YD∕T 2799.4-2021 集成相干光接收器技术条件 第4部分:400Gb∕s(通信).pdf
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1、ICS33.180.01 M 33 YD 中华人民共和国通信行业标准 YD/T 2799.4202X 集成相干光接收器技术条件 第 4 部分:400Gb/s Technical specification of integrated intradyne coherent receiver Part 4:400Gb/s (报批稿)202X-XX-XX 发布 202X-XX-XX 实施 中华人民共和国工业和信息化部发 布 YD/T 2799.4-202XI目次 前言.III 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 缩略语.2 5 工作原理和功能框图.3 5.1 工作原理.3
2、5.2 功能框图.3 6 技术要求.4 6.1 光纤类型.4 光纤要求.5 光纤颜色.5 6.2 极限工作条件.5 6.3 推荐工作条件.5 6.4 光电性能要求.5 6.5 外形尺寸.6 6.6 引出端排列和管脚定义.6 6.7 外观要求.6 6.8 环保符合性要求.6 7 参数测试.7 7.1 测试环境要求.7 7.2 测试仪器要求.7 7.3 3dB 射频信号带宽测试.7 7.4 信号光响应度测试.9 7.5 本振光响应度测试.9 7.6 平衡度测试.9 7.7 共模抑制比测试.9 7.8 MPD 响应度测试.9 7.9 MPD 串扰测试.9 7.10 光回波损耗测试.9 7.11 VO
3、A 衰减范围测试.9 7.12 输出端回波损耗测试.10 7.13 输出混频角测试.10 YD/T 2799.4-202XII 7.14 差分通道内时延差、时延差测试.10 7.15 偏振消光比测试.10 7.16 总谐波失真测试.10 8 可靠性试验.10 8.1 可靠性试验环境要求.10 8.2 可靠性试验要求.10 8.3 失效判据.11 9 检验规则.11 9.1 检验分类.11 9.2 出厂检验.11 9.3 型式检验.12 10 标志、包装、运输和贮存.13 10.1 标志.13 10.2 包装.14 10.3 运输.14 10.4 贮存.14 附录 A(资料性附录).15 附录
4、B(规范性附录).16 YD/T 2799.4-202XIII前言 YD/T 2799集成相干光接收器技术条件已经或计划发布以下部分:第 1 部分:40Gbit/s;第 2 部分:100Gbit/s;第 3 部分:100Gbit/s 小型化;第 4 部分:400Gb/s;。本部分为 YD/T 2799 的第 4 部分。本部分按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由中国通信标准化协会提出并归口。本部分起草单位:深圳新飞通光电子技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、中国信息通信科技集团有限公司、中国信息通
5、信研究院、武汉华工正源光子技术有限公司。本部分主要起草人:马广鹏、张路、陈悦、武成宾、宋梦洋、吴冰冰、汤彪。YD/T 2799.4-202X1集成相干光接收器技术条件 第4部分:400Gb/s 1范围 本部分规定了 400Gb/s 集成相干光接收器(以下简称“接收器”)的工作原理和功能框图、技术要求、测试方法、可靠性试验、检验规则、标志、包装、运输和贮存等。本部分适用于400Gb/s集成相干光接收器,其它类型的集成相干光接收器也可参照使用。2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改
6、单)适用于本文件。GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 2828.1 计数抽样检验程序 第 1 部份:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划 GB/T 9771.7-2012 通信用单模光纤 第 7 部分:接入网用弯曲损耗不敏感单模光纤特性 GB/T 20440-2006 密集波分复用/解复用器技术条件 GB/T 24365-2009 通信用光探测器组件测试方法 GB/T 26125 电子电气产品 六种限用物质(铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚)的测定 GB/T 26572-2011 电子信息产品中有毒有害物质的限量要求 YD/T 2799.1-2015 集成相干光接收器
7、技术条件 第 1 部分:40Gbit/s YD/T 2799.2-2015 集成相干光接收器技术条件 第 2 部分:100Gbit/s YD/T 2799.3-202X 集成相干光接收器技术条件 第 3 部分:100Gbit/s 小型化 YD/T 3432-2018 通信用偏振保持光纤特性 SJ/T 11364-2014 电子信息产品中污染控制标识要求 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001-2014 静电放电敏感度试验-人体放电模型(HBM)组成等级(For Electrostatic Discharge Sensitivity Testing-Human Body Model(HBM
