从系统角度来看待LPO的测试应用

10/30/2023，光纤在线讯，随着CHATGPT、AI的爆发，NVDIA主推的LPO方案今年被推到了风口浪尖，随着光模块端模拟器件的成熟，带宽及增益均衡的提升，交换机芯片DSP均衡能力的加强，光模块中不使用数字处理芯片已经成为现实。值得一提的是消费类领域，HDMI、DP和Type C等相对低速的传输，一直在使用线性直驱的方法设计制造光引擎及AOC。

从理论和测试验证中，我们可以看出LPO的系统，大大降低了系统散热、功耗及数据传输延迟，但带来的问题是LPO在主机端的ASIC数据处理能力要比使用传统的光电模块的主机端ASIC要强得多。一定程度上来说，将原来光电模块上的DSP能力移植到了主机处理ASIC上。
 
来源于Hisilicon Discussion on the Optical Interconnection Application of Linear Technology
由于光模块上没有DSP的能力并增强了模拟均衡的功能，这样会放大来自于主机端信号的Noise和Jitter，而对于主机厂商而言，每家的layout结果及端口都会有一定的区别，这就产品各个端口损耗及信号完整性的差异。因此协会对主机信号压力的输出提出了一定的要求，并对整个LPO系统中的各个点提出了具体的测试需求。MultiLane作为紧跟前沿的数据通信方案提供商，也对TP1a、TP2及TP4做了响应的测试解决方案。

 

TP1a主要是来源于主机的信号，由于各家主机厂商的设计及端口的差异，模块厂商无法一一去获得不同主机厂商的产品。MultiLane设计了相应模拟主机物理信号及损耗的套件作为LPO光模块电信号源，验证LPO光模块的Tx性能。

TP1a测试设置
ML4079EN作为一个压力眼产生器，可模拟主机产生水平方向的Sj、Dj、Rj及垂直Crosstalk信号，同时也可以通过调整PAM4的眼高进行RLM的模拟。ML4067 channel board作为线性高带宽插损板（2-24db IL at 26.5GHz），可以模拟主机不同端口的Loss状况。ML4079EN+ML4067的组合可以完整的模拟出主机信号输出的物理特性，ML406B作为70GHz带宽的电采样示波器可以校准压力插损的信号VEC、VEO、TECQ、SNDR等参数，用于下一步的LPO光模块输入信号。

TP2的测量则主要是测试LPO的光模块Tx光眼图，可以用ML4079EN压力眼误码仪或ML4081任意波形发生器作为压力眼激励源，同时用符合IEEE规范的ML4062/64-MCB-112 QDD800/OSFP800的MCB做为测试夹具，通过使用光采样示波器测量ER、TDECQ等参数来调整LPO芯片的Gain等相关参数。同时，也可以通过之前TP1a校准所得的TECQ、SNDR及相关的干扰来获得一个标准的光压力源TP2/TP3用于TP4a的验证。

当然作为TP4a的测量方法现在众说纷纭，但总体来说电采样示波器、BER及更高一级的帧余量测量也是可行的。针对这个TP4a，MultiLane则提供了前端校准过的LPO压力光源直接通过ML4062/64-112-MCB输入被测LPO对TP4a进行电眼和BER/FEC的测量。
 

以上我们可以发现MultiLane完整的LPO系统测试方案，从系统的角度对整个LPO链路及测试点进行校准和测量，让工程师在研发过程中更清晰自己的改善点，并通过不同点的改善来满足主机厂商的要求。同时，值得一提的是MultiLane ML4079EN+ML4062/64-HCB也适合用于模拟光电模块的信号用于主机的压力测量。
如需更详细的了解LPO的系统测试方案，可直接访问我们网站www.te-lead.com 或 https://multilaneinc.com/ 查询ML4079EN、ML4067等相应产品

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