今天在大型數(shù)據(jù)中心，核心服務(wù)器和 Leaf 層交換機(jī)之間的互連的帶寬也正在持續(xù)推高，正在從主要采用 NRZ 編碼的 10G/25G邁向采用 PAM-4 編碼的 50G/100G 標(biāo)準(zhǔn)光互連接口，光纖網(wǎng)絡(luò)接口和互連正在成為核心層服務(wù)器的接口。

面對(duì)全新的光電測(cè)試挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)服務(wù)器的研發(fā)和測(cè)試工程師，您手邊的常用設(shè)備——長(zhǎng)期馳騁于DDR和PCIE/USB等測(cè)試戰(zhàn)場(chǎng)的——實(shí)時(shí)示波器，還能夠滿足新的需求和挑戰(zhàn)么？

諸如以下問(wèn)題，是否曾經(jīng)困擾過(guò)您？

• “在研發(fā)中，我想使用實(shí)時(shí)示波器，調(diào)試/排除光模塊等組件故障以及光通訊中的錯(cuò)誤檢測(cè)?！?/p>

• “我已經(jīng)花了很大的投資在實(shí)時(shí)示波器上，不想再專門為光信號(hào)測(cè)量的采樣示波器再花錢?！?/p>

• “我想看看我的光發(fā)射機(jī)的原始響應(yīng)?！?/p>

• “如果沒(méi)有時(shí)鐘信號(hào)來(lái)觸發(fā)采樣示波器，再花錢買時(shí)鐘恢復(fù)模塊也是很大的投資。”

• “針對(duì)像PON這樣的“突發(fā)”光信號(hào)，采樣示波器無(wú)法解決，實(shí)時(shí)示波器可以么？”

事實(shí)上實(shí)時(shí)示波器在系統(tǒng)級(jí)研發(fā)和測(cè)試中以其*的觸發(fā)能力和調(diào)試及分析能力有更普遍的適用性，而且更符合日常使用習(xí)慣，那么如何讓實(shí)時(shí)示波器繼續(xù)發(fā)揮作用？現(xiàn)在離解決這些問(wèn)題，只差一步，那就是一款恰當(dāng)?shù)挠糜趯?shí)時(shí)示波器的光電轉(zhuǎn)換探頭！
. 全新 N7005A光電轉(zhuǎn)換探頭為您解憂
為了解決上述類似問(wèn)題和挑戰(zhàn)，Keysight 繼 3 年前推出 N7004A—33GHz 光電轉(zhuǎn)換探頭后，近期推出全新的60 GHz N7005A光電轉(zhuǎn)換探頭：

圖2 N7004A(上)和N7005A(下)光電轉(zhuǎn)換探頭

指標(biāo)如下表：

如何理解上述指標(biāo)中的磚墻響應(yīng)和 4th BT響應(yīng)？

首先，實(shí)時(shí)示波器帶寬通常指磚墻響應(yīng)下的 -3dB帶寬，而針對(duì) PAM-4信號(hào)測(cè)試，在諸如 IEEE P802.3bs™/D3.1 等標(biāo)準(zhǔn)中則明確說(shuō)明采用33 GHz帶寬4階貝塞爾-湯姆遜濾波器，對(duì)CEI-56G-VSR-PAM-4采用40 GHz帶寬4階貝塞爾-湯姆遜濾波器,因此這里也將探頭帶寬換算成 4th BT響應(yīng)帶寬。

下圖是 N7005A 頻率響應(yīng)：

圖3 N7005A的磚墻響應(yīng)和BT濾波擬合響應(yīng)

其本身磚墻響應(yīng)帶寬可達(dá)60 GHz,為上圖中藍(lán)色曲線，粉色曲線是理想4階響應(yīng)，按照BT濾波器擬合后，其帶寬可達(dá)46.6GHz。配合59 GHz示波器，其最終擬合帶寬響應(yīng)結(jié)果與上圖接近。

此外每個(gè) N7005A光電轉(zhuǎn)換器均包含經(jīng)過(guò)優(yōu)化的校正濾波器的頻率響應(yīng)測(cè)量數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)會(huì)平滑頻率響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)更精確的測(cè)量。

那么針對(duì) NRZ 和 PAM-4 光信號(hào)測(cè)試一般需要多少帶寬呢？

NRZ(PAM2):

示波器 BW ≥ 光速率 *0.75 * 3/2

PAM-4:

示波器 BW ≥ 光符號(hào)速率 *0.5 * 3/2

硬件已經(jīng)俱備，軟件呢？

在V/Z系列及早期 90000X 和 90000Q 示波器上安裝新版本的 Firmware 均可支持 N7004A—33 GHz 光電探頭，在 UXR系列示波器型號(hào)上，10.25 以上版本均可支持。提供基本的光信號(hào)相關(guān)測(cè)量和暗電平校準(zhǔn)功能。

在Infiniium實(shí)時(shí)示波器軟件下可以得到的光信號(hào)測(cè)量項(xiàng)目如下：
是不是覺(jué)得這些相比采樣示波器上支持的測(cè)量項(xiàng)目少了許多？

現(xiàn)在，Keysight的 FlexDCA 系列軟件包也可以支持 UXR 系列示波器配合 N7005A 光電探頭，提供更多測(cè)量項(xiàng)目。

N1010100A 研發(fā)用軟件包和 N1010200A 生產(chǎn)用軟件包可以使用 FlexRT（實(shí)時(shí)示波器控制）的FlexDCA軟件功能來(lái)控制基于 UXR 的示波器和 N7005A。FlexDCA 與用于控制是德科技 N1092A / B / C / D 數(shù)字通信分析儀（DCA-M）的軟件相同，該軟件以執(zhí)行快速而準(zhǔn)確的光學(xué) PAM4 測(cè)量（例如TDECQ）而聞名。

使用相同的軟件應(yīng)用程序來(lái)控制基于DCA和基于UXR的示波器，可以確保很好的測(cè)量相關(guān)性，同時(shí)提供相同的UI體驗(yàn)，以實(shí)現(xiàn)很好程度的易用性。FlexRT功能控制實(shí)時(shí)采集系統(tǒng)，以提供經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的光學(xué)測(cè)量結(jié)果，例如：

• Transmitter and Dispersion Eye Closure Quaternary(TDECQ)

• Outer Optical Modulation Amplitude (Outer OMA）

• Outer Extinction Ratio(Outer ER）

• Average Optical Power

• …..

在集成FlexRT軟件后，在實(shí)時(shí)示波器上提供了便利性，可以輕松配置時(shí)鐘恢復(fù)，通道和參考接收機(jī)設(shè)置，除了執(zhí)行與采樣示波器兼容的光參數(shù)測(cè)量還提供采樣示波器不具備的調(diào)試能力！

在實(shí)際使用中，推薦使用UXR系列實(shí)時(shí)示波器，其在高性能實(shí)時(shí)產(chǎn)品上的10bit ADC和超低本底噪聲將帶來(lái)相比一般8bit ADC更加優(yōu)異的測(cè)量結(jié)果。