高速先生成員-- 黃剛

上期的文章聊（liáo）聊（liáo）1.6T光模塊的仿真中做了本期的預告，本期文章開始我們（men）主要聊一下光模塊相關（guān）的協議，以及怎麽從協議裏找到我們關心（xīn）的具體指標。閑話少說，直接上幹貨。

我們在光模塊分類（陳雅（yǎ）給出鏈接）這篇文章中提到（dào）了有（yǒu）很多種光模塊，因此也（yě）對應了很（hěn）多種不同的協議，但為了（le）不讓大家太迷惑，我（wǒ）們特意收縮下範圍，計劃（huá）主要集中講我們常用的幾個協議，所（suǒ）以目前來看我們主要有10Gbps、25/28Gbps、56G-PAM4和112G-PAM對應的協議。接（jiē）下來我們就針對性的來（lái）說說這幾種信號的協議吧。

針對10Gbps的光口，我們主要的信號就是SFP+、XFP等，參（cān）考的協議（yì）主要有SFF8431、10GBase-R和Fiber Channel（10GFC）等，不管是哪個（gè）協議基本上都是定義了係統的要求，也就是Host和Module一起。一般10GE光（guāng）口我們參考SFF8431的協議會比較多，下麵就以（yǐ）這個協議來（lái）舉例說明。在這個協議裏（lǐ）麵，我們基（jī）本（běn）沒有看到直接有對模塊本身的插損要求，隻有分段回損要求，另外10G光口的（de）測試上也是結合MCB和HCB來一起（qǐ）看（kàn）的，大致如下圖所示。

基本上按照（zhào）3種（zhǒng）不同的段來（lái）進行分段指標要求，一個（gè）是Host+HCB的指標（biāo），此時是看B和C點的指（zhǐ）標要（yào）求，其中B點（diǎn）為Host經過HCB輸出的端口，這個（gè）點（diǎn）對應光模塊（kuài）的B’，也就是從MCB進入模塊的端口；C點為進（jìn）入HCB到Host主板這個點的端口，同時也對應光模塊測試點的C’,從光模塊的輸出（chū）到MCB的端口；還有就（jiù）是A、D兩個測試端口，主要（yào）是用來測試ASIC/SerDes主芯片的（de），當然也包含了一部分測試夾具的線路，這個主要是針對芯片本身的（de）要求，我們在板級就不怎（zěn）麽關注。幾（jǐ）種不同（tóng）的（de）測試環境（jìng）示意圖如下所示。

搞清了大致的框架，接下來我們來看看電（diàn）氣的一些要求和指標（biāo）。

對於10GE光口的插損要求，協議（yì）上的定（dìng）義比較模糊（相對於25Gbps光口來說（shuō）），尤其是對於光模塊的要（yào）求沒有特別定義，隻定義了回損要求，整個（gè）通道的（de）傳輸損耗指標是9dB，包含主板Host，連接器（qì）和HCB的損耗（hào），也就是從主芯片到（dào）B和C端口的損耗要求最大（dà）是9dB@5.5GHz。如下（xià）表格所示。

我們（men）通常就用下麵這個插損Mask來定義Host端的損耗要求，7GHz的時候最大損耗為8dB；

針對Host板的要求比較多（duō），比如走線長度（dù）和對應的插損，回損等都有（yǒu），如下是對應的（de）走（zǒu）線長度要（yào）求，這個表格大（dà）家應該（gāi）見得（dé）比較（jiào）多（duō），可以作為線長的參考，也（yě）就是普通FR4帶狀線走6inch線長，微帶線（xiàn）走8inch線長（zhǎng）就是出自這裏（這隻（zhī）是一個參考（kǎo）線長）。

接下來就是B、C、B’和C’端口處的分段指標要求了，這幾個端口的指（zhǐ）標主（zhǔ）要是回損和（hé）眼圖的要求，而沒有插損（sǔn）的指（zhǐ）標要求，這個（gè）也是我們進行測試的一個參考，其中包（bāo）含了MCB和HCB在內。

Host輸出到HCB的端口B處的無源指（zhǐ）標（biāo），主要是回損和模態的（de）要求。

Host輸出到HCB的端口B處（chù）的（de）有源指標，主要是有源眼圖和Jitter的要求。

從（cóng）HCB的端口C處輸入到Host接收的無源指標，主要（yào）是回損和模態的要求，回損和（hé）端口（kǒu）B的指（zhǐ）標一致(C”是主板上離連接器約1inch走線（xiàn）長度處)。

主板上離連接（jiē）器約1inch走線長度處C”測試點的有源指標，這個（gè）也等同於模塊經MCB輸出的眼圖指標，這個指標其實在Host端不好測試（shì），需要（yào）用到誤碼儀等。

以上就是Host部分的仿真和測（cè）試要求，接下來我們（men）看看Module部分的要（yào）求（qiú）。

從光（guāng）模塊Module輸入B’處到Module接收的無（wú）源指標，主要是（shì）回損和模態的要求，相對於Host主板（bǎn）B端口（kǒu），可以看到（dào）和Host主板端B口的要求還不（bú）一（yī）樣。

從光（guāng）模塊Module輸入B’處到Module接收的有源指標，主要是（shì）眼圖和（hé）Jitter的要求，相對於Host主機B端口輸出過來（lái）的數據，可以看到和Host端B口的要求差不多。

Module輸出到MCB的端口C’處的無源指標，主（zhǔ）要是差分和共模（mó）回損的要求。從（cóng）回損來看，B’口和C’口的要求（qiú）是（shì）一樣（yàng）的，但兩（liǎng）者的模態（tài）要求有差（chà）異；

備注：以上圖（tú）片均摘自SFF8431協（xié）議。

Module輸出到MCB的端口C’處的有源指標，主要是眼圖和Jitter的要求,可知相對於Host主板的輸（shū）出（chū）要求，Module的輸出眼圖要求小很多。

另外協議裏麵也有單獨對芯片的測試板要求，以（yǐ）及HCB和MCB夾具板的要求，這個不是（shì）今天的重點，在此（cǐ）略過。總體來說10GE的協議比起後麵的25Gbps以上的協議看起來更複雜，而且沒有對應模（mó）塊本身的插損要（yào）求。