100 Gb/s通信系統(tǒng)物理層測(cè)試應(yīng)用指南

圖5a. 使用BER輪廓進(jìn)行眼圖模板測(cè)試。BER=10-6輪廓，也就是外部黃色-橙色輪廓，對(duì)應(yīng)5×10-5命中率。

圖5b. BERTScope使用30 Gb/sec信號(hào)獲得的J9的BER輪廓。

表4. 100 GbE加壓接收機(jī)靈敏度測(cè)試條件匯總。所有壓力裝置的影響總和必須滿足垂直眼圖閉合及J2和J9抖動(dòng)規(guī)范。

3.2. 光接口接收機(jī)測(cè)試

遠(yuǎn)距離和擴(kuò)展距離4×25 Gb/s拓?fù)?100GBASE-LR4和100GBASE-ER4)的光接口接收機(jī)壓力測(cè)試類似，但ER4要求更高的靈敏度和強(qiáng)健性，參見表4。圖6說(shuō)明了怎樣把校準(zhǔn)后的壓力水平施加到測(cè)試信號(hào)中，表4匯總了各種壓力。在這些數(shù)據(jù)速率下，生成滿足標(biāo)準(zhǔn)的壓力水平非常棘手。通過選項(xiàng)STR，BERTScope可以使用內(nèi)部損傷系統(tǒng)，生成滿足標(biāo)準(zhǔn)的加壓信號(hào)，把基于可調(diào)諧激光器的信號(hào)驅(qū)動(dòng)到被測(cè)光接口接收機(jī)設(shè)備中(參見圖6)。

首先，配置BERTScope驅(qū)動(dòng)Mach-Zehnder (MZ)光調(diào)制器，然后調(diào)諧MZ偏置，優(yōu)化1/0對(duì)稱度，但不要超過表4中給出的光調(diào)制幅度(OMA)。

根據(jù)圖1中的模板把正弦曲線抖動(dòng)(SJ)應(yīng)用到碼型發(fā)生器時(shí)鐘，保證接收機(jī)能夠追蹤低頻抖動(dòng)。

圖6. 直接來(lái)自BERTScope的正弦曲線干擾源驅(qū)動(dòng)激光器進(jìn)行光接口接收機(jī)測(cè)試。

圖7. 正弦曲線抖動(dòng)壓力模板。

[圖示內(nèi)容：]

Amplitude: 幅度

Sinusoidal jitter: 正弦曲線抖動(dòng)

Frequency: 頻率

使用四階Bessel-Thompson濾波器，生成符號(hào)間干擾(ISI)。根據(jù)IEEE802.3ba壓力調(diào)節(jié)模塊規(guī)定，這種19 GHz低通濾波器特點(diǎn)從測(cè)試發(fā)生器輸出中去掉了高階諧波，以便在測(cè)量垂直眼圖閉合代價(jià)和數(shù)據(jù)相關(guān)抖動(dòng)(DDJ)中實(shí)現(xiàn)更加統(tǒng)一的測(cè)量方式。

使用精確高斯噪聲發(fā)生器，應(yīng)用隨機(jī)抖動(dòng)(RJ)。通過增加噪聲，然后把信號(hào)傳送給限制放大器，可以在信號(hào)上施加高斯RJ。對(duì)這些數(shù)據(jù)速率下要求的精度，限制器AM到PM轉(zhuǎn)換是應(yīng)用RJ的理想方式。

盡管已經(jīng)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)中還沒有要求，但隨著我們?cè)?5+ Gb/s中獲得更多的經(jīng)驗(yàn)，預(yù)計(jì)規(guī)范中將要求觀察隨機(jī)噪聲(RN)。通過在信號(hào)中增加精確的高斯噪聲，還可以引入RN，當(dāng)然沒有限制器。

把垂直眼圖閉合代價(jià)(VECP)設(shè)置成表4給出的水平需要多個(gè)步驟。光學(xué)VEC的計(jì)算公式如下：

其中眼高EH(2.5×10-3)是在某個(gè)BER下規(guī)定的垂直眼圖張開水平。盡管概念上有些麻煩，但EH(BER)定義的精確度要高于平均峰峰值電壓擺幅。它相當(dāng)于2.5×10-3的多個(gè)BER輪廓之間眼圖中心的垂直距離，在BERTScope或裝有80SJNB軟件的DSA8300上可以簡(jiǎn)便地測(cè)量這一指標(biāo)。

在設(shè)置VECP后調(diào)諧J2和J9抖動(dòng)電平。J2和J9指明了抖動(dòng)分布的特點(diǎn)。高概率抖動(dòng)、99%的分布包含在J2中，因此J2等于在BER = 2.5×10-3時(shí)規(guī)定的總抖動(dòng)(TJ)。另一方面，J9表明抖動(dòng)分布尾部以低概率RJ為主，外部的十億分之一；因此J9等于BER = 2.5×10-10時(shí)的TJ。

在信號(hào)中增加正弦曲線干擾(幅度調(diào)制)，直到達(dá)到J2要求，參見圖8。

圖8. 在裝有80SJNB的DSA 8300軟件上測(cè)量J2的實(shí)例。

圖9. 在測(cè)試J2后，J9電平為0.35 UI，為滿足J9規(guī)范，增加335 fs rms RJ。

由于J2和J9之間BER不一致性很寬，即使少量的rms RJ，就會(huì)把J9提高到要求的電平，而對(duì)J2的影響則非常小。例如，在圖9中，如果在設(shè)置J2后J9電平是0.35 UI，那么為滿足0.47 UI J9規(guī)范，要增加0.12 UI的RJ，即335 fs的rms RJ。必需特別注意，保證信號(hào)源固有的Rj低于332 fs，否則就會(huì)不可能實(shí)現(xiàn)圖9所示的同時(shí)偵聽J2和J9。為了增加超過儀器噪底的非常少量的Rj，我們使用精密rj噪聲源，把飛秒級(jí)的RJ增加到信號(hào)路徑中。為了偵聽J9抖動(dòng)電平，需要增加的Rj增量一般非常小。這一步至關(guān)重要，因?yàn)樵谛?zhǔn)工作中要作為一個(gè)系統(tǒng)使用BERTScope發(fā)生器和DSA8300采樣示波器。

把加壓的信號(hào)發(fā)送到復(fù)制的系統(tǒng)中，如圖11所示，另外還要一起傳送其它三個(gè)串?dāng)_信號(hào)。