8、)Component Level)OIF-DPC-MRX-02.0 双偏振小型内差相干接收器实施协议(Implementation Agreement for Micro Intradyne Coherent Receivers)Telcordia GR-468-CORE:2004 用于通信设备的光电器件通用可靠性保证要求(General reliability assurance for optoelectronic devices)3缩略语 下列缩略语适用于本文件。AQL 接收质量限(Acceptance Quality Limit)MGC 手动增益控制(Manual Gain Contr
9、ol)MPD 监视光电二极管(Monitor Photo Diode)YD/T 2799.4-202X2 PD 光电二极管(Photo Diode)RF 射频(Radio Frequency)SDH 同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy)SPI SDH物理接口(SDH Physical Interface)TIA 跨阻抗前置放大器(Transimpedance Preamplifier)VOA 可变光衰减器(Variable Optical Attenuator)4术语和定义 YD/T 2799.1-2015界定的以及下列术语和定义适用于本文件。4.1 光回
10、波损耗 optical return loss 输入端返回的光功率与入射光功率的比值,单位为dB。4.2 VOA衰减范围 VOA attenuation range 可变光衰减器可设置的响应度最大值与最小值的比值,单位为dB。4.3 输出端回波损耗 output electrical return loss 输出端反射信号与输出信号的比值,单位为dB。4.4 3dB 射频信号带宽 3dB RF signal bandwidth 在归一化条件下,射频输出功率相对参考点(通常为1GHz)下降3dB时的频率即为该通道的3dB射频信号带宽,如图1所示。取所有通道带宽的最小值作为接收器的3dB射频信号带
11、宽。图13dB 射频信号带宽示意图 信号频率(GHz)3dB 归一化射频输出功率fref=1GHzf3dBYD/T 2799.4-202X35工作原理和功能框图 5.1工作原理 接收器工作原理如下:接收器有两根输入光纤,分别为输入信号光的单模光纤和输入本振光的保偏光纤。信号光进入接收器后,通过光分路器分出一部分光(一般不超过 10%)至 MPD 进行光功率监测,其余的光经过 VOA 来调整到合适的光功率大小,然后由偏振分束器分成两路正交偏振光,分别送入两个 90o相干光混频器。注:图中的 VOA 是可选的。VOA 的位置可根据不同设计方案调整。图中仅示意了一种 VOA 和 MPD 的设计方案。
12、本振光可采用保偏分路器或者偏振分束器分光,光路结构如下:保偏分路器分光:用 5050 保偏分路器将本振光分为两路,其中一路经偏振旋转器旋转90o后,送入 X 偏振的 90o相干光混频器与 X 偏振态的信号光进行干涉;而另一路则直接送入 Y 偏振的 90o相干光混频器,与 Y 偏振态的信号光进行干涉。偏振分束器分光:用偏振分束器(本振光的偏振方向与偏振分束器的光轴成 45o角)将本振光分成两路正交偏振光,其中一路直接送入(不需要通过偏振旋转器)X 偏振的 90o相干光混频器与 X 偏振态的信号光进行干涉;而另一路则直接送入 Y 偏振的 90o相干光混频器,与 Y 偏振态的信号光进行干涉。两只 9
13、0o相干光混频器输出的 8 路(4 对)干涉信号通过 8 只 PD 进行光电转换后,得到的光电流送入 4 只差分跨阻抗前置放大器,最终转化为差分射频电压信号输出。5.2功能框图 接收器功能框图如图2所示。YD/T 2799.4-202X4 图中:IN 反相信号输出电流;IP 正相信号输出电流;LO 本振光输入;N 反相信号;P 正相信号;SIG 信号光输入;TIA 跨阻抗前置放大器;XI X偏振态信号光同相相位差分通道;XQ X偏振态信号光正交相位差分通道;YI Y偏振态信号光同相相位差分通道;YQ Y偏振态信号光正交相位差分通道。图2接收器功能框图 6技术要求 6.1光纤类型 接收器的光纤类
14、型见表 1。X偏振态90度相干光混频器TIAY偏振态90度相干光混频器TIATIATIAMPDSIGPPPPNNNNIPINIPINIPINIPIN光分路器偏振分束器XIYIYQXQ光光输输入入射射频频输输出出XIPXINXQPXQNYIPYINYQPYQN偏振旋转器LO50:50保偏分路器或偏振分束器光传输电传输输出2输出1VOAXIPYD/T 2799.4-202X5表1 光纤类型 光纤类型 光纤要求 光纤颜色 本振光输入光纤 保偏光纤,符合YD/T 3432-2018要求 透明 信号光输入光纤 单模光纤,符合GB/T 9771.7-2012要求 白色或有色(非透明)6.2极限工作条件 接
