联讯仪器DCA1065采样示波器，满足1.6T光模块测试需求!-电子发烧友网

1.6T光模块采用高带宽光通信技术，通过使用多波长组合达到每秒 1.6 太比特的传输速率，用于满足数据中心、高性能计算和大规模网络基础设施中对超高速数据传输的需求。与传统的 400G 或 800G 光模块相比，1.6T 光模块在带宽、信号处理技术和模块封装方面有显著提升。

01，算力催生，1.6T需求高涨

近年来，人工智能（AI）、虚拟现实（VR）以及自动驾驶等新型技术的发展，对光模块的带宽和传输速率、覆盖度等指标有更高的要求，光模块有望持续迭代升级和快速放量，1.6T已成为新一轮市场热点。

▲数据中心高速光电接口的发展

02，行业共识，1.6T产品问世

1.6T光模块产品理论上依据IEEE P802.3dj协议设计，但由于该协议尚未正式发布，因此各厂商目前依据行业共识，采用8路100~112G Baud PAM4信号的方式实现，即每路信号速率为200~224Gbps。1.6T光模块在今年已经进入样品阶段，有望在明年逐步具备商用条件。

▲IEEE P802.3dj协议时间线

03，联讯仪器，1.6T解决方案

200Gbps/lane速率提供了更高的通信带宽，并显著降低了功耗，但同时对测试测量带来了巨大的挑战。联讯仪器针对200Gbps/lane的信号，重新设计了新的ASIC，推出了新的宽带采样示波器 DCA1065。

▲DCA1065实物图

DCA1065的设计向下兼容部分DCA6201的测试信号，支持单模（1200~1600nm波长）53~56GBd和106~112GBd PAM4信号测试。系统响应可通过SIRC（System Impulse Response Correction）矫正和调整，从而满足不同速率信号的测试。DCA1065同时支持最高64Taps的TDECQ 前馈均衡器（Feed Forward Equalizer，FFE）进行码间串扰（Inter Symbol interference，ISI）消除。

在1.6T测试应用中，联讯仪器DCA1065采样示波器最多支持4路100GBd PAM4信号的眼图测试。联讯仪器提供一款上位机软件（GUI）用于连接仪表和执行具体测试，该GUI软件支持的PAM4测试指标如下：

PAM4测试指标

Bit Rate
Average Power (dBm, W)
TDECQ, Ceq, Partial TDECQ (dB)
Noise Margin, Partial Noise Margin (W, V)
Outer Extinction Ratio (dB)
Outer OMA (dBm, W)
Linearity
Level 0/1/2/3 (W)
Overshoot/Undershoot (%)
Transmitter Power Excursion (dBm，W)
Transition Time (Rising/Falling) (s)
Eye Level Upper/Middle/Lower (W, V)

在PAM4测试中，可根据协议要求使用PRBS码型或者SSPRQ码型，最值得关注的几个指标包括TDECQ（Transmitter and Dispersion Eye Closure Quaternary）、OER（Outer Extinction Ratio）、Outer OMA等。下面详细介绍一下这几个指标。

这里TDECQ是发射机色散眼图闭合四相，是以信号的统计信息（眼图）进行估算而得到的，直观上来说就是对发射机垂直眼图闭合度的测量。TDECQ的测量基于眼图中的两个垂直直方图，理想情况下，两个窗口的位置以0.45 UI和0.55 UI为中心，同时保持直方图相距0.1 UI，每个直方图窗口的宽度为0.04 UI。每个直方图窗口都覆盖眼图的所有调制级别，通过调整直方图对精确时间位置来测量以获得最小的TDECQ值。

▲TDECQ的测量窗口示意图

OMA（Outer Optical Modulation Amplitude）外部光调制幅度指的是在规定的测试码型中，7个连“3” 和6个连“0”的中心两个UI上测量的电平值P3和P0的差值，即OMA=P3-P0。而消光比OER（Outer Extinction Ratio）也是基于这两个电平值计算得到的，OER=P3/P1。

▲Outer OMA/ER定义中功率水平P0和P3示意图

实际测试106GBd PAM4信号（SSPRQ码型）的眼图截图和指标结果如下：

▲DCA1065进行106GBd PAM4信号的测试截图

计算出的参数值如下表：

序号	参数名	参数值	解释
1	（Average） Power	1.20dBm	入光平均功率
2	（FFE后） TDECQ	3.43dB	发射机色散眼图闭合（PAM4）
3	（FFE后） OER	5.01dB	消光比
4	（FFE后） Outer OMA	1372.08uW	光调制幅度
5	（FFE后） NoiseMagin	797.17uW	噪声容限
6	（FFE后） Ceq	0.92dB	FFE引入的噪声增益