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【小龙说】400G测试系统

新闻中心

【小龙说】400G测试系统

2019/12/19
2019年时值5G启动元年,5G商用将进一步引爆流量增长,流量爆发的压力对承载网提出大宽带、低时延等新要求,推动5G网络架构革命性变化。承载网建设面临基站大规模部署和核心网设备更新换代,推动了光通信行业发展。光模块是实现数据中心内部光网络互联的关键硬件设备,随着端口数和密度的提升,光模块的成本会占到数据中心光网络成本的接近一半。目前各大互联网公司新建的数据中心已经普遍采用100G的互联技术,并会在未来2~3年内大规模商用400G的互联技术。因此,400G光模块的实现技术成为业界关注的重点。
 
早期的400G光模块使用的是16路25Gbps NRZ的实现方式(如400G-SR16),采用CDFP或CFP8的封装。其优点是可以借用在100G光模块上成熟的25G NRZ技术,但缺点是需要16路信号进行并行传输,功耗和体积都比较大,不太适合数据中心的应用。目前的400G光模块中,在光口主要是使用8路53Gbps PAM4实现400G的信号传输,相比较而言,8通道方案的难度稍低,可实现性增大,只不过需要采用PAM4方案。而PAM4方案对信号的产生、探测等都提出了新的要求。
 
》》》400G光模块的分类
 
 
图1 400G光模块
 
》》》400G测试方案
 
 
图2 400G测试系统方案
 
该系统由400G PAM4误码测试仪、QSFP-DD光模块、8CH可调光衰减仪、8CH光开关、高速示波器等组成。误码仪PPG端连接光模块测试板驱动QSFP-DD发射基准光信号,进入8通道的VOA(模拟光路传输损耗),同时VOA负责为各通道波长提供精确、稳定的衰减量,可以实时调节、监测链路中光信号功率大小。光信号进入待测QSFP-DD后,转换为电信号进入误码仪,然后由待测QSFP-DD的TX端发射光信号通过8通道光开关的切换进入高速示波器,整套系统由计算机和上位机进行控制,可以有效提升测试效率。
 
误码测试仪
 
图3 400GPAM4误码测试仪
 
400G PAM4误码测试仪是一款高性能误码测试仪,集成多个通道的多级脉冲码型发生器(PPG)和高灵敏度误码检测模块(ED),实现高速通信链路中数据传输的误码率测量。紧凑型的集成设计,能够方便连接DUT,减小高速电缆或其他模块造成的不必要信号衰减和失真。普通误码仪只能产生单一码型,而PAM4误码测试仪可以在无需任何外围附件的条件下任意切换NRZ和PAM4码型。具有内外触发、输出幅值调节、PAM4反射信号电平比例调节功能,支持多通道输出/输入、内/外触发及输出幅值调节功能,是200G及400G高速光收发模块自动化生产测试最佳设备。 
 
测试指标包括光模块的功率、接收灵敏度、眼图等,眼图是一系列数字信号在示波器上累计而显示的图形,包含了丰富的信息,再根据信号眼图的光调制幅度(OMA)、信号幅度噪声(R)、以及和误码率要求对应的外推系数(Qt)根据公式计算TDECQ的值。
 
 
图4 测试眼图
 
数据中心的光互联网络正面临从100G到400G的过渡,针对不同应用场景的技术也在彼此竞争。400G光模块作为未来数据中心内部光网络互联的关键硬件设备,也面临速率、功耗、体积、成本等方面的挑战。