SFP光模块研发与测试方法
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SFP光模块研发与测试方法
光接口的测试项目
发送器眼图模板Transmitted Eye Mask 平均光功率Average Optical Power OFF发送器的平均发送光功率（OFF Average Power） 光调制幅度Optical Modulation Amplitude 消光比测试Extinction Ratio： 中心波长Center Wavelength： RMS频谱宽度RMS Spectral Width： 边模抑制比Side Mode Suppression Ratio 相对强度噪声Relative Intensity Noise OMA 发送器色散与代价Transmission Dispersion and Penalty 受压的接收器灵敏度Stressed Receiver Sensitivity in OMA (Max) 数据相关抖动Data Dependent Jitter 受压的眼图抖动Stressed Eye Jitter 垂直眼图关闭代价Vertical Eye Closure Penalty 误码率Bit Error Rate
OMA越高,信号在光纤中就能传输的更远.ER越高,传输系统对外部 噪声的抗敏感度越高,鲁棒性越好.
11
光通信中的性能参数：Q因子
另外一个重要术语就是Q因子。理论上系统的误码率BER是完全由光信号 的信噪(Signal-to-Noise Ratio)比决定的，也就是Q因子。一般主要在 光纤放大器和接收端进行测量。(σ为噪声的RMS值)
2Paverage
P0 P1
1
P0
P P1 P0
average
2
ER:Extinction Ratio,消光比
ER
P1 P0
, dB
10log10
P1 P0
10
消光比与OMA
对线性衰减（严格的说是对dB值呈线性衰减）的传输系统,ER为 常数.但是OMA是在减小的.这也就是随着信号从发百度文库端到接收端 眼图变窄的现象.
2
常见的光通信中的编码方式 NRZ/RZ (SONET/SDH, Fiber Channel
Gigabit Ethernet, FDDI) AMI (E1/2/3, DS0/1/1A/1C/2/3,STS-1) CMI (E4, DS4, STM-1E, STS-3)
3
NRZ编码
NRZ coding: 1用发光表示，0用熄灭表示。
这种编码通常只用于低于10Gbps速率光连接信号。 目前也有逐渐被替代的趋势.
4
NRZI编码
为了确保在数据传输时有足够的跳变便于接收端稳定的工 作,大多数采用光纤传输的数字通讯系统采用Non-Return to Zero Inverted (NRZI) coding.
在NRZI coding, 0表示成线路上的信号状态跳变,1表示成 状态不变.这种算法可以确保数据上有0串时不会出问题.
13
采样示波器如何去自动套用归一化模板？
第一步：检测出输入信号的平均光功率（AOP） 第二步：将归一化眼图中的50％的百分比光功率值与AOP对应起
来，至此眼图模板上的纵轴百分比数值全部可变换为绝对值。由 于数据率我们事先知道，因此横轴就很容易转换为绝对值。 第三步：调整波形在横轴的位置，将眼图调整在模板（示波器屏 幕）的正中央
8
性能参数
光通信比较关注的性能参数 OMA(Optic Modulation Amplitude) ER(Extinction Ratio) Q因子(Quality) OSNR(Optic Signal to Noise Ratio) Eye Opening/Eye Opening Penalty Bit Error Rate Reciver Sensitivity
5
光通信基础知识介绍-RZ编码
在RZ编码里, 信号在每个单位时间里都会回到0状态即熄 灭无光状态. 1也只是有一半的时间处于激光开状态.
6
NRZ和RZ两种编码的眼图比较
NRZ编码眼图，高功率电平 为逻辑1，低功率电平为 逻辑0，在两高低两阶跳 变。
RZ编码眼图，底部有一根 线为逻辑0，逻辑1显 示为脉冲。
Q P1 P0
1 0
12
关于光信号眼图测试模板
光眼图模板一般由3个区域组成， 从上至下依次为1#、2#、3#区 域
模板的宽度为一个UI 通常1#、3#区域为长方形，2#
区域为六边形或四边形 右图模板上所有的数值均为百分
比而非绝对的时间与光功率，因 此我们通常称之为“归一化模板” 通常，光眼图模板的时间值是固 定的，因为我们知道速率是多少， 但是光功率是百分比值
9
光通信中的性能参数：OMA与ER
逻辑1和逻辑0:
光功率高的状态是逻辑1，反之则为逻辑0.
光功率常用:dBm = 10log(Power(mW)/1(mW))
OMA:Optical Modulation Amplitude
逻辑1和逻辑0光功率差:
OMA=P1-P0
有时也定义成:
P1 1
OMA
7
NRZ和RZ两种编码的比较
NRZ编码长期在光纤传输中占据统治地位，但是这种局面已经开 始显示终结。NRZ编码更适合在传统的Copper media中传输。 目前主要通常在10Gbps及以下的速率长距系统中应用。
RZ比较NRZ码而言，相同速率下具有较宽的频谱范围，更低的失 真、更低的功耗、能更好地抑制非线性的影响。适合在大功率条 件下工作，缺点是展宽了信号的频谱，限制了信道的间隔。但对 现代光纤传输系统而言带宽已经不再是限制条件，因此在高带宽 传输系统中普遍采用RZ码. 目前在10Gbps以上系统中已经开始采用RZ码。
15
ET-RT Basics:
14
眼图测试的方式：RT与ET
实时方式 单次触发，完成数据采集。软件方法进行波形切割与叠加 无需专门的触发信号，可以直接使用被测信号进行触发 样点之间的间隔受示波器实时采样率的限制，目前最小可达25ps
等效采样方式 多次触发，完成数据采集。硬件方式进行波形切割与叠加 需要专门的触发信号 样点之间的间隔受示波器等效采样率限制，目前最小在1ps以下
光接口的测试项目
发送器眼图模板Transmitted Eye Mask 平均光功率Average Optical Power OFF发送器的平均发送光功率（OFF Average Power） 光调制幅度Optical Modulation Amplitude 消光比测试Extinction Ratio： 中心波长Center Wavelength： RMS频谱宽度RMS Spectral Width： 边模抑制比Side Mode Suppression Ratio 相对强度噪声Relative Intensity Noise OMA 发送器色散与代价Transmission Dispersion and Penalty 受压的接收器灵敏度Stressed Receiver Sensitivity in OMA (Max) 数据相关抖动Data Dependent Jitter 受压的眼图抖动Stressed Eye Jitter 垂直眼图关闭代价Vertical Eye Closure Penalty 误码率Bit Error Rate
OMA越高,信号在光纤中就能传输的更远.ER越高,传输系统对外部 噪声的抗敏感度越高,鲁棒性越好.
