光電器件是光通信系統(tǒng)的核心部分，同時在整個光傳輸系統(tǒng)里也占據(jù)非常重要的地位，高速及超高速光電器件相關(guān)技術(shù)也是光通信領(lǐng)域中最具有前瞻性和先導(dǎo)性的領(lǐng)域。作為光通信產(chǎn)業(yè)的核心一環(huán)，基礎(chǔ)芯片和器件的發(fā)展，關(guān)系到中國光通信產(chǎn)業(yè)的整體競爭力，也已成為目前中國光通信長足發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。隨著光電器件及芯片自研增加，針對光電器件測試將變得日益重要。

目前數(shù)據(jù)傳輸速率成倍增長，光波傳輸系統(tǒng)變得越來越先進(jìn)，器件設(shè)計人員和制造商必須最大限度地提高其產(chǎn)品的性能才能夠滿足日益增長的需求。

數(shù)字光通信系統(tǒng)的性能最終是通過比特誤碼率(Bit Error Ratio Test (BERT))來檢驗，但光電元器件(如調(diào)制器、PIN-TIA接收機(jī)和檢波器)的模擬特性，對整個傳輸系統(tǒng)的性能也起著決定性的作用。只有在調(diào)制信號帶寬上，準(zhǔn)確地設(shè)計這些電光器件，才能保證信號在整個系統(tǒng)中高效地傳輸。

而光電元器件分析儀(Optical Vector Network Analyzer)就是測試不同速率/帶寬的電光器件、光纖通道、有線電視傳輸系統(tǒng)、光載無線電和航空航天與國防等應(yīng)用中的所有相關(guān)光電元器件S參數(shù)(例如S21、S11和S22)的首選儀器。

光電元器件分析儀可測量PIN二極管、APD、LiNbO3和電吸收調(diào)制器以及調(diào)制激光源的電光S21響應(yīng)度。

根據(jù)這一測量結(jié)果，可以確定絕對響應(yīng)度、3dB截止頻率以及相對和絕對群時延。

圖1光電器件的測量分析

目前大多數(shù)工程師更熟悉的光模塊測試是分別用采樣示波器和誤碼儀來測試眼圖和誤碼率，通過眼圖和誤碼率的參數(shù)來衡量光模塊中發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的特性。

這種測試時所用的信號是NRZ或者PAM4調(diào)制的數(shù)字信號，碼型是PRBS偽隨機(jī)碼。NRZ和PAM4信號在時域上是變化的電平，NRZ是兩電平變化的，PAM4是四個電平在變化，如圖2所示。

光通信工程師經(jīng)常用誤碼率和眼圖來衡量光通信器件的性能。但是，誤碼率或眼圖通常是用來衡量系統(tǒng)性能，很難用誤碼率來衡量組成系統(tǒng)的各個器件的性能。因此，高速光電元器件分析儀應(yīng)用到光電器件的分析中來，用于表征器件的性能。

圖2.1NRZ(“PAM-2”)

①2個幅度電平

②每個符號有1比特信息

③28 Gbaud NRZ=28 Gb/s

圖2.2PAM4

①4個幅度電平

②每個符號有2比特信息

③對于同樣的符號速率吞吐量翻倍