3) 之后通過誤碼儀或者待測模塊內部DSP對模塊進行方波調制。帶調制的光信號給到示波器的時鐘恢復模塊。MP2110A的時鐘恢復模塊會將70%光信號給到示波器模塊,剩余的30%經光電轉換變為電信號。這里有趣的一點是方波碼型本身就是一個分頻后的周期信號,可以直接用于示波器的觸發。在這個場景中,MP2110A的時鐘恢復模塊工作在穿透模式(Through),我們只使用了其光電轉換功能。
如下圖4顯示支持單路26.5625Gbaud PAM4光信號的待測模塊在輸出1111111100000000碼型時,對應基頻為1.660156GHz的方波信號。MP2110A的時鐘恢復模塊可以支持在0.1 GHz到1.81 GHz或3.19 GHz到3.625GHz場景下工作,覆蓋了所有速率下RINxOMA測試方波碼型的需求。
圖4:CRU設置界面
此時示波器觸發分頻(Divide Ratio)手動設置為16,見圖5所示,由時鐘恢復模塊輸入的觸發信號頻率乘以16正好是待測信號的實際波特率。MP2110A觸發支持0.1GHz~15GHz連續輸入,可以應對各種不同速率。
圖5:時鐘分頻設置
4) 示波器工作模式設為NRZ,Coherent Eye,PRBS7,用于連續抓取足量的信號進行分析,如圖6。
圖6:采樣條件設置
示波器光電轉換器(O/E)需將波長設為和待測模塊輸出波長盡量接近(客戶也可以手動校準特殊波長下的系數)。濾波器(Filter)設為信號波特率的3/4,26GbaudPAM4信號對應濾波器為19.34GHz。
圖7:O/E設置
5) 最后增加RINxOMA測試項目,如圖8, 然后點擊示波器autoscale使眼圖居中,點擊sampling采集眼圖數據并自動計算RINxOMA值。
圖8:RINxOMA測試項添加
示波器會自動依據以下公式計算RINxOMA結果。其中RNone和RNzero對應1電平和0電平的噪聲功率,光調制幅度(OMA)是1電平和0電平光功率差值,BW為濾波器帶寬。
3、RINxOMA對示波器底噪的要求
筆者將IEEE 802.3中不同光模塊對RINxOMA的需求整理到了如下表格中。通過對比可以發現單通道10/25Gbaud NRZ應用場景需要滿足低于-130dB/Hz的RINxOMA。而26/53GbaudPAM4的應用場景會隨光口速率和傳輸距離的增加而對RINxOMA有更高要求,最低達到了-136dB/Hz。
我們可以利用RINxOMA公式反推出準確測到 -136dB/Hz 對示波器底噪的要求。假設進入示波器光口信號光調制幅度是 0.5mW(-3dBm),速率53Gbaud 對應濾波器帶寬為39.84 GHz,代入公式可以得到Pn需要控制在低于15.8uW以下。MP2110A示波器單模光口底噪低至5.8uW rms,完全可以滿足規范的要求。
另外需要注意的一點是規范中對 26Gbaud多模PAM4 也對 RINxOMA有要求,之前的多模NRZ是沒這個要求的。用和前面一樣的方法,我們可以反推出 26Gbaud PAM4多模模塊在光調制幅度為0.5mW時,為了準確測到-132dB/Hz的RINxOMA需要將Pn控制在低于17.7uWrms。MP2110A示波器多模光口底噪低至7.0uW rms,不僅能滿足當前單路26Gbaud PAM4多模的RINxOMA測試需求,也支持未來單路53Gbaud PAM4多模RINxOMA測試升級。
參考文獻:
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