QSFP测试方案

QSFP+ 模块测试方案

Infiniband测试

Tektronix Beijing.

一．方案构架

QSFP+模块测试方案分为发送端测试（Transmitter）和接收端测试（Receiver）。

Transmitter测试

用作Tx测试的电信号必须足够好，满足标准定义的眼图和模板要求。在测试之前，必须对电信号进行验证

Tx端光输出通过光眼图、OMA、消光比等测试

Receiver测试

Rx端测试需要一个带压力的光信号来模拟现实中信号的输入。这个光信号同样在

Rx端测试之前必须经过抖动和功率的校准

Rx端的电输出性能必须进行测试，有以下三种测试要求：

模板测试：保证足够的眼图张开度。通常在某一定BER的要求下。

抖动分量测试：确保不同类型的抖动满足一定的要求

抖动容限测试：确定Rx端的容限能力

二．方案设备组成

误码率分析仪：BSA260C

BSA260C是当今业内数据率最高的单机误码率分析仪。码型发生器（PG）和误码检测器（ED）的速率高达26Gbps。无需再使用多台设备或在外部通过额外的Mux将数据率提高。BSA260C能够充分发挥其最高的数据率分析能力，充分地对DUT进行测试和性能分析。

而通过通道复用模式（Mux）而达到的的方案（JBert），有很多不确定的问题。第一，Mux本身的抖动定时性能如何，是否会影响到合成后信号的抖动特性。理论上，在多通道复用系统中，参考时钟的抖动会传递到被合成的信号当中去（其实，一些工业规范中，专门有类似的抖动测试：F/2 jitter。例如在10GBase-KR）。另外，对于PG的jitter generation 在Mux模式下的精度和功能是否会受到影响，都没有明确的给出答案。

对于ED而言，却没有类似的DeMux，而是直接将信号输入到原有额定指标只有的误码检测器中。很显然，测试结果无法接受。如下图所示：25Gbps信号的该设备中进行的眼图测试。可以看到非常明显的ISI，以及在眼图内部分散着很多原因不明采样点（不知是PG 发出的信号抖动过大，还是ED接收时产生的问题）。

在ED中，由于采样时钟仅为数据率的一半，因此，每两个bit中就会漏掉一个bit。无法保证对整个数据流无漏失的检测，甚至连基本的BER都无法保证。例如，如果在bit6位置处出现误码，ED是无法检测到的。

所谓的“”误码仪，只是在目前产品无法升级，为了应对市场竞争时，推出的折中方案，用户如果选择，后果风险极大。

在系统调试时，需要对误码出现的规律进行分析，用以确定故障来源。因此，对误码仪而言，不仅仅能够测量误码，而且还要对误码进行分析。BSA260C首先可以通过眼图观测待测信号的质量，还可以通过抖动测试分析其抖动来源，进而确定是否是由于SI的问题引起误码；接着，对于误码出现的规律进行分析，可以通过Error Location功能对误码出现的频率、间隔的时间、码型的相关性以及同Burst和Block甚至外部输入信号之间的关联，从而帮助测试人员快速的确定故障来源。

左上是快速眼图测试，BSA260C通过专利的双判决器技术，实现了快速眼图测试，在短短几秒之内，能够积累10-9误码率的眼图。

左下是抖动分离

右上是浴盆曲线。同示波器测试浴盆曲线最大的区别在于BSA可以真实的测量到很低误码率时的抖动，精度高，而示波器是估算出来的。

右下是误码率相关分析。直方图显示出误码出现的位置呈现某种周期特性，进而对其分析可知误码重复出现周期及时数据帧重复的周期，因此，误码率和数据帧结构相关。

相比之下，JBert也可以进行一些分析功能，但是分析项目较少，能力较弱，速度慢。而Anritsu同样其产品定位于Telecom一致性测量，因此，并没有丰富的无码分析能力。时钟恢复仪：CR286A

在高速串行总线中，时钟是被嵌入在数据流中的，而不是随着数据同步在链路中传输。因此，在Rx端进行接收时会通过CDR（Clock Data Recovery）将时钟从数据流中提取出来，作为采样的依据。对于测试而言，同样也需要进行CDR，作为测量仪器进行抖动分析、眼图

测试的时间参考。

特别的，对于测试时的CDR还有特殊的要求，即：可调节的PLL环路带宽、可调节增益、可调节的数据率等等。CR286A作为仪器级的时钟恢复仪，具有无可比拟的性能。数据速率连续可调，最高、PLL带宽连续可调100KHz~12M，可扩展到24MHz、peaking增益连续可调到6dB。

CR280A是外置的独立的仪器，不会依存其他设备。可以灵活方便的运用在任何高速串行测试系统中。CR280A还可以完成信号的均衡、抖动频谱分析功能。

相比较CR280A，其他的CDR方案都是在ED中的一个选件，即固化在ED中，只能用于自己的系统中。另外，对于Anritsu的CDR，其带宽、增益都是无法调节的。因为其产品主要是定位在Telecom标准的一致性测试中，如ITU等，没有提供调谐能力，意味着无法对产品进行debug。毕竟QSFP+模块会应用在不同的场合，其Serdes的CDR能力不尽相同，为了满足最大的一致性和互操作性，需要考察在不同CDR的情况下信号或系统的性能。CR280A 能够最大程度的满足模拟接收端CDR的需求。

40G/100G光模块：80C10B

80C10B是一款光接收机模块，用于对光信号物理层特性的测试，例如眼图、抖动、模板等。80C10B模拟带宽大于80GHz，最高测试光信号速率>112Gbps。光模块中标配了40G 光参考接收机滤波器，专用对40G的光信号进行标准测试。80C10B具有一下特点和优点：40G光信号测试标准参考，具有最好的噪底性能。

具有最好光参考接收机滤波器一致性，±

ER Calibration功能可以解决ER测试一致性的问题，大大增加了测试的稳定度

可选配，可将O/E的电输出，进行时钟恢复或误码测试

内置光功率计，可以直接测量光功率

DSA8200示波器主机，能够同时进行光、电、码型同步等功能。可以一台主机内实现。

有关40G/100G测试的辅助模块：82A04相位参考模块，可以将DSA8200触发抖动减小到100fs，有利于得到张开度更大的眼图，以更大的余量通过模板测试。