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用于4Gbps 850nm FC接收机的极限参数测试源

发布时间:2008/6/2 0:00:00 访问次数:542

概述
对任何一个无差错(带有余量)的光传输链路而言,整个链路中的每一个元器件都必须满足严格的性能指标。由于链路上的元器件分别由不同的供货商提供,所以在最差的条件下,这些元器件仍然能一起协调的工作显得非常重要。由于链路数据速率在不断地提高,而传输每吉比特的价格却在持续下降,因此上述的需求就显得更加紧迫。

光纤通道标准(其他的标准,如万兆以太网)定义了规范和测试方法以保证来自不同厂商的元器件能够在系统中协调的工作,并且对最差条件下的链路留有一定的余量。对链路中的每一个元器件都分配了抖动规范(串并转换器,发射机,光纤,接收机,pwb等)。但是一个重要的接收机测试参数—极限接收灵敏度通常被忽略。极限测试是用来评价接收机在眼图闭合度最差时的性能指标,眼图闭合度也指符号间干扰(isi)。例如,在一般情况下,接收机灵敏度性能测试还比较满意,但是在极限条件下测试,接收机的性能指标就变得无法接受。与仅测试接收机小信号带宽相比,极限测试(时域的误码测试)能够提供更丰富的指标信息。多年以来,针对扩展链路模型,标准委员会制定了isi的规范和必要的测试功率。这些规范主要包括数据速率、信号源边沿速率、光纤特性和链路工作波长等。4gbps fc的最大isi是针对850nm的62 m光纤链路(2.14db)。本文阐述了如何利用max3748评估板、t形偏置、贝塞尔-汤姆逊(bt)滤波器和4gbps 850nm的vcsel来产生极限测试源。


测试极限眼图所需要的条件

极限眼图包括抖动和isi。表1给出了眼图闭合度的指标要求,该指标来自光纤通道规范。

由于占空比失真(dcd)的存在,表1专门给出了确定性抖动(dj)。dj在垂直眼图闭合度的测试中导致了不对称,极大的降低了系统带宽,因此dj是链路中所必须测试的参数。链路中产生dcd的一个可能原因是激光器的接通延时,这会导致一个短的“开”持续和一个长的“关”持续的出现。 表1:针对多模极限眼图的光纤通道抖动要求概要

下面将主要阐述针对62 m光纤在最差眼图闭合度条件下,如何产生4.25gbps的极限眼图。如果测试单元在这样的条件下能够有良好的指标性能,那么针对50 m光纤会有更好的指标。图1是一个理想的极限眼图,该眼图包括isi和由dcd引起的0.085ui(20psec)的dj。

规范1中对眼图闭合度的定义是:

垂直眼图闭合度代价

其中a0和an的定义在图1中给出。

采用一个实际的元器件产生4.2gbps的所示眼图比较难。产生dcd需要非线性器件,例如后置放大器的补偿。一般很难产生不含模式抖动的一个很纯的dcd。该眼图的一个特点是其垂直张开相对于零平均值的不对称性。包括dcd的有效眼图闭合度为:

有效垂直闭合度(db)

误码率主要由最近通过均值或者限幅域值的闭合来决定。

图1的例子中,该闭合是在逻辑“1”上的,主要是产生一个含有dj(可能是模式dj)的眼图,但要包括2.6db的有效垂直闭合,该闭合是相对于均值“1”,“0”。
图2是含有0.09ui的模式抖动的仿真眼图,该眼图中含有很少的或者没有dcd。当加入dcd以获得同样的最坏眼图闭合度(2.6db)时,需要缓慢降低波形的上升和下降时间,来加入附加的眼图闭合度。

有效垂直闭合度(图2)

=-10 log(2 0.55/2) =2.6db (3)

产生极限眼图

图3是产生和测试极限眼图的装置,它同光纤通道标准中的一个模块相似。

极限眼图产生主要包括以下模块

1)低通滤波器

2)限幅放大器

3)4阶bt滤波器

4)偏置网络

5)vcsel光源

第一个低通滤波器产生模式dj,它有效降低数据的边缘速率,使模式抖动在限幅放大器的过零处产生。滤波器可以是一段同轴电缆,也可以是一个集总元件滤波器。在限幅放大器的输入端加入一个简单的电容也能产生需要的dj。该例中在4.2gbps速率上产生了足够的剩余dj,在测试系统(模式产生器,后置放大器和光源)中,不需要再加入滤波器。
然后限幅放大器去掉第一个滤波器产生的任何isi,保留dj。如果不需要第一个滤波器,并且模式产生器的输出不会变化,那就可以去掉限幅放大器。max3748限幅放大器可以采用单端输入,未被使用的输入端接50 的终端。

