100 Gb/s通信系统物理层测试应用指南

电通路组成，用来在Serdes (在IA中叫作主机)和收发机(在IA中叫作模块)之间传送信号。Serdes和收发机可以相距大约100 mm的PCB到连接器距离，外加50 mm左右的传导轨迹；系统的工作BER必须 10-15。

2.3. 光纤通道32GFC

高速率光纤通道标准32GFC的数据速率为28.05 Gb/s。32GFC实现了28.05 Gb/s技术，之所以出现这种名称上的混淆，是因为每一代技术的名称都希望表示净荷速率(而不是数据速率)比上一代技术翻了一番。这一混淆始于从8GFC转向16GFC时开销大幅度下降，数据速率从8.5 Gb/s提高到14.025 Gb/s，但净荷速率从6.4 Gb/s翻番到12.8 Gb/s。32GFC的净荷速率是25.6 Gb/s，是16GFC的两倍；而数据速率是28.05 Gb/s，远远低于32GFC缩写暗示的速率。

在本指南编写时，32GFC还没有出版，初步版本的参考值很少。

图2. 图(a) 4×25 Gb/s 100G Serdes-收发机WDM光学系统，图(b) 4×25 Gb/s 100G Serdes-收发机光学系统，图(c) 4×25 Gb/s 100G Serdes到Serdes电接口系统。图中没有显示对称返回路径。

[图示内容：]

Transceiver: 收发机

3. 100G系统测试

图2是典型的100G系统的构成部分图。Serdes串行化信号，传送四个25+ Gb/s差分对。可以集成Serdes，也可以每个输出包括多个不同组件。25+ Gb/s电信号从Serdes传送到光接口收发机。收发机对信号再定时，在单模(SM)或多模(MM)光纤上传送光学版本信号。第二台收发机接收光信号，把信号转换成电信号，然后传送到另一个Serdes进行解串行化。纯电信号采用相同的方式，而没有收发机驱动的中间光学信令。

不管是发射机测试还是接收机测试，不管是光接口还是电接口，我们都使用测试码型，把元器件的每个方面和系统的每个组件投入测试。伪随机二进制序列(PRBSn)是标准化的码型，拥有n位的每个置换。OIF CID抖动容限码型旨在拥有PRBS31最激进的元素，外加连续相同(CID)位的72位序列，但采用的是可管理的长度。

泰克BERTScope误码率测试仪提供了100G通信使用的所有测试码型，包括PRBS31、加扰空闲或相关的每个常用测试码型及用户设计的任何码型，长度最长128 Mb。

图3. 受到(a)同步串扰和(b)异步串扰影响的眼图。

所有发射机测试，包括电接口发射机和光接口发射机，都应在每条系统通道双向活动的情况下进行，以包括所有合理的串扰干扰源。为防止不切实际的数据相关干扰，串扰通道上的码型测试应不同于测试信号码型。如果每个汇总器不可能传送唯一的码型，至少应在码型之间引入足够的延迟，以便这些码型不会被同步。

基于多种原因，串扰通道还应该采用同步定时运行：首先，除特殊情况外，每条通道都有一个时钟，这个时钟从输入数据中独立恢复。在每个时钟以相同的标称速率运行时，它们既没有锁频，也没有锁相，也就是说，它们没有同步。第二，如图3所示，同步串扰的属性不同于同步串扰。每次在汇总器进行逻辑跳变时，都会在测试信号眼图的相同区域发生同步串扰劣化。另一方面，同步串扰会导致随机定时劣化。

如果Serdes集成在拥有多个串行化输出的一块芯片上，您必须注意芯片间串扰。如果多个输出使用一个公共时钟定时，那么这些输出应该活动，与测试通道同步，每条通道应发送一个唯一的信号。

由于PCB的频响会损害高频成分，几厘米的PCB中多块Serdes芯片之间或Serdes和收发机之间的电信号要求进行信号调节：在发射机上预加重，在接收机上均衡。

加压的接收机容限测试旨在保证每台满足标准的接收机即使在最坏情况标准输入信号下，仍能在指定BER下工作。对100 GbE IEEE 802.3ba和光纤通道32GFC，指定BER是10-12；对OIF-CEI，指定BER是10-15。

3.1. 光接口发射机测试

表3汇总了发射机建议。

图4a和图4b显示了100GBASE-SR4和100GBASEER4 4×25 Gb/s形状的100 GbE的光接口眼图。眼图模板中使用的归一化逻辑电平0和1使用眼图中央0.2 UI的下半部分和上半部分确定。

可以在DSA8300低噪声等效时间采样示波器或BERTScope上执行眼图模板测试。不管使用哪种设备，宽带宽光电接收机和时钟恢复单元都必不可少。时钟恢复-3 dB带宽在不同技术规范之间是不同的，一般为fdata/1667，CR286A满足了这一要求。CR286A是一种完全基于数字的二阶锁相环(PLL)模块，支持用户指定拐角频率，能够追踪直到24 MHz的抖动。

光电接收机应该使用四阶Bessel-Thompson滤波器，参考频率是数据速率的四分之三，即3/4 fdata。其中没有包括滤波器，以提供标准光接口接收机的近似响应；但是，规范要求使用滤波器，以便不同的测试平台能够在统一的测量条件下运行。

图4a. 低通Bessel-Thompso