET眼圖測(cè)試：沒(méi)有外觸發(fā)信號(hào)時(shí),時(shí)鐘恢復(fù)單元：CRU當(dāng)需要測(cè)試一個(gè)系統(tǒng)信號(hào)眼圖時(shí)，無(wú)法獲得觸發(fā)時(shí)鐘需要一個(gè)時(shí)鐘恢復(fù)單元，從被測(cè)信號(hào)中恢復(fù)出時(shí)鐘用于觸發(fā)事實(shí)上，一個(gè)真實(shí)的接收機(jī)內(nèi)部就有一個(gè)時(shí)鐘恢復(fù)單元CRU的要求內(nèi)置Golden-PLL，跟隨信號(hào)的變化并解出時(shí)鐘內(nèi)置針對(duì)于信號(hào)抖動(dòng)的低通濾波器，濾除高頻抖動(dòng)的影響內(nèi)置抖動(dòng)濾波器的帶寬為被測(cè)數(shù)據(jù)率的1/1667內(nèi)置抖動(dòng)濾波器的滾降特性滿足-20dB/Dec,.,20,eSerial:ClocklessSignalincludesbothdataandclock,path,Differentialserialdataissentwithoutanyclocksignalacrosstheinterconnecttothereceiver,Aclockis“recovered”fromtheincomingdataatthereceiverthroughaclockanddatarecoverycircuit(CDR).,.,21,關(guān)于4階B-T濾波器,直接調(diào)制的光模塊通常有較大的過(guò)沖和振鈴高帶寬的測(cè)試系統(tǒng)能看到此過(guò)沖與振鈴低帶寬的測(cè)試系統(tǒng)會(huì)掩蓋此過(guò)沖與振鈴業(yè)界的一致性測(cè)試要求有統(tǒng)一的測(cè)試系統(tǒng)帶寬目前采用標(biāo)準(zhǔn)參考接收機(jī)，即O/E與電信號(hào)示波器組成的系統(tǒng)該系統(tǒng)滿足協(xié)會(huì)規(guī)定的頻響特性絕大多數(shù)情況下系測(cè)試統(tǒng)頻響應(yīng)遵循4階B-T濾波器的曲線帶寬為被測(cè)試信號(hào)速率的0.75倍低帶寬的測(cè)試系統(tǒng)獲得的結(jié)果有意義嗎？往往會(huì)出現(xiàn)高帶寬測(cè)試的結(jié)果Fail而低帶寬測(cè)試結(jié)果Pass參考接收機(jī)是按照現(xiàn)實(shí)中的光接收機(jī)所設(shè)計(jì)的,.,22,波長(zhǎng)問(wèn)題,目前，按照光信號(hào)在光纖中的傳播方式有單模與多模之分；其波長(zhǎng)也不一樣。主流的波長(zhǎng)有780、850、1310、1550nm單模：9um光纖直徑，波長(zhǎng)多為1310、1550nm多模：62.5um光纖直徑，波長(zhǎng)多為780、850nm,不同的模塊有不同的波長(zhǎng)！,.,23,靈敏度問(wèn)題,在所有的標(biāo)準(zhǔn)中，都有對(duì)發(fā)送器發(fā)送光功率的最小要求同時(shí)，要求接收機(jī)能夠在此條件下正常工作。既接收機(jī)的靈敏度不低于發(fā)送器的最小發(fā)送光功率測(cè)試儀器也是一樣的例如，10GBase-EW接口，要求接收機(jī)最低能接收-13dBm的光功率。換言之，測(cè)試儀器的靈敏度必須優(yōu)于-13dBm且測(cè)試儀器的本底噪聲很小，否則測(cè)得的信號(hào)將湮沒(méi)在噪聲中,.,24,小結(jié),特定的速率需要特定的測(cè)試系統(tǒng)帶寬需要帶寬為速率0.75倍的4階B-T濾波器的支持特定的速率需要特定的眼圖模板需要標(biāo)準(zhǔn)的眼圖模板不同的光模塊有不同的波長(zhǎng)要求希望一臺(tái)測(cè)試設(shè)備同時(shí)滿足單模、多模的測(cè)試需求測(cè)試設(shè)備需要更高的靈敏度、更低的噪聲在低功率的光接口測(cè)試中，會(huì)得到更準(zhǔn)確、更漂亮的眼圖,.,25,研發(fā)與生產(chǎn)測(cè)試,.,26,我們最關(guān)注什么？