較低的信噪比SNR,對(duì)噪聲更敏感
④TX/RX的設(shè)計(jì)更復(fù)雜,成本更高
圖3數(shù)字信號(hào)頻譜分布
數(shù)字信號(hào)的頻譜,無論是NRZ還是PAM4調(diào)制,或是PRBS的任意編碼形式,其頻譜都呈sinc函數(shù)型(如圖3),因此我們很難在頻域上解析信號(hào)中的信息,因此如果想去解析傳輸信號(hào)中包含的信息,我們通常是在時(shí)域上進(jìn)行解析的。
而測(cè)試眼圖或者誤碼率就是在時(shí)域上評(píng)判系統(tǒng)的優(yōu)劣,如果眼圖和誤碼率都能滿足指標(biāo)要求,那說明系統(tǒng)的功能是優(yōu)異的,該系統(tǒng)可以無失真的傳輸信號(hào),而反之,如果測(cè)試發(fā)現(xiàn)眼圖或是誤碼率都不能滿足指標(biāo)要求,眼睛睜不開,或者誤碼率很高,那么我們就要考慮是否是組成系統(tǒng)的器件的性能出現(xiàn)了問題。
器件性能對(duì)信號(hào)傳輸最主要的影響就包括器件帶寬的影響,因此,當(dāng)單路速率比較高時(shí),我們通常都會(huì)去測(cè)器件的頻域性能,即頻率響應(yīng)。
如圖3所示的時(shí)域信號(hào),轉(zhuǎn)換到頻域上我們可以看到,是一個(gè)sinc函數(shù)的包絡(luò),該頻譜的主要頻譜能量都分布在sinc函數(shù)的第一過零點(diǎn)以內(nèi),第一過零點(diǎn)是由比特率來決定。從頻譜分布來看,可知比特率越高,上升時(shí)間越小,信號(hào)所占用的頻譜帶寬就越大。
因此,當(dāng)我們傳輸速率比較高的時(shí)候,就需要保證器件的帶寬足夠大,這樣才能夠滿足無失真?zhèn)鬏敶髱捫盘?hào)的條件。而光波器件分析儀LCA的主要功能就是測(cè)試光電器件的頻域特性的。
時(shí)域測(cè)試與頻域測(cè)試并不是完全獨(dú)立的,他們是有一定關(guān)系的。
時(shí)域測(cè)試時(shí),在整個(gè)測(cè)試鏈路中傳輸?shù)男盘?hào)是數(shù)字信號(hào),從頻域上看所有的所有頻率分量雖然幅度各不相同,但它們是同時(shí)存在于測(cè)試鏈路中的,如圖3所示。
而頻域測(cè)試,每一時(shí)刻,鏈路中只存在一個(gè)單獨(dú)的頻率分量,每一時(shí)刻都測(cè)量一個(gè)單獨(dú)的頻率分量下的器件性能,信號(hào)頻率隨著時(shí)間掃描,從測(cè)試的起始頻率掃描到終止頻率,最終獲得整個(gè)測(cè)試帶寬的頻率響應(yīng)。
保證器件的帶寬是足夠傳輸高速信號(hào)的,這一步叫做器件的性能測(cè)試。
性能測(cè)試通關(guān)之后才會(huì)進(jìn)行封裝,封裝后還要進(jìn)行時(shí)域的測(cè)試,這一步通常叫做功能測(cè)試。
因此對(duì)于一個(gè)合格的器件的生產(chǎn),尤其是高速光通信器件,頻域和時(shí)域的測(cè)試都是必不可少的。如圖4,就是一個(gè)光模塊的生命周期,以及他們這個(gè)周期中需要經(jīng)歷的測(cè)試,在光模塊出廠之前,需要分別經(jīng)歷晶元的生產(chǎn),電路集成,晶元測(cè)試,切割,校準(zhǔn),封裝,功能測(cè)試等流程,其中晶元測(cè)試我們一般會(huì)測(cè)器件的波長域的性能以及頻域的性能(光電元器件分析儀完成),在封裝后,要進(jìn)行功能性測(cè)試(時(shí)域測(cè)試,眼圖誤碼等)。
圖4光模塊的生命周期