Hochgeschwindigkeits-Oszilloskope Präzise Einblicke bis 120 GBaud bei optischen 1,6T-Transceivern

Anbieter zum Thema

Keysight Technologies Deutschland GmbH

dataTec AG

E.E.P.D. Electronic Equipment Produktion & Distribution GmbH

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Optische Hochgeschwindigkeitsverbindungen stellen hohe Anforderungen an die Messtechnik. Extreme Datenraten, PAM4-Modulation und geringe Augenöffnungen verlangen präzise und rauscharme Analyseinstrumente. Zwei spezielle Abtastoszilloskope für die Entwicklung und Fertigung von 1,6T-Transceivern.

Mit dem exponentiellen Datenwachstum in Rechenzentren steigen die Anforderungen an die Backbone-Kommunikation. Optische Transceiver, die Datenraten von 1,6 TByte/s übertragen, bilden dabei die Schlüsselkomponenten für modulare, energieeffiziente und latenzarme Netzwerkinfrastrukturen. Diese Transceiver arbeiten mit Modulationsverfahren wie PAM4. Dazu notwendig ist eine präzise Signalanalyse zur Charakterisierung von Jitter, Augenöffnungen, Maskenverletzungen und Konformität zu Industriestandards.

Abtastoszilloskope (Sampling-Oszilloskope) sind für diese Messaufgaben das bevorzugte Instrument, da sie hochfrequente optische Signale mit extrem niedriger intrinsischer Jitterkomponente, hoher vertikaler Auflösung und Bandbreite bis in den dreistelligen GHz-Bereich erfassen können.

Optische Hochgeschwindigkeitsverbindungen

Keysight Technologies hat zwei neue Abtastoszilloskope vorgestellt, mit denen sich optische 1,6T-Transceiver validieren und charakterisieren lassen. Dazu gehört ein einkanaliges DCA-M-Modell mit der Bezeichnung N1093A sowie das zweikanalige Modell N1093B. Beide Geräte sind speziell auf die Anforderungen der Entwicklung und Fertigung von optischen Hochgeschwindigkeitsverbindungen in Rechenzentren und KI-Compute-Umgebungen ausgelegt.

Sie bieten einen hohe optische Messempfindlichkeit, integrierte Taktrückgewinnung (Clock Recovery) bis 120 GBaud und ein optimiertes Front-End für eine entsprechend hohe Signalintegrität bei hohen Datenraten.

Die beiden Geräte im Vergleich

Anforderungen durch 1,6T-Optik in Rechenzentren

Mit dem Übergang zu 1,6-Terabit-Verbindungen steigen die Anforderungen an die Messtechnik signifikant. Die Signalcharakterisierung bei Datenraten von bis zu 240 GBit/s pro Lane erfordert Instrumente mit extrem niedrigem intrinsischem Jitter, hoher Bandbreite und minimalem optischen Rauschpegel. Gleichzeitig verlangen automatisierte Produktionsprozesse eine hohe Testdurchsatzrate bei gleichzeitig konsistenter Genauigkeit und normgerechter Konformitätsprüfung.

Entwickler optischer Module müssen Parameter wie deterministischen und zufälligen Jitter, Maskenverletzungen, optische Modulationsamplituden (OMA) oder Extinktionsverhältnis (ER) unter realistischen Bedingungen validieren – inklusive temperaturbedingter Schwankungen, Versorgungsspannungsvariationen und unterschiedlicher Laserdiodencharakteristika.

Technische Details im Überblick

1. Messmarge maximieren – optische Präzision im Sub-Milliwatt-Bereich: Die neuen DCA-M-Oszilloskope liefern eine optische Empfindlichkeit unterhalb von 15 µW (rms) und einen intrinsischen zeitbasierten Jitter von weniger als 90 Femtosekunden. Die Geräte bieten damit ein niedriges Rauschverhalten, das insbesondere bei PAM4-Signalen mit engen Toleranzen in der vertikalen und horizontalen Augenöffnung entscheidend ist. Die präzise optoelektronische Umsetzung und der hochwertige Detektorpfad gewährleisten reproduzierbare Ergebnisse auch bei marginalen Augenöffnungen.

2. Testkomplexität reduzieren – integrierte Baudratenkonforme Clock Recovery: Die vollständige Taktrückgewinnung bei bis zu 120 GBaud unterstützt sowohl NRZ- als auch PAM4-Signale. Dadurch entfallen separate Subrate-Referenzsignale. Die Konformität mit Industriestandards wie IEEE 802.3df oder OIF 400ZR+ wird durch einheitliche Taktführung und konsistente Rückgewinnungstechnologie gewährleistet.

3. Produktionsdurchsatz und Skalierbarkeit optimieren – FlexOTO Softwareintegration: Mit der speziell für die optische Produktion entwickelten FlexOTO-Software (Optical Test Optimization) lässt sich die Testsequenz automatisieren, standardisieren und analyseseitig effizient gestalten. Die Software basiert auf der etablierten FlexDCA-Plattform und ermöglicht adaptives Tuning auf spezifische Gerätevarianten, unterschiedliche Wellenlängenbereiche (850 nm, 1310 nm, 1550 nm) sowie variable Modulationsformate.

KI-Cluster und skalierbare Backbone-Architekturen

Moderne KI-Rechenzentren setzen auf hochverdichtete optische Interconnects mit maximaler Bandbreite und minimaler Latenz. Die neue DCA-M-Serie adressiert genau diesen Bedarf durch ein offenes, automatisierbares und exakt kalibriertes Messsystem – geeignet für die Validierung von Transceiver-Modulen, SiPh-Bausteinen, Co-Packaged Optics (CPO) und linearen optischen Verstärkern (SOA/EDFA).

„Diese neue Oszilloskop-Generation von Keysight ist ein zentraler Baustein für die erfolgreiche Einführung von 1,6T-Optik im KI-Umfeld. Damit lassen sich sowohl Designvalidierungen als auch Massenprüfungen auf industriellem Niveau realisieren“, sagt Osa Mok, Chief Marketing Officer von TeraHop.

Dr. Joachim Peerlings, Vice President Network and Data Center Solutions bei Keysight Technologies, ergänzt: „Unsere Messtechnikplattform legt das Fundament für die nächste Generation optischer Kommunikation und hilft unseren Kunden, ihre Designzyklen zu verkürzen und die Zuverlässigkeit in Produktion und Betrieb zu maximieren.“ (heh)

Messtechnik für Glasfasernetze

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