更高的帶寬要求正在增加大型數據中心互連中對400G光模塊的需求。而一系列的測試對於確保400G光模塊的高質量具有重要意義。本文將從挑战、關鍵項、機遇三個方面介紹400G光模塊測試。

400G光模塊測試的挑战

400G光模塊的電接口使用16×28Gb/s的NRZ(不歸零)調制或較新的4或8×56Gb/s的PAM4(4級脈衝幅度)調制。更高的速度和PAM4的利用確實帶來了很大的改進，但也導致物理層的高復雜性，容易造成信號傳輸錯誤，給光模塊廠商帶來了挑战。

物理層的高復雜性

在物理外觀層，400G光模塊的高速接口包括更多的電輸入/輸出接口、光輸入/輸出接口以及其他電源和低速管理接口。而這些接口的所有性能都應該符合400G標准。由於400G光模塊的尺寸與現有的100G光模塊相似，因此這些接口的集成需要更復雜的制造技術。

信號傳輸錯誤

400G電接口的通道速度越高，信號傳輸中的噪聲（也稱爲信噪比）就越大，導致誤碼率（BER）增加，進而影響信號質量。因此，應採取相應的性能測試來保證400G模塊的質量。

开發和制造測試成本

復雜的400G光模塊測試也給光模塊廠商帶來了新的挑战。爲了保證用戶的光模塊質量，廠商必須高度重視光模塊測試設備和研發技術。他們應該確保新產品能夠支持400G升級，同時降低相關的开發和制造測試成本，這些成本可能會阻礙競爭性定價模式。

400G光模塊測試的關鍵項目

對於光模塊供應商來說，產品質量測試是與客戶建立可靠連接的基礎。

ER性能和光功率水平測試

ER（消光比），即電信號調制爲光信號後激光器輸出高電平與低電平時的光功率對數比，是衡量400G光模塊性能的重要且最難的指標。ER測試可以顯示激光器是否工作在最佳偏置點和最佳調制效率範圍內。OMA（外光調制幅度）可以測量光模塊激光器打开和關閉時的功率差異，從另一個方面測試400G光模塊的性能。ER和平均功率都可以通過主流光學示波器來測量。

光譜測試

光譜測試主要分爲三個部分：400G光模塊的中心波長、邊模抑制比（SMSR）和光譜寬度。所有這三個參數對於保持模塊的高質量傳輸和性能至關重要。邊模抑制比值越大，模塊的激光器性能越好。

轉發性能測試

400G光模塊相比現有的QSFP28和QSFP+光模塊集成更加復雜，這對其轉發性能的測試提出了更高的要求。RFC2544定義了網絡和設備的以下基准性能測試指標：吞吐量、延遲和丟包率。在此測試過程中，將對電接口和光接口進行測試，確保其發送和接收的信號質量不會失真。

眼圖測試

與100G光模塊中NRZ調制的單眼圖不同，PAM4眼圖具有三眼。而PAM4與NRZ相比，比特承載效率提高了一倍，但仍然存在噪聲、线性和靈敏度問題。IEEE建議使用PRBS13Q來測試PAM4光眼圖。主要測試指標是眼高和眼寬。通過檢查測試結果中的眼圖高度和寬度，用戶可以判斷400G光模塊的信號线性質量是否良好。

抖動測試

抖動測試主要針對發射機的輸出抖動和接收機的抖動容限進行測試。抖動包括隨機抖動和確定性抖動。由於與隨機抖動相比，確定性抖動是可預測的，因此可以設計發射器和接收器來消除它。在實際測試環境中，將抖動測試與眼圖測試一起進行，以檢查400G收發機的性能。

實際工作條件下的誤碼率測試

在本次測試過程中，400G光模塊將被插入到400G交換機中，以測試其在真實環境中的工作性能、誤碼率和容錯能力。如上所述，400G光模塊通道中較高的誤碼率會導致大多數400G鏈路出現傳輸問題。因此，應用FEC（前向糾錯）技術來提高信號傳輸質量。FEC提供了一種在極其嘈雜的信令環境中發送和接收數據的方法，使得400G鏈路中的無差錯數據傳輸成爲可能。

溫度測試

每個400G光模塊模塊都具有供應商定義的工作溫度範圍。如果溫度超過或超出正常溫度範圍，則模塊將無法正常工作，甚至無法正常工作，甚至導致延遲或網絡故障。因此溫度測試對於光模塊的傳輸性能也至關重要。這是爲了保證高速通信網絡和數據中心中使用的高速400G光模塊的可靠性。

400G光模塊測試的機遇

在5G、人工智能（AI）、虛擬現實（VR）、物聯網（IoT）和自動駕駛汽車的推動下，雖然需要解決多項技術光模塊測試問題，但400G以太網市場的蓬勃發展趨勢無法阻擋。許多制造商和測試解決方案提供商已將自己的400G產品解決方案推向市場。在這種情況下，對於一些規模較小的光模塊廠商來說，400G光模塊測試是他們應該考慮的重點之一，因爲如何提高400G產品的質量和供貨速度，將決定他們從400G市場獲得多少利潤。

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標題：400G光模塊測試如何保證光模塊質量？

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