,測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)ER、OMA、Q因子的測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確測(cè)試速度快客戶往往希望廠商提供眼圖，構(gòu)成眼圖的波形數(shù)是眼圖測(cè)試可靠度的衡量參數(shù)。如果波形處理速度慢，在使用相同的波形數(shù)構(gòu)建眼圖的時(shí)候會(huì)消耗更多的時(shí)間。反言之，波形處理速度慢，在相同的測(cè)試時(shí)間內(nèi)構(gòu)建眼圖的波形數(shù)就更少，測(cè)試結(jié)果更不可靠。穩(wěn)定ER、OMA、Q因子的測(cè)試結(jié)果應(yīng)當(dāng)具有良好的重復(fù)性,.,27,不！還有接收端電眼圖，還有TDR測(cè)試,接收端測(cè)試光模塊不僅僅是E/O，還有O/E呢！因此，還有測(cè)光接收端的O/E輸出電眼圖差分TDR測(cè)試：Debug的重要手段10G光模塊的輸入/輸出電信號(hào)速率實(shí)在是太高了！必須考慮連接器、內(nèi)部PCB的阻抗連續(xù)性顯得非常重要！串行光/電信號(hào)的抖動(dòng)測(cè)試：Debug的重要手段支持對(duì)高達(dá)10Gbps的信號(hào)進(jìn)行皮秒級(jí)的抖動(dòng)測(cè)量與分析,注意！上述的電信號(hào)測(cè)試都是差分的！,.,28,eSerial:DifferentialTDRisusedondifferentialinterconnects.,Voltage,SamplingScopedisplayoftwoTDRwaveforms,TwoTDRsamplingchannelsallowthedifferentialimpedancebetweentheDATA+andDATA-eSerialpathstobemeasured.,TDR(80E04),.,29,eSerial:TDRiscommonlyusedindesignandmanufacturingtestofeSerialInterconnects,Voltage,SamplingScopedisplayofTDRwaveforms,TDRcantestpassiveeSerialInterconnecttocharacterizewherepoorqualitywillexistwhenGbitDATAissentthroughit.,TDRisakeytooltofindwherebadinterconnectsectionsmaycausepoorDATAquality.,.,30,泰克公司解決方案,.,31,示波器,低速率光信號(hào)測(cè)試（2.5Gbps)采樣示波器：CSA82004.25Gbps：80C12+80A0510Gbps：80C08C、80C11或80C12-10G+80A0540Gbps：80C10,.,32,CSA7404B,采樣率:RT20GSa/s,ET1000GSa/s帶寬：電4GHz，光2.4GHz光接收范圍：7001650nm，其中780、850、1310、1550nm經(jīng)過(guò)嚴(yán)格校準(zhǔn)光接收靈敏度：-17dBm(1310、1550nm)-14dBm(780、850nm)支持標(biāo)準(zhǔn)：2.5Gbps以下通信標(biāo)準(zhǔn),.,33,CSA8200,主機(jī)：CSA8200通道數(shù)量：8Ch插槽數(shù)量：6采樣率：200kS順序采樣波形處理：每個(gè)通道均有獨(dú)立DSP進(jìn)行處理,.,34,光測(cè)試模塊,光接收模塊：80C07B波長(zhǎng)范圍：7001650nm（780，850，1310，1550nm經(jīng)過(guò)嚴(yán)格校準(zhǔn)）光接收靈敏度：-22dBmRMS噪聲(最大)：-28dBm濾波器：155Mbps2.5Gbps時(shí)鐘恢復(fù)：內(nèi)置應(yīng)用：2.5Gbps低速接口光接收模塊：80C08C波長(zhǎng)范圍：7001650nm（780，850，1310，1550nm經(jīng)過(guò)嚴(yán)格校準(zhǔn)）光接收靈敏度：-15dBmRMS噪聲(最大)：-25dBm濾波器：9.953Gbps11.1Gbps時(shí)鐘恢復(fù)：內(nèi)置應(yīng)用：10Gbps接口,.,35,光測(cè)試模塊,光接收模塊：80C12/80C12-10G波長(zhǎng)范圍：7001650nm（780，850，1310，1550nm經(jīng)過(guò)嚴(yán)格校準(zhǔn)）光接收靈敏度：-15dBm/-12dBmRMS噪聲(最大)：-25dBm/-22dBm濾波器：155Mbps4.25Gbps/9.953Gbps11.1Gbps時(shí)鐘恢復(fù)：外置，與80A05匹配應(yīng)用：4.5Gbps接口或10Gbps接口時(shí)鐘恢復(fù)模塊：80A05輸入形式：差分/單端（SMA50歐姆）支持時(shí)鐘恢復(fù)標(biāo)準(zhǔn)速率：155,622,1063,1250,2125,2488,2500,3.125G,3.188G,3.32G,4.25GwithOPT10G：9.953G,10.31G,10.51G,10.66G,10.71G,11.10G用戶自定義時(shí)鐘恢復(fù)速率：50Mbps2.7Gbps(連續(xù))，3.0Gbps3.188Gbps（連續(xù)）光插入損耗：無(wú),.,36,采樣示波器的電眼圖測(cè)試,.,37,使用TektronixCSA8200需要那些配置？,配置電采樣模塊（足夠的帶寬）帶寬至少為DUT數(shù)據(jù)率的1.5倍(3次諧波)，如果在DUT數(shù)據(jù)率的2.5倍以上（5次諧波）則更佳時(shí)鐘恢復(fù)單元/模塊(CRU)可以恢復(fù)DUT數(shù)據(jù)率相對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘，且該CRU具有帶寬為DUT數(shù)據(jù)率1/1667的低通濾波器,.,38,電眼圖測(cè)試FAQ,什么時(shí)候需要CRU？測(cè)試一個(gè)系統(tǒng)的串行接口指標(biāo)時(shí)（如Xenpak的電輸出信號(hào)）沒(méi)有外部觸發(fā)信號(hào)提供時(shí)電CRU需要具備帶寬為速率/1667的濾波器嗎？需要，因?yàn)橥瑯有枰M一個(gè)真實(shí)的電接收機(jī)電眼圖測(cè)試模塊需要類似于光眼圖測(cè)試的4階B-T濾波器嗎？不需要,.,39,采樣示波器的TDR測(cè)試,.,40,使用TektronixTDS/CSA8200需要那些配置？,配置TDR電采樣模塊（80E04）帶寬20GHz，上升沿17.5ps，雙通道靜電保護(hù)模塊(80A02)單通道TDR探頭（P8018）帶寬20GHz，上升沿17.5ps,.,41,80E04：真正的差分TDR測(cè)試,10G光模塊的輸入/輸出高速電信號(hào)均為差分信號(hào)差分PCB走線一定要進(jìn)行真正的差分TDR測(cè)量何謂真正的差分TDR測(cè)量？高速的TDR正負(fù)脈沖同時(shí)從測(cè)試模塊發(fā)出另一家公司的TDR正負(fù)脈沖不是同時(shí)從測(cè)試模塊發(fā)出，雖然能做到視覺(jué)上的對(duì)齊，但是經(jīng)不起示波器的觀測(cè)，