較低的信噪比SNR,對噪聲更敏感
④TX/RX的設計更復雜,成本更高
圖3數字信號頻譜分布
數字信號的頻譜,無論是NRZ還是PAM4調制,或是PRBS的任意編碼形式,其頻譜都呈sinc函數型(如圖3),因此我們很難在頻域上解析信號中的信息,因此如果想去解析傳輸信號中包含的信息,我們通常是在時域上進行解析的。
而測試眼圖或者誤碼率就是在時域上評判系統的優劣,如果眼圖和誤碼率都能滿足指標要求,那說明系統的功能是優異的,該系統可以無失真的傳輸信號,而反之,如果測試發現眼圖或是誤碼率都不能滿足指標要求,眼睛睜不開,或者誤碼率很高,那么我們就要考慮是否是組成系統的器件的性能出現了問題。
器件性能對信號傳輸最主要的影響就包括器件帶寬的影響,因此,當單路速率比較高時,我們通常都會去測器件的頻域性能,即頻率響應。
如圖3所示的時域信號,轉換到頻域上我們可以看到,是一個sinc函數的包絡,該頻譜的主要頻譜能量都分布在sinc函數的第一過零點以內,第一過零點是由比特率來決定。從頻譜分布來看,可知比特率越高,上升時間越小,信號所占用的頻譜帶寬就越大。
因此,當我們傳輸速率比較高的時候,就需要保證器件的帶寬足夠大,這樣才能夠滿足無失真傳輸大帶寬信號的條件。而光波器件分析儀LCA的主要功能就是測試光電器件的頻域特性的。
時域測試與頻域測試并不是完全獨立的,他們是有一定關系的。
時域測試時,在整個測試鏈路中傳輸的信號是數字信號,從頻域上看所有的所有頻率分量雖然幅度各不相同,但它們是同時存在于測試鏈路中的,如圖3所示。
而頻域測試,每一時刻,鏈路中只存在一個單獨的頻率分量,每一時刻都測量一個單獨的頻率分量下的器件性能,信號頻率隨著時間掃描,從測試的起始頻率掃描到終止頻率,最終獲得整個測試帶寬的頻率響應。
保證器件的帶寬是足夠傳輸高速信號的,這一步叫做器件的性能測試。
性能測試通關之后才會進行封裝,封裝后還要進行時域的測試,這一步通常叫做功能測試。
因此對于一個合格的器件的生產,尤其是高速光通信器件,頻域和時域的測試都是必不可少的。如圖4,就是一個光模塊的生命周期,以及他們這個周期中需要經歷的測試,在光模塊出廠之前,需要分別經歷晶元的生產,電路集成,晶元測試,切割,校準,封裝,功能測試等流程,其中晶元測試我們一般會測器件的波長域的性能以及頻域的性能(光電元器件分析儀完成),在封裝后,要進行功能性測試(時域測試,眼圖誤碼等)。
圖4光模塊的生命周期