【应用】400G应用中发送端与接收端PAM4信号完整组合测试测量方案

时间： 2018-10-30 来源：Keysight

技术问答

与我们生活息息相关并作为整个网络基础的数据中心互联为5G，AR，自动驾驶等低延时大数据传输的种种应用，正面临100G向400G的升级挑战：而这一次你必将不会孤身前往，请和Fantastic Four并肩合作！

上图为64GBd PAM4信号叠加形成

在400G中，更高速的传输速率、更复杂的评判标准、更紧迫的上市时间、更苛刻的功耗要求、更低成本的诉求，层层挑战接踵而至。400G PAM4重重叠叠的眼图，想要睁大这三只眼清晰看世界，并不容易。

面对“叠”影重重，400G发送端与接收端面临前所未有的挑战。

对发送端来说：

1、要有高带宽满足超高信号速率，56G波特率/112G比特率以上的信号需要前所未有的高带宽；

2、要有低噪底呈现真实的被测信号，可以准确测量PAM4信号中更小的眼睛，而不被噪声所淹没；

3、53GBd PAM4测试规范要求使用时钟恢复功能，能够所定闭合的眼图，任它睡眼朦胧也牢牢锁住；

4、锁住还不算，还要凭借灵活的均衡和先进的PAM4时钟锁定算法使眼睛睁大；

5、PAM4信号测试虽然需要复杂运算，但还要更高的速度提升，工期缩短一半不是梦；

6、新的400G标准需要全新的软件测试项和自动测试程序。要能自动完成compliance要求的所有项目，让攻城狮省心做研发；

7、要有多通道同时满足多路测试。随着并行多通道同时测试能进一步缩短测量时间和产品周期；

对接收端来说：

1、要能产生非线性信号，用三只不同大小的眼睛挑战PAM4信号的接收端终极容忍程度；

2、多阶预加重补偿传输通道对高频信号产生的损耗；

3、超长PRBS31Q码型及用户自定义码型编辑全部随心所欲；

4、超复杂抖动注入及抖动容限测试，抖动大全来一份：PJ、BUJ、RJ、SSC、Clk/2；

5、具备EFC（前向纠错）编解码功能，PAM4通信链路中，需要专门的EFC编码和解码功能进行纠错，才能保证PAM4链路的正常通信。

面对400G发送端与接收端PAM4信号测试测量的重重困难，KEYSIGHT推出M8040A 高性能PAM4误码分析仪、N1000A 主机机框、N1078A 光电时钟恢复和N1092 采样示波器来应对。

N1092A/N1092B/N1092C/N1092D采样示波器：

它拥有超强大的功能延伸，可扩展性，几乎可以覆盖所有测试：电口测试、光口测试、光电组合测试、单模、多模、32GBd、56GBd、NRZ、PAM4、单通道、多通道......

N1078A光电时钟恢复：

擅长辅助攻击，是DCA-X与DCA-M（Keysight两大采样示波器系列）的强有力助攻。最擅长对付64GBd PAM4电/光信号，对闭合、扭曲、混叠、变形的眼图信号做时钟恢复。与双胞胎兄弟N1076B对比，它可以同时实现光信号与电信号的时钟恢复功能。

时钟恢复的原理

N1000A系列主机机框：

Keysight于2018年9月发布的新生代主机机框N1000A，是在经典的86100D基础之上的升级版。它显著提升了6倍的采样率（250 kHz vs 40 kHz）。而同样是九月面世的N1060A，集成了PTB（精密时基）和64G CDR（时钟恢复）功能的波形分析模块，拥有两路超高90GHz通道，可方便快捷的进行测试。集成的64G硬件CDR（时钟恢复）模块，可使得以前的不可能变为可能。如下严重混叠的眼图经由CDR锁定并触发DCA后，利用CTLE和FFE均衡使眼图张开。这一组合还可同时使用超100GHz带宽，并支持多达16路通道数的N1046A采样探头前端进一步扩展通道数和测试带宽。