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光通信中的性能参数：Q因子
另外一个重要术语就是Q因子。理论上系统的误码率BER是完全由光信号 的信噪(Signal-to-Noise Ratio)比决定的，也就是Q因子。一般主要在 光纤放大器和接收端进行测量。(σ为噪声的RMS值)
2Paverage
P0 P1
1
P0
P P1 P0
average
2
ER:Extinction Ratio,消光比
ER
P1 P0
, dB
10log10
P1 P0
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消光比与OMA
对线性衰减（严格的说是对dB值呈线性衰减）的传输系统,ER为 常数.但是OMA是在减小的.这也就是随着信号从发百度文库端到接收端 眼图变窄的现象.
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常见的光通信中的编码方式 NRZ/RZ (SONET/SDH, Fiber Channel
Gigabit Ethernet, FDDI) AMI (E1/2/3, DS0/1/1A/1C/2/3,STS-1) CMI (E4, DS4, STM-1E, STS-3)
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NRZ编码
NRZ coding: 1用发光表示，0用熄灭表示。
这种编码通常只用于低于10Gbps速率光连接信号。 目前也有逐渐被替代的趋势.
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NRZI编码
为了确保在数据传输时有足够的跳变便于接收端稳定的工 作,大多数采用光纤传输的数字通讯系统采用Non-Return to Zero Inverted (NRZI) coding.
在NRZI coding, 0表示成线路上的信号状态跳变,1表示成 状态不变.这种算法可以确保数据上有0串时不会出问题.
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采样示波器如何去自动套用归一化模板？
第一步：检测出输入信号的平均光功率（AOP） 第二步：将归一化眼图中的50％的百分比光功率值与AOP对应起
来，至此眼图模板上的纵轴百分比数值全部可变换为绝对值。由 于数据率我们事先知道，因此横轴就很容易转换为绝对值。 第三步：调整波形在横轴的位置，将眼图调整在模板（示波器屏 幕）的正中央
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性能参数
光通信比较关注的性能参数 OMA(Optic Modulation Amplitude) ER(Extinction Ratio) Q因子(Quality) OSNR(Optic Signal to Noise Ratio) Eye Opening/Eye Opening Penalty Bit Error Rate Reciver Sensitivity
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光通信基础知识介绍-RZ编码
在RZ编码里, 信号在每个单位时间里都会回到0状态即熄 灭无光状态. 1也只是有一半的时间处于激光开状态.
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NRZ和RZ两种编码的眼图比较
NRZ编码眼图，高功率电平 为逻辑1，低功率电平为 逻辑0，在两高低两阶跳 变。
RZ编码眼图，底部有一根 线为逻辑0，逻辑1显 示为脉冲。
Q P1 P0
1 0
12
关于光信号眼图测试模板
光眼图模板一般由3个区域组成， 从上至下依次为1#、2#、3#区 域
模板的宽度为一个UI 通常1#、3#区域为长方形，2#
区域为六边形或四边形 右图模板上所有的数值均为百分
比而非绝对的时间与光功率，因 此我们通常称之为“归一化模板” 通常，光眼图模板的时间值是固 定的，因为我们知道速率是多少， 但是光功率是百分比值
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光通信中的性能参数：OMA与ER
逻辑1和逻辑0:
光功率高的状态是逻辑1，反之则为逻辑0.
光功率常用:dBm = 10log(Power(mW)/1(mW))
OMA:Optical Modulation Amplitude
逻辑1和逻辑0光功率差:
OMA=P1-P0
有时也定义成:
P1 1
OMA
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NRZ和RZ两种编码的比较
NRZ编码长期在光纤传输中占据统治地位，但是这种局面已经开 始显示终结。NRZ编码更适合在传统的Copper media中传输。 目前主要通常在10Gbps及以下的速率长距系统中应用。
RZ比较NRZ码而言，相同速率下具有较宽的频谱范围，更低的失 真、更低的功耗、能更好地抑制非线性的影响。适合在大功率条 件下工作，缺点是展宽了信号的频谱，限制了信道的间隔。但对 现代光纤传输系统而言带宽已经不再是限制条件，因此在高带宽 传输系统中普遍采用RZ码. 目前在10Gbps以上系统中已经开始采用RZ码。
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ET-RT Basics:
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眼图测试的方式：RT与ET
实时方式 单次触发，完成数据采集。软件方法进行波形切割与叠加 无需专门的触发信号，可以直接使用被测信号进行触发 样点之间的间隔受示波器实时采样率的限制，目前最小可达25ps
等效采样方式 多次触发，完成数据采集。硬件方式进行波形切割与叠加 需要专门的触发信号 样点之间的间隔受示波器等效采样率限制，目前最小在1ps以下