448 Gbps多级脉冲幅度调制测验计划

跟着数据。中心。规划的不断扩大以及。AI。大模型等技能的鼓起，商场对高速、大容量数据传输的需求日益增长。例如，AI练习集群中。GPU。等设备之间的互联需求更高的传输速率来提高功率。在技能晋级方面，SerDes技能的不断进步为单通道448G技能的开展供给了中心动力。一起，光模块和光引擎技能的开展也为单通道448G技能奠定了硬件根底。工业生态方面，许多芯片厂商在SerDes技能、光模块。接口。等方面的研制投入，推动了单通道448G技能的开展。

最近，OIF启动了CEI-448G结构项目1 其重点是界说超越224 Gbps的下一代电口数据速率——方针为448 Gbps多级脉冲起伏调制（PAM）。

该计划旨在经过探究接口支撑、调制计划和测验办法等要害因素，处理完结这一高速数据速率所面对的应战。关于光数据中心网络（。DC。N），强度调制和直接检测（IM/DD）可完结每通道224 Gbps 的800G。以太网。（800GbE）和1.6T以太网技能。尽管依据224 Gbps（112 Gbaud PAM4）的规范化仍在进行中，但关于支撑3.2 TbE的448 Gbps下一代光接口的评论现已开端。224 Gbps的。光电。接口依据~112 Gbaud PAM4。关于448Gbps，合适电和光传输信道的调制格局仍然是研讨人员的课题。

如下图所示，或许的处理计划是：150 GBaud PAM8、174 GBaud PAM6和224 GBaud PAM4。

图1. 448 Gbps的或许性处理计划。

448G。信号。发生。

448G信号首要由高功用恣意波形发生器M8199B发生，具有高达256 GSa/s的采样率和超越80 GHz的。模仿。带宽，最多可达8个同步通道。可支撑160 GBaud 及以上速率的新一代。光电器材。研制测验，可用于发生每通道高于400 Gbps的数据传输的信号。

图2. 448 Gbps信号发生设备。

下面咱们将介绍一种根底差分及单端信号发生的办法，并且在此根底上介绍依据以下两种调优448G信号的质量的办法：

运用两个AWG通道创立虚拟差分通道。因为两个通道发生的信号是相同的，因而彻底相关，噪声的首要部分是不相关的，这在理论大将导致3dB的改进。

运用宽带巴伦2改进M8199B的二阶非线性功用，尤其是在最高输出起伏下操作AWG时。对单端受测器材（DUT）运用虚拟差分通道办法时，也需求巴伦。

依据这两种办法，有多种或许的硬件装备适用于差分和单端DUT。

图3. 448G试验示意图。

如上图所示，最简略的装备是SE1（上图左上）和DIFF1（上图左下），其直接运用M8199B AWG的单端/差分输出通道。这些装备是本文剖析所选用的基准装备。

关于单端装备，宽带巴伦被放置在一个差分AWG输出处，以改进共模二阶非线性（SE2-上图中上）。经过运用两个AWG通道来创立虚拟差分通道，随后将其馈入巴伦（balun）以取得单端输出（SE3，图右上角），可完结进一步的改进。

关于差分装备，可以直接运用虚拟差分信道的概念（DIFF2-上图中下）。除了明显改进SNR功用外，这种装备还可用于补偿AWG和DUT之间的任何差分偏斜，否则会引进额定的频率相关损耗重量。

另一种差分装备选用两个巴伦，它们别离放置在两个差分 AWG 输出的输出端（DIFF3，图右下角）。

关于一切装备，在AWG输出和巴伦或DUT输入之间以及巴伦输出和DUT输入之间放置15 cm 1.00mm。 RF。电缆。此外，每个N1046A DCA输入运用一个10 dB衰减器，以将输入起伏保持在线性作业范围内，一起防止超越数据手册中规则的损害阈值。M8008A。 时钟。模块的 RefClkOut16G 输出经过功率分配器后别离接入 DCA trigger和 PTB 接口。

数字信号。生成（包含预失真）经过Keysight的IQTools软件3完结。运用该软件，可以在方针采样率和AWG起伏下履行InSys。te。m校准。在经过巴伦组合不同AWG通道并运用单个DCA通道（例如SE2、SE3和DIFF3）进行丈量的装备中，IQTools供给了一项功用，可经过“Use separate tones”选项丈量相对子通道频率响应，然后可以校对任何子通道失配。

