100 Gb/s通信系統(tǒng)物理層測(cè)試應(yīng)用指南

圖10. 在BERTScope上測(cè)量的抖動(dòng)峰值及J9。

圖11. 加壓的光接口接收機(jī)測(cè)試.

[圖示內(nèi)容：]

Stressed Signal: 加壓的信號(hào)

Other signals: 其它信號(hào)

Tunable Laser: 可調(diào)諧激光器

Optical MUX: 光復(fù)用器

Attenuator: 衰減器

Receiver under test: 被測(cè)接收機(jī)

如果接收機(jī)能夠計(jì)數(shù)自己的BER，那么可以完成測(cè)試。否則，把接收機(jī)輸出連接到BERTScope。如果接收機(jī)沒有提供時(shí)鐘輸出，那么應(yīng)使用時(shí)鐘恢復(fù)單元，為誤碼檢測(cè)器提供定時(shí)。如果沒有時(shí)鐘恢復(fù)單元，那么可能可以使用BERTScope時(shí)鐘輸出，因?yàn)榻邮諜C(jī)的輸出已經(jīng)被重新定時(shí)，應(yīng)該是原始干凈的。

把加壓的信號(hào)施加到接收機(jī)，首先在圖7模板中滾降頻率以上施加低幅度SJ。如果接收機(jī)在BER ≤10-12下工作，那么施加所有其它壓力，在圖7中SJ頻率幅度模板上繼續(xù)執(zhí)行測(cè)試。BERTScope的抖動(dòng)轉(zhuǎn)函測(cè)量功能會(huì)自動(dòng)完成這一操作。

如果接收機(jī)對(duì)所有測(cè)試在BER ≤10-12下運(yùn)行，那么它滿足標(biāo)準(zhǔn)。

表5. 典型的電接口發(fā)射機(jī)要求匯總表。

3.3. 電接口發(fā)射機(jī)測(cè)試

表5列出了典型的電接口發(fā)射機(jī)要求。表5的要求范圍很廣，演示了圖2所示的三種不同電接口信令子系統(tǒng)的差異：Serdes→Serdes，Serdes→收發(fā)機(jī)，收發(fā)機(jī)→Serdes。圖2底部的Serdes→Serdes形狀的距離最長，要求最嚴(yán)格。Serdes→收發(fā)機(jī)的要求最松，收發(fā)機(jī)→Serdes的要求中等。

可以在DSA8300或BERTScope上測(cè)量發(fā)射機(jī)特點(diǎn)。不管是哪種情況，都要求黃金標(biāo)準(zhǔn)PLL的參考接收機(jī)，如時(shí)鐘恢復(fù)單元CR286A。

發(fā)送信號(hào)幅度指標(biāo)用相對(duì)于BER, EH(BER)確定的眼圖高度給出。眼圖寬度也使用BER, EW(BER)確定，用戶可能會(huì)更熟悉這個(gè)指標(biāo)，因?yàn)樗cTJ有關(guān)，TJ也是相對(duì)于是BER確定的。在TJ是眼圖閉合時(shí)，EW則是眼圖張開。

圖12. 典型一致性測(cè)試電路板的差分頻響。

[圖示內(nèi)容：]

-1.75 to -1.25 dB at Nyquist frequency: 內(nèi)奎斯特頻率處-1.75到-1.25 dB

由于這些速率下的電接口發(fā)射機(jī)應(yīng)用信號(hào)預(yù)加重，以部分校正通道響應(yīng)，而不是隨意地測(cè)試發(fā)送的信號(hào)，因此一致性測(cè)試電路板被插到發(fā)射機(jī)輸出和測(cè)試設(shè)備之間。表5給出了一致性測(cè)試電路板典型的內(nèi)奎斯特速率(fdata/2)損耗值，圖12顯示了典型的差分響應(yīng)。

