3) 之后通过误码仪或者待测模块内部DSP对模块进行方波调制。带调制的光信号给到示波器的时钟恢复模块。MP2110A的时钟恢复模块会将70%光信号给到示波器模块,剩余的30%经光电转换变为电信号。这里有趣的一点是方波码型本身就是一个分频后的周期信号,可以直接用于示波器的触发。在这个场景中,MP2110A的时钟恢复模块工作在穿透模式(Through),我们只使用了其光电转换功能。
如下图4显示支持单路26.5625Gbaud PAM4光信号的待测模块在输出1111111100000000码型时,对应基频为1.660156GHz的方波信号。MP2110A的时钟恢复模块可以支持在0.1 GHz到1.81 GHz或3.19 GHz到3.625GHz场景下工作,覆盖了所有速率下RINxOMA测试方波码型的需求。
图4:CRU设置界面
此时示波器触发分频(Divide Ratio)手动设置为16,见图5所示,由时钟恢复模块输入的触发信号频率乘以16正好是待测信号的实际波特率。MP2110A触发支持0.1GHz~15GHz连续输入,可以应对各种不同速率。
图5:时钟分频设置
4) 示波器工作模式设为NRZ,Coherent Eye,PRBS7,用于连续抓取足量的信号进行分析,如图6。
图6:采样条件设置
示波器光电转换器(O/E)需将波长设为和待测模块输出波长尽量接近(客户也可以手动校准特殊波长下的系数)。滤波器(Filter)设为信号波特率的3/4,26GbaudPAM4信号对应滤波器为19.34GHz。
图7:O/E设置
5) 最后增加RINxOMA测试项目,如图8, 然后点击示波器autoscale使眼图居中,点击sampling采集眼图数据并自动计算RINxOMA值。
图8:RINxOMA测试项添加
示波器会自动依据以下公式计算RINxOMA结果。其中RNone和RNzero对应1电平和0电平的噪声功率,光调制幅度(OMA)是1电平和0电平光功率差值,BW为滤波器带宽。
3、RINxOMA对示波器底噪的要求
笔者将IEEE 802.3中不同光模块对RINxOMA的需求整理到了如下表格中。通过对比可以发现单通道10/25Gbaud NRZ应用场景需要满足低于-130dB/Hz的RINxOMA。而26/53GbaudPAM4的应用场景会随光口速率和传输距离的增加而对RINxOMA有更高要求,最低达到了-136dB/Hz。
我们可以利用RINxOMA公式反推出准确测到 -136dB/Hz 对示波器底噪的要求。假设进入示波器光口信号光调制幅度是 0.5mW(-3dBm),速率53Gbaud 对应滤波器带宽为39.84 GHz,代入公式可以得到Pn需要控制在低于15.8uW以下。MP2110A示波器单模光口底噪低至5.8uW rms,完全可以满足规范的要求。
另外需要注意的一点是规范中对 26Gbaud多模PAM4 也对 RINxOMA有要求,之前的多模NRZ是没这个要求的。用和前面一样的方法,我们可以反推出 26Gbaud PAM4多模模块在光调制幅度为0.5mW时,为了准确测到-132dB/Hz的RINxOMA需要将Pn控制在低于17.7uWrms。MP2110A示波器多模光口底噪低至7.0uW rms,不仅能满足当前单路26Gbaud PAM4多模的RINxOMA测试需求,也支持未来单路53Gbaud PAM4多模RINxOMA测试升级。
参考文献:
1、https://www.thorlabschina.cn/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=7274
2、https://www.anritsu.com/zh-CN/test-measurement/products/mp2110a
3、IEEE 802.3