较低的信噪比SNR,对噪声更敏感
④TX/RX的设计更复杂,成本更高
图3数字信号频谱分布
数字信号的频谱,无论是NRZ还是PAM4调制,或是PRBS的任意编码形式,其频谱都呈sinc函数型(如图3),因此我们很难在频域上解析信号中的信息,因此如果想去解析传输信号中包含的信息,我们通常是在时域上进行解析的。
而测试眼图或者误码率就是在时域上评判系统的优劣,如果眼图和误码率都能满足指标要求,那说明系统的功能是优异的,该系统可以无失真的传输信号,而反之,如果测试发现眼图或是误码率都不能满足指标要求,眼睛睁不开,或者误码率很高,那么我们就要考虑是否是组成系统的器件的性能出现了问题。
器件性能对信号传输最主要的影响就包括器件带宽的影响,因此,当单路速率比较高时,我们通常都会去测器件的频域性能,即频率响应。
如图3所示的时域信号,转换到频域上我们可以看到,是一个sinc函数的包络,该频谱的主要频谱能量都分布在sinc函数的第一过零点以内,第一过零点是由比特率来决定。从频谱分布来看,可知比特率越高,上升时间越小,信号所占用的频谱带宽就越大。
因此,当我们传输速率比较高的时候,就需要保证器件的带宽足够大,这样才能够满足无失真传输大带宽信号的条件。而光波器件分析仪LCA的主要功能就是测试光电器件的频域特性的。
时域测试与频域测试并不是完全独立的,他们是有一定关系的。
时域测试时,在整个测试链路中传输的信号是数字信号,从频域上看所有的所有频率分量虽然幅度各不相同,但它们是同时存在于测试链路中的,如图3所示。
而频域测试,每一时刻,链路中只存在一个单独的频率分量,每一时刻都测量一个单独的频率分量下的器件性能,信号频率随着时间扫描,从测试的起始频率扫描到终止频率,最终获得整个测试带宽的频率响应。
保证器件的带宽是足够传输高速信号的,这一步叫做器件的性能测试。
性能测试通关之后才会进行封装,封装后还要进行时域的测试,这一步通常叫做功能测试。
因此对于一个合格的器件的生产,尤其是高速光通信器件,频域和时域的测试都是必不可少的。如图4,就是一个光模块的生命周期,以及他们这个周期中需要经历的测试,在光模块出厂之前,需要分别经历晶元的生产,电路集成,晶元测试,切割,校准,封装,功能测试等流程,其中晶元测试我们一般会测器件的波长域的性能以及频域的性能(光电元器件分析仪完成),在封装后,要进行功能性测试(时域测试,眼图误码等)。
图4光模块的生命周期