448G电眼图测验办法。

经过上面的试验示意图，咱们经过M8199B别离生成了单端及差分的448G信号，下面咱们就来简略看一下448G信号的测验。那么448G 信号怎么测验呢？咱们将首要运用两种仪器作为参阅接收机，其间一个挑选是DCA-X渠道调配N1046A模块，支撑448G预研信号测验；另一种挑选是运用110G带宽 Infiniium UXR系列。示波器。，也可以支撑448G信号测验。

图4. 448 Gbps研讨的要害测验设备。

依据上文环境描绘，咱们运用N1046A调配N1000A渠道进行本次电信号评价，测验成果如下：

图5. 眼图：SE1（左）和SE3（右）的。150 GBaud PAM8。

图6. 眼图：SE1（左）和SE3（右）的。174 GBaud PAM6。

图7. 眼图：SE1（左）和SE3（右）的。200 GBaud PAM4。

图8. 眼图：DIFF1（左）和DIFF2（右）的。150 GBaud PAM8。

图9. 眼图：DIFF1（左）和DIFF2（右）的。174 GBaud PAM6。

图10. 眼图：DIFF1（左）和DIFF2（右）的。200 GBaud PAM4。

电PAM8 和PAM6 的误码率丈量。

在电误码率测验部分，咱们运用110GHz UXR实时示波器丈量了DIFF4装备的误码率。如下图11所示，四根15 cm RF电缆用于将M8199B的输出衔接到巴伦的输入。巴伦的输出和实时示波器的输入经过运用30cm RF电缆衔接。图12展现了DIFF4装备中衔接示波器不长度的频率响应。尽管信号生成仍运用IQTools履行，但BER丈量需求M8070。AD。VB高档丈量软件包。BER是在运转“In System”校准后取得的，在M8070B软件中装备符号率和CDR参数如图13和图14所示，并且在这种状况下，在接收机侧不运用均衡功用。

图11.BER丈量的试验设置。

图12.考虑巴伦输出和示波器输入之间不同电缆长度的DIFF4频率响应。

需求留意的部分是，加载到 M8199B 中的数据码型有必要匹配其内存大小和波形粒度。针对 PAM6 和 PAM8 均运用了定制的 4096 符号码型。M8199B 以 243.75 GSa/s 的采样率发生 150 GBaud 信号，以 255.5625 GSa/s 采样率发生174 GBaud 信号。每次更改采样率时，均需在 IQtools 中履行“InSystem”校准。差分途径的主动去偏斜（Auto-deskew）在 UXR Infiniium 软件中完结。M8199B 恣意波形发生器的起伏经过 M8070B 软件固定为 1.6 Vpp。发射信号别离选用滚降系数为0.3（PAM8）和0.1（PAM6）的升余弦（RaisedCosine）。滤波器。进行脉冲整形。

图13.BER丈量：150 GBaud PAM8（DIFF4），BER=~1.5e-5。

图14.BER丈量：DIFF4-174 GBaud PAM6，BER=~2.5e-6。

总结。

依据本文的前面的装备后得出的试验成果表明，运用150 Gbaud PAM8和174 Gbaud PAM6以及先进的。是德科技。测验和丈量设备，可以完结448 Gbps的传输速率。用PAM4演示的最高符号率是200GBaud，完结400Gbps的数据传输速率。经过运用M8199B AWG来履行信号生成，N1046A DCA履行信号剖析。关于所考虑的一切调制格局，演示了眼图打开状况。运用110 GHz UXR系列实时示波器进行BER丈量时，在150 GBaud PAM8时，误码率为~1.5e-5，而在174 GBaud PAM6时，误码率为~2.5e-6。

实际上，除掉以上描绘的在448G电信号方面的测验环境之外，是德科技也供给了448G光信号的预研测验环境，其首要包含光参阅发射机N7718C以及N1032B光采样示波器，N7718C可以生成包含 NRZ、PAM4、PAM6 和 PAM8 波形在内的强度调制/直接检测 (IM/DD) 信号，调配 AWG M8199B可支撑单通道速率400G 的光传输信号生成。N1032A/B光采样示波器带宽高达120GHz,首要承当单通道速率400G 的光信号校准及测验使命。

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