原创 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