YD T 2799.4-2021 集成相干光接收器技术条件 第4部分：400Gb s.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 2799.4-202X I 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

2、5 工作原理和功能框图 .3 5.1 工作原理 .3 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 MP

3、D 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 VOA 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 2799.4-202X II 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

4、.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 B（规范性附录） .16 YD/T 2799.4-202X III 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

5、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 2799.4-202X 1 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

6、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

7、 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 11364-201

8、4 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) 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

9、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 Control） MPD 监视光电二极管（ Monitor Photo Diode） YD/T 2799.4-202X 2 PD 光电二极管（ Photo Diode） RF 射频（ Radio Frequency） SDH 同步数字体系（ Synchronous Digital Hierarc

10、hy） 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

11、.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射频信号带宽。 图 1 3dB 射频信号带宽示意图 信号频率 （ GHz ） 3 dB 归一化射频 输出功率 f ref = 1 GHz f 3 dB YD/T 2799.4-202X 3 5 工作原理和功能框图 5.

12、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 。 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 50 50 保偏分路器将本振光分为两

13、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 90o 相干光混频器输出 的 8 路 （ 4 对 ）

14、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 2799.4-202X 4 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

15、收器的光纤类型见 表 1。 X偏 振 态90度 相 干 光 混 频 器 TIA Y偏 振 态90度 相 干 光 混 频 器 TIA TIA TIA MPD SIG P P P P N N N N IP IN IP IN IP IN IP IN 光 分路 器 偏 振 分束 器 XI YI YQ XQ 光 输 入 射 频输 出 XIP XIN XQP XQN YIP YIN YQP YQN 偏 振旋 转 器 LO 50:50保 偏 分 路 器或 偏 振 分 束 器 光 传 输 电 传 输 输 出 2输 出 1 VOA YD/T 2799.4-202X 5 表 1 光纤 类型 光纤类型 光纤要求 光

16、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 - +

17、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 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

18、.4-202X 6 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 +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，

19、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

20、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 2799.4-202X 7 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 ，

21、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： 15 35； 相对湿度： 45% 75%； 大气压力： 86kPa 106kPa。 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

22、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。 7.3 3dB 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 3 3dB 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 1 8 通道射频 功率计 直流电源 被测接收器 数据采集卡 SIG LO 测试板 YD/T 2799.4-202X 8 b) 给测试板供电，通过数据采集卡，将接收

23、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

24、； h) 调整偏振控制器， 使得 Y 偏振态 各个 PD 响应度为最大； i) 重复步骤 d)g)， 得到 Y 偏振被测通道 的 3dB 射频 信号带宽 BWj， 单位为 GHz； 其中， jY 偏振各通道射频输出， 包括 YIP、 YIN、 YQP、 YQN。 7.3.2 使用宽带光源进行测试 7.3.2.1 测试框图 测试框图见图 4。 图 4 3dB 射频信号带宽测试框图 7.3.2.2 测试步骤 测试步骤如下： a) 按照 图 4 连接测试系统。被测接收器的信号端连接宽带光源，本振端连接可调激光器。 b) 通过数据采集卡， 将接收器设置于 MGC 模式。 c) 将被测通道与频谱分析仪相

25、连接 。 被测通道为 XIP, XIN, XQP, XQN； YIP, YIN, YQP, YQN 的其中 任一个通道。 d) 将可调激光器调至规定的波长，并保持波长在测试的过程中固定不变。 e) 用频谱分析仪读取功率频谱曲线。 测试板 SIG 被测接收器 直流电源 宽带光源 可调激光器 频谱分析仪 数据采集卡 LO YD/T 2799.4-202X 9 f) 将所测得的射频功率对 1GHz 时的射频功率进行归一化，得到射频功率信号频率的曲线 ;在功 率下降 3dB 时对应的频率即为被测通道的 3dB 射频信号带宽， 单位为 GHz。 g) 更换至另一被测通道。 重复步骤 d） f)。 7.4

26、 信号光响应度 测试 按 YD/T 2799.1-2015中的 7.3.2规定进行测试。 7.5 本振光响应度 测试 按 YD/T 2799.2-2015中 7.3.3的规定进行测试。 7.6 平衡度 测试 按 YD/T 2799.1-2015中 7.3.4的规定进行测试。 7.7 共模抑制比 测试 测试步骤如下： a) 由 7.4 得出各个被测差分通道的信号光电流； 由 7.5 得出各个被测差分通道的本振光电流； b) 通过公式（ 1） 计算出信号光差分通道共模抑制比 CMRRSIG， 单位为 dBe； CMRRSIGi= 20 lg(|)（ 1） 式中： i 差分通道号， 包括 XI、 X

27、Q、 YI、 YQ； I SIGi 对应差分通道的正相 P光电流与反相 N光电流的差值，单位为 A； I SIGi 对应差分通道的正相 P光电流与反相 N光电流的和值，单位为 A。 c) 通过公式（ 2） 计算出本振光差分通道共模抑制比 CMRRLO， 单位为 dBe。 CMRRLOi= 20 lg(|)（ 2） 式中： i 差分通道号， 包括 XI、 XQ、 YI、 YQ； ILOi 对应差分通道的 正相 P 光电流与反相 N 光电流的差值，单位 为 A； ILOi 对应差分通道的 正相 P 光电流与反相 N 光电流的和值，单位 为 A。 7.8 MPD 响应度 测试 按 GB/T 24365-2009中 4.3.10的规定进行测试，得到 MPD的信号光响应度 RSIG_MPD，单位为 A/W。 其中光源通过接收器的信号光输入端输入，并经过图 2所示的光分路器分光后进入 MPD。 7.9 MPD 串扰 测试 按 YD/T 2799.1-2015中 7.3.7的规定进行测试。 7.10 光回波损耗 测试 按 GB/T 20440-2006中 5.4.6的规定进行测试。 7.11 VOA 衰减范围 测试 YD/T 2799.4-202X 10 按 YD/T 2799.3-201X中 7.3.9的规定进行测试。 7.12 输出端回波损耗 测试