【光电通信】400G相干光模块测试

今日光电 2024-09-08 18:30

 今日光电 

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4 400 G 相干光模块测试

4. 1 实验测试系统
本文基于图 6 所示原理系统搭建了图 7 所示的实验 测试系统利用该实验系统对 400ZR 400ZR+相干光模 块进行测试通过相干光模块的规格参数测试结果验证 该自动化测试系统的软硬件是否正常工作测试效率以 及测试结果的一致性实验系统利用综合业务仪表( VIAVIONT804) 提供标准的相干光模块适配接口不 需要额外的专用测试控制板并能提供业务收发功能被测光模块的收发光接口与一个 2×2 光开关相连通过 控制光开关切换发射或接收光路发射光信号与 ASE噪声信号由分光器 3 耦合后注入光纤盘中然后经可调 滤波器光衰减器 2 后返回接收端通过光功率计 1 2检测光信号经光纤盘前后的功率变化通过光谱仪测量 发端光信号的光谱其中光开关光衰减器光放大器偏振控制器可调光滤波器光谱仪和光功率计等均为可 编程 元 件通过热插拔方式放置在集成光测试平台( VIAVIMAP380) 由主机通过软件编程进行调控

实验测试时获取了测试时间模块功耗模块时延发送 OSNR接收 OSNR 容限等关键指标的测试结果进 行对比分析在测试模块功耗时设置 FEC 裕量参数< 3测量链路无丢包误码时的最大功耗在测试模块时延 时设置帧长 64 bytes 400GE 流量通过自环统计平均 时延对于测试样品选择了 4 个相干光模块厂商的 15400ZR 以及 4 400ZR+光模块样品进行测试以验证 本文所设计的自动化测试系统的功能和性能其中厂商1 和厂商 2 6 个样品均为 400ZR 模块厂商 3 3 个样 品为 400ZR 模块厂商 4 4 个样品为 400ZR+模块
4. 2 测试结果与分析
8 所示为自动化测试系统与传统手动测试的测试 时间对比结果测试时选用了厂商 1 6 400ZR 模 块从对比结果来看自动化测试系统的平均测试时间约为 3. 13 h远低于传统测试方式的 26. 54 h约为其1 /10测试效率提升显著同时传统手动测试时间波动 较大标准差约为 1. 77 h而自动化测试时间标准差约为0. 35 h

9 所示为 4 个厂商的 19 个相干光模块的功耗传 输时延发端 OSNR 和收端 OSNR 测试结果4 4个厂商光模块样品的统计测试结果从图 9( a) 的功耗 测试结果来看不同厂商的 400ZR 400ZR+模块功耗相 差较大厂商 1 模块的平均功耗约为 15. 1 W厂商 2 模 块的平均功耗约为 16. 3 W厂商 3 模块的平均功耗约为14. 5 W厂商 4 模块的平均功耗约为 15. 7 W其中厂 商 2 的各模块功耗偏差较大约为 0. 8 W; 厂商 3 的各模 块功耗偏差较小约为 0. 1 W由于不同厂商模块内部 的光芯片以及 DSP 芯片差异较大导致模块整体功耗相 差较大这部分偏差可以为光模块性能优化设计提供指 引但所有模块的功耗都在 20 W 以内均满足 QSFPDD模块封装规范要求

9( b) 为模块传输时延测试结果由于相干 DSP内部集成了业务映射节点再生功能和各种性能补偿算 法所以传输时延是衡量不同 DSP 性能的重要参考指可以看到厂商 1 和厂商 2 模块的传输时延基本保 持一致大约为 6. 48 μs厂商 3 模块的平均传输时延大 约为 6. 05 μs在所有厂商模块中是最低的考虑到厂商4 模块为 400ZR+模块DSP 内部有更复杂的帧处理和FEC 功能传输时延较大平均约为 7. 89 μs
9( c) ( d) 分别为不同厂商光模块发送端和接收 端 OSNR 容限测量结果除厂商 4 的序列号 3 模块外其他模块的发端 OSNR 均超过 30 dB厂商 2 和厂商 3所有模块的发端 OSNR 性能均超过 34 dB满足 400ZR 标 准要求6对于接收端 OSNR 容限性能厂商 1厂商 2和厂商 3 所有被测模块均小于 26 dB满足 400ZR 标准要 求; 厂商 4 所有模块均小于 24 dB满足 OpenZR+标准要 求11接收端 OSNR 容限是相干光模块连接波分系统 后决定链路性能的重要指标19-20尽管标准协议规定 了其参考范围但从实际测试结果来看模块厂家都会优 化和提高该指标性能以提高自身产品的竞争力

5 结 论
相干可插拔光模块系统复杂度高性能一致性要求 高导致其功能和性能测试的多样性高效的自动化测 试平台可以助力研发生产成为推动相干光模块商用化 的重要引擎之一面对研发和生产过程环节的苛刻要 求如何提高相干光模块的测试效率和产能至关重要为此本文设计并实现了一种面向 400 800 Gb /s 相干 光模块的自动化测试系统该测试系统可以稳定高效 地对相干光模块的固件状态时序发射和接收端光学指 标等功能或性能参数进行测试验证利用可编程信号调 理元件的自动化操控能力以单独或组合协同方式工作通过软件编程实现各测试功能的自动化运行同时本 文搭建了测试系统对不同厂商的 400ZR 400ZR+模块 进行测试验证结果表明相比传统手动测试方式测试 时间可以大幅降低显著地提高模块测试效率并且能 够将测试数据存储在数据库中将测试结果以报告的形 式快速呈现出来
该测试系统在传统测试方法的基础上提出将电域和 光域特性相结合以系统的概念进行相干光模块整体性 测试并设计和实现了针对开放性软件管理接口的测试功能由于 800 Gb /s 可插拔相干模块还未产品化本文 并未进行相关测试验证后续可进一步测试 评 估800 Gb /s 相干光模块产品此外该系统的设计和实现 方法对 1. 6 Tb /s 甚至后续更高速率的相干光模块测试 也具有参考意义。
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