前言:談到光接口的時域指標(biāo)測試,工程師言必稱采樣示波器(sampling scope)。因為采樣示波器擁有不可比擬的信號完整性方面的優(yōu)勢:帶寬高、噪聲低、量化誤差?。ù怪狈直媛矢撸?,美中不足是需要同步觸發(fā)時鐘,以至于光工程師都漸漸遺忘了實(shí)時示波器(real-time scope)。
挑戰(zhàn):長久以來,工程師們在進(jìn)行光接口測試(尤其是光模塊測試)時都不擔(dān)心同步觸發(fā)時鐘,要么從碼型發(fā)生器(Pattern Generator)引過來、要么使用時鐘恢復(fù)單元(Clock Recovery)從被測信號上恢復(fù)時鐘。前者在生產(chǎn)測試上是極具成本優(yōu)勢的,后者多用于研發(fā),追求極致的測試效果。但是隨著光接口速度的不斷提升,尤其是25GBps以上的多路光接口。每個信號通路上都加入了re-timer單元,也就是說同一個光接口(光模塊)中的不同路信號其實(shí)是不同源的。也就是說來自于碼型發(fā)生器(Pattern Generator)的同步時鐘和信號已經(jīng)未必同步了,這一點(diǎn)在當(dāng)前的PAM4光模塊測試上尤其明顯。經(jīng)過實(shí)際對比測試發(fā)現(xiàn),使用時鐘恢復(fù)單元(Clock Recovery)進(jìn)行測試時結(jié)果要比使用碼型發(fā)生器(Pattern Generator)同步時鐘作為觸發(fā)更加好。不過,當(dāng)工程師需要進(jìn)行更高速度的測試時,時鐘恢復(fù)設(shè)備的價格就會非常高,大大增加測試成本。
圖一:一個典型的多路25GBps光收發(fā)器,每一路都有retimer
新的嘗試:總所周知,采樣示波器的不便之處正是實(shí)時示波器的天生優(yōu)勢:在捕獲信號的時候?qū)崟r示波器使用內(nèi)部時基,無需外部的同步觸發(fā)時鐘。但是實(shí)時示波器給人的印象總是:帶寬低、噪聲高、量化誤差大。還有更要命的是:只支持電輸入。所幸的是隨著技術(shù)的不斷革新,實(shí)時示波器發(fā)生了翻天覆地的變化,帶寬不再是問題、噪聲越來越低,而且最重要的是配合實(shí)時示波器的高帶寬光探頭出現(xiàn)了。于是,工程師們可以嘗試使用高性能實(shí)時示波器來進(jìn)行新一代光接口的測試了。
實(shí)時示波器+光探頭的組合完全無需考慮外部的同步觸發(fā)信號,直接完成信號的捕獲。而時鐘恢復(fù)用軟件實(shí)現(xiàn),鎖相環(huán)帶寬更加精準(zhǔn),也更加彈性(在研發(fā)場合可以任意的設(shè)置鎖相環(huán)帶寬)。而且測試連接及其簡單,只需一根光纖而無需任何的電纜。
圖二:全新的實(shí)時光接口測試方案