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十步轻松搞掂国内知名通信企业的40Gbps光信号测试困惑

工程师
2012-04-05 09:31:00    评分
十步轻松搞掂国内知名通信企业的40Gbps光信号测试困惑

最近国内几家知名的通信企业接连在进行40Gbps光信号测试时,多次遇到由于设置不当引发的测试问题,耗费不少时间、人力去解决。现精心整理了具体的测试设置步骤,希望对正在从事相关测试工作的工程师朋友们能有所裨益。

目前40Gbps的光传输已经被广泛的采用,但由于信号速率的提高,每个UI的宽度由10Gbps光信号的100ps减少到了25ps,所以对于仪器的抖动本底噪声要求会更高,否则信号的眼图会由于测试仪器的限制而急剧劣化。

泰克对于40Gbps的光信号的解决方案包括4个设备:

  1. DSA8200:采样示波器主机
  2. 80C10B模块:业界唯一可以同时支持40G/100G(25X4)参考接收机的光信号测试模块
  3. 82A04模块:相位参考模块,可以将示波器本身800fs的抖动基底降为200fs的抖动基底
  4. CR125A(80A07)模块:时钟恢复模块,主要作用是将低频的同步时钟672MHz倍频到2GHz以上作为82A04的相位参考时钟输入。

具体的连接方式如下图:


备注:如果系统的同步时钟是2.488GHz(高于2GHz)则不需CR125A的倍频模块,同步时钟可以直接输入82A04相位参考模块。

下面以43.02(43.018414Gbps)为例说明如何Step by step的设置采样示波器进行测试:

第一部分:CR125A(80A07)的设置:

旋动右边的旋钮,移动设置区域至Nom.Freq,设置频率为10.7546Ghz,然后按屏幕左下方的Lock按钮。

这时,时钟恢复模块会自动锁定输入时钟并进行倍频,Lock按钮由**变为绿色,左边屏幕会显示倍频后的准确频率。

记下这频率,输入到相位参考的input Freq中。

如果由于参考时钟抖动较大而未能锁定的话,可以适当调节 Range, Loop Bw, Peaking等参数,直到其锁定。

第二部分:采样示波器设置:

第一步:温度补偿:对于40Gbps的信号,仪器的温度对测试结果也会产生很大的影响,因此在测试前必须对仪器进行20分钟以上的开机预热。

点击屏幕右下角的温度计按钮并进行温度补偿操作。

操作界面如下,下图中的模块应为80C10B和82A04,Status应为Pass。

第二步:点击Setup按钮,选择Vert菜单,选择80C10B的光信号输入通道C1。

第三步:波长,滤波器选择,暗电平(Dark level)校准

点击Setup,选择Vert选项栏中的Dark leve,如下图所示。

在进行Dark Level校准的之前,在选项栏下面还需要对被测信号的波长(Wavelength)进行设置(这里设置为1550nm);并根据测试信号的40Gbps信号标准对滤波器进行设置(此处Filter设为FEC4302Gb/s)。

此外,还要注意:在进行Dark Level校准前需要把80C10B光模块的光纤接头的黑色防尘罩盖严实,再点击Cpmpensate下的Dark Level进行校准;

第四步:触发设置,在Setup的trig设置中选择External Direct.

第五步:相位参考输入设置,选择Phase Ref --> Free Run,Source选择C3_C4,Input Freq设置为CR125A倍频模块的倍频后的时钟输出,最好输入准确的值:10.7546G。

然后点击Characterize,使相位参考模块与时钟输入进行同步。

第六步:水平时基设置。主要是在Comm Standard 中选择 FEC43.02Gb/s。

第七步:模板设置,在Mask菜单下选择FEC43.02Gb/s.然后点击下面的Auto set,此时采样示波器会自动调节水平和垂直的Scale,进行模板套用和对齐。

第八步:波形数据库Wfm database设置:在Wfm database中点on.

第九步:测量设置:在Meas下选择NRZ,点击 Select meas 选择要测量的参数,如 Pk-Pk jitter、RMS jitter、EXdB、Cross、QF等等。

第十步:统计的样点数设置:一般情况下会统计5,000个波形,每个波形的样点数为500个,总的样点数为5,000 x 500个。为了使采集5,000次自动停止,可以在Condition中输入5,000。

通过上述配置,就完成了测试,测试结果如下图:

另外,如果不使用相位参考模块而是直接将参考时钟输入到采样示波器的External direct 输入端口进行触发同步的话,眼图抖动会比较大,下面是同一个信号采用82A04和不采用82A04的对比结果:

1.使用82A04 RMS Jitter为924fs. Pk-Pk jitter 5.7ps

2. 不使用82A04 RMS Jitter为1.4ps, Pk-Pk jitter 10ps




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