限幅放大器之后是贝塞尔-汤姆逊线性相位滤波器,用来附加所需的isi。isi

概述
对任何一个无差错(带有余量)的光传输链路而言,整个链路中的每一个元器件都必须满足严格的性能指标。由于链路上的元器件分别由不同的供货商提供,所以在最差的条件下,这些元器件仍然能一起协调的工作显得非常重要。由于链路数据速率在不断地提高,而传输每吉比特的价格却在持续下降,因此上述的需求就显得更加紧迫。

光纤通道标准(其他的标准,如万兆以太网)定义了规范和测试方法以保证来自不同厂商的元器件能够在系统中协调的工作,并且对最差条件下的链路留有一定的余量。对链路中的每一个元器件都分配了抖动规范(串并转换器,发射机,光纤,接收机,pwb等)。但是一个重要的接收机测试参数—极限接收灵敏度通常被忽略。极限测试是用来评价接收机在眼图闭合度最差时的性能指标,眼图闭合度也指符号间干扰(isi)。例如,在一般情况下,接收机灵敏度性能测试还比较满意,但是在极限条件下测试,接收机的性能指标就变得无法接受。与仅测试接收机小信号带宽相比,极限测试(时域的误码测试)能够提供更丰富的指标信息。多年以来,针对扩展链路模型,标准委员会制定了isi的规范和必要的测试功率。这些规范主要包括数据速率、信号源边沿速率、光纤特性和链路工作波长等。4gbps fc的最大isi是针对850nm的62 m光纤链路(2.14db)。本文阐述了如何利用max3748评估板、t形偏置、贝塞尔-汤姆逊(bt)滤波器和4gbps 850nm的vcsel来产生极限测试源。


测试极限眼图所需要的条件

极限眼图包括抖动和isi。表1给出了眼图闭合度的指标要求,该指标来自光纤通道规范。

由于占空比失真(dcd)的存在,表1专门给出了确定性抖动(dj)。dj在垂直眼图闭合度的测试中导致了不对称,极大的降低了系统带宽,因此dj是链路中所必须测试的参数。链路中产生dcd的一个可能原因是激光器的接通延时,这会导致一个短的“开”持续和一个长的“关”持续的出现。 表1:针对多模极限眼图的光纤通道抖动要求概要

下面将主要阐述针对62 m光纤在最差眼图闭合度条件下,如何产生4.25gbps的极限眼图。如果测试单元在这样的条件下能够有良好的指标性能,那么针对50 m光纤会有更好的指标。图1是一个理想的极限眼图,该眼图包括isi和由dcd引起的0.085ui(20psec)的dj。

规范1中对眼图闭合度的定义是:

垂直眼图闭合度代价

其中a0和an的定义在图1中给出。

采用一个实际的元器件产生4.2gbps的所示眼图比较难。产生dcd需要非线性器件,例如后置放大器的补偿。一般很难产生不含模式抖动的一个很纯的dcd。该眼图的一个特点是其垂直张开相对于零平均值的不对称性。包括dcd的有效眼图闭合度为:

有效垂直闭合度(db)

误码率主要由最近通过均值或者限幅域值的闭合来决定。

图1的例子中,该闭合是在逻辑“1”上的,主要是产生一个含有dj(可能是模式dj)的眼图,但要包括2.6db的有效垂直闭合,该闭合是相对于均值“1”,“0”。
图2是含有0.09ui的模式抖动的仿真眼图,该眼图中含有很少的或者没有dcd。当加入dcd以获得同样的最坏眼图闭合度(2.6db)时,需要缓慢降低波形的上升和下降时间,来加入附加的眼图闭合度。

有效垂直闭合度(图2)

=-10 log(2 0.55/2) =2.6db (3)

产生极限眼图

图3是产生和测试极限眼图的装置,它同光纤通道标准中的一个模块相似。

极限眼图产生主要包括以下模块

1)低通滤波器

2)限幅放大器

3)4阶bt滤波器

4)偏置网络

5)vcsel光源

第一个低通滤波器产生模式dj,它有效降低数据的边缘速率,使模式抖动在限幅放大器的过零处产生。滤波器可以是一段同轴电缆,也可以是一个集总元件滤波器。在限幅放大器的输入端加入一个简单的电容也能产生需要的dj。该例中在4.2gbps速率上产生了足够的剩余dj,在测试系统(模式产生器,后置放大器和光源)中,不需要再加入滤波器。
然后限幅放大器去掉第一个滤波器产生的任何isi,保留dj。如果不需要第一个滤波器,并且模式产生器的输出不会变化,那就可以去掉限幅放大器。max3748限幅放大器可以采用单端输入,未被使用的输入端接50 的终端。

限幅放大器之后是贝塞尔-汤姆逊线性相位滤波器,用来附加所需的isi。isi

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