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Automatisierter PAM-4-Pre-Compliance-Tests mit dem Oszilloskop

22. Dezember 2015 – Keysight Technologies präsentiert eine neue Messapplikation, mit der sich PAM-4- (Puls-Amplituden-Modulation mit vier diskreten Amplitudenwerten) schnell und einfach messen und analysieren lassen. Die Software läuft auf den Echtzeit-Oszilloskopen der Keysight S-Serie, 90000A, V-Serie, 90000 X- und Z-Serie sowie den Sampling-Oszilloskopen der Familie 86100D DCA-X.

Die neue PAM-4-Analysesoftware N8836A (für Oszilloskope der S-Serie, 90000A, V-Serie, 90000 X und Z-Serie) bzw. N1085A ermöglicht die umfassende Charakterisierung elektrischer PAM-4-Signale, die mit OIF-CEI 4.0, Proposed 56G Interfaces (OIF-CEI = Optical Internetworking Forum Common Electrical Interface) und dem aufkommenden IEEE-400-Gigabit-Ethernet- (P802.3bs) Standard konform sind.

Mobile Computeranwendungen machen massiven Gebrauch von der Internet-Infrastruktur und Cloud-Servern. Um den Leistungshunger solcher Anwendungen zu befriedigen, benötigt man leistungsfähigere Server-Farmen mit schnelleren Verbindungen zwischen den Serversystemen. Herkömmliche Kommunikationstechnologien arbeiten oft mit NRZ- (non-return-to-zero) Leitungscodierung. 56-Gbit/s-NRZ-Verbindungen sind allerdings problematisch – es kommt zu exzessiven Kanalverlusten und starkem Übersprechen, weshalb diese Art der Leitungscodierung für viele Anwendungen ungeeignet ist.

Eine Lösungsmöglichkeit für dieses Problem ist die Umstellung von NRZ- auf Puls-Amplituden-Modulation (PAM). Mithilfe von PAM lässt sich die Übertragungskapazität digitaler Hochgeschwindigkeits-Verbindungen drastisch erhöhen. Allerdings sind die zuständigen Normierungsgremien noch uneins darüber, wie die Standardkonformität von PAM-4-Signalen verifiziert werden soll.

"Unsere Kunden stehen vor neuen Herausforderungen, wenn es darum geht, die Standardkonformität von Produkten, die mit PAM-4-Leitungscodierung arbeiten, zu verifizieren", sagte Dave Cipriani, Vice President und General Manager von Keysights Oscilloscope and Protocol Division. "Wir arbeiten schon in diesem frühen Stadium der Entwicklung mit führenden Unter­nehmen und Standardisierungsorganisationen der Kommunikationsbranche zusammen, um unsere Kunden optimal dabei unterstützen zu können, diese Herausforderungen zu meistern und ihre Produkte schneller auf den Markt zu bringen."

Die neuen PAM-4-Messapplikationen N8836A und N1085A für die Echtzeit-Oszilloskope der S-Serie, 90000A, V-Serie, 90000 X- und Z-Serie und die Sampling-Oszilloskope der Familie 86100D DCA-X bieten u. a. folgende Messfunktionen:

• Linearität und Ausgangsspannung einschließlich RLM (Level Separation Mismatch)
• Augenbreite (EW, Eye Width) und Augenhöhe (EH, Eye Height)
• Jitter einschließlich Even-Odd- und Clock-Random-Jitter

Differenzielle und Gleichtakt-Rückflussdämpfung – für diese Messungen braucht es ein Zeitbereich-Reflektometer (TDR, Time Domain Reflectometer) oder einen Vektor-Netzwerkanalysator (VNA) von Keysight

Mehrwertige Leitungscodes (multi-level, also solche mit mehr als zwei möglichen Amplitudenwerten) sind besonders rauschempfindlich. Keysights Oszilloskope der V-Serie, Z-Serie und S-Serie sind sehr rauscharm und daher für solche Messungen prädestiniert. Mit dem 63-GHz-Modell der Z-Serie, beispielsweise, können Entwickler elektrische PAM-4-Signale mit Symbolraten bis 32 GBaud und darüber präzise analysieren. Die PC-basierte Analysesoftware N8900A ermöglicht es, mit einem Oszilloskop der Familie Infiniium erfasste PAM-4-Signale offline auf einem PC zu analysieren.

Das 86100D DCA-X kombiniert rausch­arme, breitbandige Messempfänger mit einem Erfassungssystem, dessen Stärken bei der hochgenauen Charakterisierung von PAM-Signalen voll zur Geltung kommen. Die Analysefunktionen der Software N1085A werden von zahlreichen DCA-Erweiterungsmodulen unterstützt, darunter der 50-GHz-Präzisions-Signalanalysator 86108B, das 60-GHz-Modul N1045A und das 50-GHz-TDR/TDT-Modul N1055A. In Verbindung mit den Modulen N1045A oder N1055A können bis zu 16 PAM-4-Kanäle simultan erfasst und analysiert werden.

www.keysight.com/