就像每種規(guī)范在不同應(yīng)用和PCB傳輸長度推動(dòng)下有不同要求以外，還要求一致性測(cè)試電路板有不同的損耗和頻響特點(diǎn)。泰克可以提供各種校準(zhǔn)后的軌跡長度。在某些情況下，還可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)一致性測(cè)試電路板的角色。

至少要求三階預(yù)加重。三階表示要修改構(gòu)成跳變的比特電壓電平以及之前和之后的電壓電平，以補(bǔ)償通道頻響。階值C-1、C0、C1從至少8 UI的通道脈沖響應(yīng)中導(dǎo)出。可以把通道引入的ISI看作折疊通道頻響對(duì)每個(gè)發(fā)送的比特的配置文件的影響。得到的每個(gè)比特的波形可以擴(kuò)展到多個(gè)UI上。典型的25+ Gb/s規(guī)范要求至少在8 UI上進(jìn)行優(yōu)化。

使用中間的一般預(yù)加重值測(cè)試發(fā)射機(jī)是合理的。引入一致性測(cè)試電路板，選擇一條長度約等于最短規(guī)定長度的軌跡，優(yōu)化發(fā)射機(jī)預(yù)加重方案。如果得到的預(yù)加重電平不到允許值的一半，那么使用略長一點(diǎn)的軌跡。如果得到的值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于允許值的一半，那么換一條略短的軌跡試試。

記住，這些數(shù)據(jù)速率下的眼圖，即使只是在幾厘米的PCB中傳輸后，即使采用預(yù)加重，在接收機(jī)上仍然可能會(huì)閉上。因此，某些規(guī)范還要求測(cè)試設(shè)備應(yīng)用連續(xù)時(shí)間線性均衡(CTLE)方案。通過這種方式，測(cè)試中會(huì)包括發(fā)射機(jī)預(yù)加重和最小接收機(jī)均衡之間的相互影響。CTLE一般是單零雙極濾波器，在內(nèi)奎斯特速率fdata/2處達(dá)到峰值。

不同的規(guī)范要求不同的測(cè)試碼型。對(duì)發(fā)射機(jī)測(cè)試，PRBS9碼型通常足夠了。當(dāng)然，所有其它系統(tǒng)通道都應(yīng)該活動(dòng)，以便在測(cè)試中包括串?dāng)_。串?dāng)_匯總器應(yīng)傳送不同的碼型，基于上面討論的原因，匯總器應(yīng)盡可能同步。

可以使用從信號(hào)中恢復(fù)的時(shí)鐘觸發(fā)DSA8300或BERTScope，執(zhí)行測(cè)試。與這些數(shù)據(jù)速率對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘恢復(fù)模塊是CR286A，應(yīng)檢查技術(shù)規(guī)范，確保應(yīng)用正確的3 dB帶寬，通常是fdata/1667。

可以使用配有80SJNB BER分析軟件中的BER眼圖(參見圖13)或BERTScope中的BER輪廓，簡便地測(cè)量相對(duì)于BER確定的眼圖高度和眼圖寬度EH(BER)和EW(BER)。

圖13. 使用BER眼圖測(cè)量EH(10-15)和EW(10-15)。

在使用一致性測(cè)試電路板及優(yōu)化預(yù)加重后，把CTLE增益配置成規(guī)范規(guī)定的值，一般為1 - 3 dB，得到最大EH(BER)。如果您正在使用DSA8300，那么至少要采集1200萬樣點(diǎn)；如果您正在使用BERTScope，那么至少要采集200萬個(gè)比特。統(tǒng)計(jì)樣點(diǎn)數(shù)量越大，效果越好。

EH(10-15)是眼圖中心內(nèi)部BER=10-15輪廓的垂直隔離度。類似的，EW(10-15)是眼圖中心內(nèi)部BER=10-15輪廓的水平隔離度。

垂直眼圖閉合(VEC)是平均電壓擺幅與眼圖高度之比：