面向800 G/1.6 T的112 G/224 G接收机噪声容限测试方案
人工智能训练 、 交换芯片 和 高密度光互连 持续推动单通道电气接口向更高波特率演进。IEEE 802.3bs 代表 26.5625 GBd PAM4 时代,IEEE 802.3ck 将 100G、200G、400G 电气接口建立在约 53.125 GBd 信号之上;正在推进的 IEEE P802.3dj 面向 200G、400G、800G 和 1.6T 以太网,并把 106.25 GBd 级别的电气验证带入产品开发。OIF 的 CEI-224G 系列则覆盖 XSR、VSR、MR 和 LR 等不同互连距离,目标是为 200G、400G、800G 和 1600G 光模块以及芯片间互连提供可互操作的电气接口框架。
在 接收机 物理层验证中,数据眼图本身并不能回答“链路在受扰时还能否工作”。测试必须把两条压力主线拆开并最终组合:一条是 JTOL(抖动容限),验证 接收机 对正弦抖动SJ、随机抖动RJ、周期性抖动PJ、BUJ抖动及扩频时钟SSC等时序扰动的跟踪能力;另一条是 ITOL(Interference Tolerance,干扰或噪声容限),验证接收机在输入叠加 宽带噪声 、串扰等幅度扰动后,SNR、BER 和 CDR 锁定状态如何变化。随着波特率上升,噪声对于RX 接收机的BER性能也会产生不可忽视的影响。标准要求高速误码仪能够注入 宽带噪声 在接收端附近的测试参考位置,通过测试通道到接收机响应计算接收端压力。
通过注入不同幅度的 宽带噪声 ,工程师不仅可以知道DUT是否简单的pass或者fail, 而是能够真正的按照协议的要求摸底,知道具体DUT的余量和容限。 例如DUT 输入端“最终叠加了多少差分交流 RMS 噪声”,以及这个噪声从何时开始造成 SNR 下降、零星误码、连续误码或 CDR 失锁。传统的方案常把 PPG、外部 AWGN 宽带白噪声源、功分器、耦合器、衰减器拼接起来,来产生最终的可校准的噪声输出。但是这种方式存在多个潜在的问题和限制:
输出的噪声频带很难匹配不同速率下的奈奎斯特频率要求, 例如在800G,单波106.25Gbps (53.125GBAUD) 速率下, 奈奎斯特频率是26.5625GHz, 但是宽带噪声源一般提供20GHz或者30GHz 带宽,很难匹配。
不仅价格昂贵,整个硬件环境需要一个单独的白噪声源,并且由于连接复杂,高速信号进入宽带噪声源后耦合在输出,会导致插损过大,以及不必要的反射。 并且宽带噪声源在频域分布的状况虽然满足标准,但是和事实产品应用过程中的串扰噪声的分布有差异。
宽带白噪声源的频率范围调整不灵活,无法灵活的适配不同的速率下的噪声产生。 客户往往需要在不同速率之间切换,而宽带噪声源输出的频率在绝大多数场景是固定的,如果配置不同的滤波器会导致成本增加和设置复杂。
SL3000A-PRO 224G 由主机和一个或两个 Remote Head 组成,非常灵活和方便的连接DUT的电路板或者夹具。每个 Remote Head 提供四通道 PPG 与 ED,双 Remote Head 可组成八通道的同时收发或误码测试。 针对噪声测试,可以通过配置噪声选件, 把一个 Remote Head 的通道定义为 PPG victim信号输出高质量的码型,以及可选的高级抖动注入。另一个 Remote head 作为噪声模块来作为 aggressor产生噪声输出, 再通过高带宽的Pick-off Tee 合路,形成客户测试端真正看到的信号和噪声的叠加。