Y9T19 相干光模块的“灵敏度”

更新时间:2023-01-19 09:01:16 阅读量:1292

现在的光模块的接收端,

在非相干模块,比如以太网光模块,“灵敏度”是表征光模块RX性能的一个重要参数

在相干模块中,OSNR容限是表征光模块RX性能的一个重要参数。

Y9T18 硅光相干接收APD平衡探测器,我提了一句相干模块“优化灵敏度”的说法,引起很大的疑惑。

什么是灵敏度? 相干光模块有没有灵敏度的指标?为什么相干光模块不用灵敏度作为一个常见指标来处理?

光模块灵敏度的定义,并不仅仅是RX最小接收光功率,而是(在满足有效通信前提)下的最小接收光功率。

不谈有效通信,只谈最小功率,属于不讲武德,Tx端发送的是一组信号,Rx端给你收到一堆乱码,说,这也是信号啊。

有效通信,用什么来做量化标准?误码率,误码,错误的码型,也就是不能传错的意思,但一点不错是不可能实现的一个终极目标。那就顶一个误码率。比如BER 1E-6的意思是,在一百万的码型中只允许你错一个。

怎么才能保证误码率?信噪比就是一个很好的量化指标。可但是在以太网这些传统光模块中,并没有标注信噪比啊?

亲,不是没有标注,而是标准上把这些参数给做了转换,转到可以简单点、便宜点,就能给他们测试出来的。

举一个例子,400G DR4,以太网模块吧,参数中有灵敏度吧?没有信噪比吧。咱看看信噪比藏在哪里?

合集2020第397-399页,写过发射与接收的曲线,取一个灵敏度的标注。在满足特定误码率时,在特定SECQ时的最小接收OMA光功率。

平常我们简述成最小接收功率,而已。


1.jpg


SECQ加多少? 和TDECQ是一样的。SECQ也就是把信号加一些“干扰”,这些干扰用于测试灵敏度,SECQ本质上是模拟了发射信号经过通道劣化后的信噪比。也就是等效表达了“OSNR”的意思。


2.jpg


之前写过很多篇,从不同角度来分析TDECQ/SECQ,这个定义如下


3.jpg


R是噪声的RMS均方根的值

OMA是输出信号的调制幅度

简单理解就是OMA是信号,R是噪声,这个参数中包括了信噪比。


4.jpg


在IM/DD的灵敏度中,测试条件暗含了对信噪比的要求。

那么相干模块中除了定义OSNR容限外,有定义灵敏度么?当然,400G ZR是相干光模块,看OIF对400GZR 1.0和2.0中对于灵敏度的明确标注。测试条件中依然包括OSNR与BER。


5.jpg


那为什么相干光模块,不太使用灵敏度这个概念呢?

因为相干模块类似400GZR单跨的应用只占一部分,很多情况下是“多个跨段”在用。多个跨段用放大器,主要是EDFA进行信号放大,但是呢EDFA在信号放大的过程中,还引入了噪声。

所以,接收端为了保障通信质量,用传统的灵敏度的信号功率去标定BER的话,测试的附加条件,就是备注栏的Conditions,就太多太多了。多到虽然可以进行量化,但测试成本非常高。


6.jpg


反而,重新把OSNR光信噪比来做接收端能力的量化标准,变得简单了。


7.jpg


小结:

问:IM/DD常规的直调直检光模块中,有灵敏度的指标?

答:有,是明确定义了的。

问:IM/DD常规的直调直检光模块中,有OSNR的指标?

答:有,被包括在眼图余量、TDP、TDEC、TDECQ、SECQ这些参数中了。

问:相干光模块中,有灵敏度的指标?

答:有,有些是明确定义了,有些场景则是被暗含在其他参数中了。

问:相干光模块中,有OSNR的指标?

答:有, 是明确定义了的。

为什么在定义接收端指标中,出现这些变化?原因是测试是需要成本的,如何更简化?如何测试更快?如何用一个设备测试更多的指标?....,这些方案的选择目的都是为了降低测试成本。

在不同的应用场景中,看起来毫不相关的一些事情,其实核心是一样的,理清楚脉络后,会发现,万变不离其宗罢了。


2023年的光模块/器件/芯片的市场与技术解析时间表出来了。这是解析是宏观系统性的解读,逻辑关系比较清晰。

2022合集上下册、2021上下册、2020, 这几个册子合计2600+页,六十多万字,是以单点技术为主的,方便查阅。

可详询我同事18140517646