如何应对PAM.pdf

VIAVI Solutions VIAVI Solutions 技术数据表 VIAVI 如何应对PAM-4及400G客户模块测试挑战 在过去的20年里，NRZ系统（最高到100G 4x25G）一直是本产业链的主流，而测试和验证此物理层链路或测试客户侧光模块 的方法和手段也是相对简单。BER（比特误码率）指标是评估链路和接口性能Pass/fail的最重要指标。在大多数的情况下， 在整个测试时间周期内，整个产业链都认为链路无误码最为关键。 随着移动互联网及基于云的构架的数据需求持续爆炸性增涨，直接快速推进客户侧光接口向更高速率演进，受制于器件 的带宽及产业链成熟度影响，PAM-4逐渐成为新的下一代高速客户链路的典型码型调制格式，同时以太网FEC（前向纠错）技 术伴随着出现在所有的接口的PMD层。新的编码调制及FEC的引入，给产业界带来了广阔无限的发展前景，但是由于PAM-4的 本身对码间干扰ISI抵抗力非常弱，其链路更容易误码，此时误码的统计分布特性及FEC本身算法限制对链路或系统的最终性 能起到最决定性的影响，而此时已不是一个简单的Pass/Fail所能简单描述的。 本文创新地提出如何应对当新的50G/NG 100G/200G/400G 客户链路的挑战，通过引入在测试和验证评估技术及手段上的 创新，同时不增加成本和负担，从而帮整个产业链更好地评估和验证下一代高速客户侧光模块及接口链路提供可靠与可重复 的测试依据和保障，从而保证更有信心的将产品交付给客户。  •传统的物理通道速率25G及以下的验证手段 由于基于NRZ的光电口调制方式的链路系统已经发展近几十年的，特别是25G速率及一下相对技术和产业链非常成熟， 测试方法相对简单。主要包括： 1. 非成帧的测试，检查链路的某段时间的误码情况，一般情况是要求0误码（1E-15）； 2. 基于光模块的整体的压力测试一般包括：不同的非成帧序列频谱加载，时钟频偏测试，Skew测试， 压力眼图灵敏度测试等； 此测试前提是基于链路可以运行在0误码（具有很大的系统余量），且没有使用FEC（前向纠错）通过软件方式进行链 路信噪比余量的提升。但对于那些通过降低模块PMD成本（SR4，CWDM4，SWDM4），牺牲物理链路误码余量，最后通过FEC来保 证最终整体误码性能的同样可以作为相应的评估标准。  •下一代PAM-4技术模块接口技术简介 IEEE 802.3bs，802.3cd，802.3cm，B10km SG分别定义的不同物理接口及相应的技术（如下图1-1所示），其中bs已经完 成标准化，cd接近完成标准化。但是所有技术所有采用的主要技术实现大体相同，主要包括： • PAM-4技术. PAM-4调制主要通过使用4电平代替传统的两电平（0，1），调制方式相对简单，但可实现baud率保持一致的条件下，在相 同的周期里比特速率（信息）比原先的基础上提高一倍。但随着编码效率的提高，其误码性能的信噪比余量却比原来的NRZ 码型1/3还要差，且链路裸误码性能直接受码型线性度，噪声，通道串扰，抖动，时钟恢复等多重因素 比原先的基础上提高一倍。但随着编码效率的提高，其误码性能的信噪比余量却比原来的NRZ码型1/3还要差，且链路裸误 码性能直接受码型线性度，噪声，通道串扰，抖动，时钟恢复等多重因素 Reach Medium 50G NG 100GE 200GE 400GE P802.3cd P802.3cd P802.3cd P802.3bs SR MMF 50GBASE-SR 100GBASE-SR2 200GBASE-SR4 400GBASE-SR16 (100 m) (50G PAM-4) (2x50G PAM-4)