400G光模块测试系统，由计算机和上位机进行控制，可提升功率、接收灵敏度、眼图测试效率

时间： 2021-05-25 来源：伽蓝特

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

表1 400G光模块

400G测试方案

图 1 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 2 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3 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。

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