15、收器的极限工作条件见表 2。表2 极限工作条件 参数 最小 最大 单位 贮存温度-40+85 最大输入光功率(信号和本振的总和)-20 dBm 3.3V 供电电压dianya 0 4 V PD 反向偏置电压 5V 供电电压-0.5+7.0 V 6.3推荐工作条件 接收器的推荐工作条件见表3。表3 推荐工作条件 参数 最小 典型 最大 单位 工作温度(管壳)-5-+80 符号速率 -64 70 GBaud 常规波长 1529.16-1567.13 nm 工作波长 扩展波长 1524.50 1572.06 nm TIA 供电电压 3.14-3.47 V 3.3V 供电电压 3.14-3.47 V
16、PD 反向偏置电压 5V 供电电压 4.75-5.25 控制引脚电压 0-3.3 V 输入信号光功率a-18-0 dBm 输入本振光功率a 3-16 dBm a 接收器工作时,用户将根据具体的使用条件,将输入本振光功率与输入信号光功率进行合适的匹配。6.4光电性能要求 接收器的光电性能要求见表 4。YD/T 2799.4-202X6 表4 光电性能要求 参数名称 测试条件 最小值 最大值 单位 3dB 射频信号带宽 36.0-GHz 信号光响应度 0.03 0.12 A/W 本振光响应度 0.03 0.12 A/W XY 平衡度-1.5+1.5 IQ 平衡度 工作温度范围内,工作波长范围内-1
17、+1 dB 信号光输入,工作温度范围内,工作波长范围内-20.0 dBe 直流共模抑制比 本振光输入,工作温度范围内,工作波长范围内-16.0 dBe 信号光输入,工作温度范围内,工作波长范围内,频率范围 40GHz-16.0 dBe 交流共模抑制比 本振光输入,工作温度范围内,工作波长范围内,频率范围 40GHz-14.0 dBe MPD 响应度 0.02 0.20 A/W MPD 串扰 工作温度范围内,工作波长范围内 35.0-dB 光回波损耗 工作波长范围内,室温下 -27.0 dB VOA 衰减范围 工作温度范围内,工作波长范围内 10.0-dB 接收器功耗 工作温度范围内,工作波长范
18、围内-1.7 W RF 频率 32GHz,工作温度范围内,工作波长范围内-10.0 dBe 输出端回波损耗 32GHzRF 频率48GHz,工作温度范围内,工作波长范围内-8.0 dBe 输出混频角 82.5 97.5 差分通道内时延差-1.0 ps XY 时延差-50.0 ps 偏振消光比 工作温度范围内,工作波长范围内 15.0-dB 总谐波失真 RF 频率:1GHz 线性输出摆幅:700mV(差分输出,峰峰值)工作温度范围内,工作波长范围内-5.0%6.5外形尺寸 接收器的外形尺寸应符合OIF-DPC-MRX-02.0中7.2的要求,或者参见附录A。6.6引出端排列和管脚定义 接收器引出
19、端排列和管脚定义见附录B(数字或模拟控制可选)。6.7外观要求 YD/T 2799.4-202X7接收器的外观应平滑、洁净、无油渍、无伤痕及裂纹,整个器件牢固,尾纤无松动或与连接器插拔平顺。标志清晰牢固,标志内容应符合10.1的要求,标志贴放位置应符合GB/T 191中相关要求。6.8环保符合性要求 接收器的组成单元分类应符合GB/T 26572-2011中表1的规定,有毒有害物质的限量要求按GB/T 26125规定检测,应符合GB/T 26572-2011中表2的要求。7参数测试 7.1测试环境要求 测试环境要求如下:温度:1535;相对湿度:45%75%;大气压力:86kPa106kPa。
20、当不能在标准大气条件下进行测试时,应在测试报告上写明测试环境条件。7.2测试仪器要求 测试所用的仪器设备应在规定的有效校准期内,如无特殊说明,测试精度应高于所测参数精度至少一个数量级。7.33dB 射频信号带宽测试 7.3.1使用窄带光源进行测试 7.3.1.1测试框图 测试框图见图3。应保证可调激光光源1和可调激光光源2的相干性。图33dB 射频信号带宽测试框图 7.3.1.2测试步骤 测试步骤如下:a)校正仪器,将两台可调激光光源校正到相同波长;可调激光光源2偏振控制器可调激光光源18通道射频功率计直流电源被测接收器数据采集卡SIGLO 测试板YD/T 2799.4-202X8 b)给测试
21、板供电,通过数据采集卡,将接收器设置于 MGC 模式;c)调整偏振控制器,使得 X 偏振态的各个 PD 响应度为最大;d)保持可调激光光源 2 的波长不变,以 1GHz 为步长,调整可调激光光源 1 的波长,使两激光光源的频率差从 1GHz50GHz;e)测量相应频率差条件下的射频功率;f)将所测得的射频功率对 f=1GHz 时的射频功率进行归一化,得到如图 1 所示的射频功率-信号频率的曲线;g)在该曲线上查找 3dB 功率点的频率,即为被测通道的 3dB 射频信号带宽 BWi,单位为 GHz;其中:iX 偏振各通道射频输出,包括 XIP、XIN、XQP、XQN;h)调整偏振控制器,使得 Y
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