·码型锁定后可提升10倍的眼图及抖动测试速度且显著降低了1/2到3/4的底噪。

·此机框可以向下兼容以前的模块如86105C、86105D、86116C同时也能很好的支持新模块。

M8040A高性能PAM4误码分析仪：

拥有力大无穷超能力的M8040A是基于AXle主机的64G告诉误码仪平台，超高集成度，超高可扩展性，独有的测试探头，可以延展测试信号离被测件更近，从而保证高频信号测试的质量。仪表内置了多种应用，具备抖动注入，信号预加重和接收机均衡，可以产生多种压力信号并全面分析信号质量。

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本文由LEA酱的一生转载自Keysight，原文标题为:攻克 400G “叠”影重重！，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

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选型指南 - KEYSIGHT - 2017年3月31日 PDF 中文下载

KEYSIGHT示波器选型表

KEYSIGHT示波器选型，高清晰度示波器、混合信号示波器、手持式示波器等，最大存储器深度120kpts-2Gpts。

产品型号	品类	描述	宽带（MHz、GHz、GBd）	最大存储器深度（kpts、Mpts、Gpts）	最大采样率（GSa/s、KHz）	操作系统	类型
DSAZ504A	示波器	Infiniium 示波器：50 GHz	50 GHz	2 Gpts	160 GSa/s	Windows 10	Real-Time

选型表 - KEYSIGHT 立即选型

是德科技高达6GHz带宽的EXR系列示波器，16GS/s采样率、1.6G存储深度为测试如虎添翼

KEYSIGHT EXR系列示波器高达6GHz带宽，16GS/s采样率，1.6G存储深度，多种屏幕显示与多种自动测量功能，应用软件的组合，将为测试如虎添翼。电源工程师只要专心做好电路的设计工作，在进行第三代半导体电源器件的动态双脉冲测试时双管齐下，无需再操心测量的问题。

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是德科技新一代C系列光衰减器，提高测试结果的准确性和重复性

光衰减器分为可调光衰减器与固定光衰减器。其主要指标有工作波长、回波损耗、衰减量及精度（衰减范围及分辨率）及工作温度等，常用于评估系统的损耗及各种测试。下面就跟小编一起来了解一下是德科技光衰减器系列产品： N7752C和N776XC系列可变衰减器能够精确控制进入被测件的输入功率，提高测试结果的准确性和重复性。新一代C系列光衰减采用统一的机电和触发设计，能够提高系统搭建的效率，提高设备空间利用率。

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示波器采样率设置多少比较合适？

尼奎斯特采样定理规定，对于具有最大频率fMAX且带宽有限的信号，等距采样频率fS必须大于最大频率fMAX的两倍，这样才能唯一地重建信号而不会产生混叠。本文KEYSIGHT探讨了示波器采样率设置多少比较合适。

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Keysight为400G光模块测试提供高性能采样示波器（光/电眼图仪）及时钟恢复、高速PAM4误码仪、数据流量测试仪

PAM4、FEC技术的广泛采用也使得400G光模块的测试和评估方法与传统的100G光模块有比较大的区别。为了保证其在有限成本和功耗下的性能，需要对其光口、电口的输出质量、接收容限，以及承载真实业务数据下的误码率等表现进行详细的测试，以保证设备间良好的互联互通及可靠数据传输。Keysight为400G光模块测试提供高性能采样示波器（光/电眼图仪）及时钟恢复、高速PAM4误码仪、数据流量测试仪。

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是德科技提供电子行业的测量仪器、方案及服务，主要的产品和服务包括示波器和分析仪。Keysight示波器屡获殊荣，是您在做测量时特别放心的设备。是德科技还提供了多种不同规格的示波器以满足您不同条件下的测量要求。

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型号- N2800A SERIES,DCA-X,86100D DCA-X,N5477A,N2800A,86100D

用户指南 - KEYSIGHT - August 2010 PDF 英文下载

是德科技 N1090A、N1092A/B/C/D/E 和 N1094A/B DCA-M 光电信号采样示波器

型号- 100GBASE-SR4,1090A-EEC,N1092-206,N1090A-1CN,N1090A-1CM,N109X,N1090AU-200,N1092-168,N1010A,N1090AU-140,N1092A,N1090AU-160,N1094B,N1094A,N1090A-140,N1090AU-180,N1092E,N1090A-160,N1092D,86100,861XX,N1092C,N1090A,N1090A-180,N1092B,N1090A-204,N1092,N1090A-200,N1094,N1090AU-204

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