怎么看PCB電路板10GE光模塊的協議

我們在光模塊分類這篇文章中提到了有很多種光模塊，因此也對應了很多種不同的協議，但為了不讓大家太迷惑，我們特意收縮下范圍，計劃主要集中講我們常用的幾個協議，所以目前來看我們主要有10Gbps、25/28Gbps、56G-PAM4和112G-PAM對應的協議。接下來我們就針對性的來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，參考的協議主要有SFF8431、10GBase-R和Fiber Channel（10GFC）等，不管是哪個協議基本上都是定義了系統的要求，也就是Host和Module一起。一般10GE光口我們參考SFF8431的協議會比較多，下面就以這個協議來舉例說明。在這個協議里面，我們基本沒有看到直接有對模塊本身的插損要求，只有分段回損要求，另外10G光口的測試上也是結合MCB和HCB來一起看的，大致如下圖所示。

基本上按照3種不同的段來進行分段指標要求，一個是Host+HCB的指標，此時是看B和C點的指標要求，其中B點為Host經過HCB輸出的端口，這個點對應光模塊的B’，也就是從MCB進入模塊的端口；C點為進入HCB到Host主板這個點的端口，同時也對應光模塊測試點的C’,從光模塊的輸出到MCB的端口；還有就是A、D兩個測試端口，主要是用來測試ASIC/SerDes主芯片的，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要求，我們在板級就不怎么關注。幾種不同的測試環境示意圖如下所示。

搞清楚了大致的框架，接下來我們來看看電氣的一些要求和指標。

對于10GE光口的插損要求，協議上的定義比較模糊（相對于25Gbps光口來說），尤其是對于光模塊的要求沒有特別定義，只定義了回損要求，整個通道的傳輸損耗指標是9dB，包含主板Host，連接器和HCB的損耗，也就是從主芯片到B和C端口的損耗要求最大是9dB@5.5GHz。如下表格所示。

我們通常就用下面這個插損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，比如走線長度和對應的插損，回損等都有，如下是對應的走線長度要求，這個表格大家應該見得比較多，可以作為線長的參考，也就是普通FR4帶狀線走6inch線長，微帶線走8inch線長就是出自這里（這只是一個參考線長）。

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

Host輸出到HCB的端口B處的無源指標，主要是回損和模態的要求。

Host輸出到HCB的端口B處的有源指標，主要是有源眼圖和Jitter的要求。

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

主板上離連接器約1inch走線長度處C”測試點的有源指標，這個也等同于模塊經MCB輸出的眼圖指標，這個指標其實在Host端不好測試，需要用到誤碼儀等。

以上就是Host部分的仿真和測試要求，接下來我們看看Module部分的要求。

從光模塊Module輸入B’處到Module接收的無源指標，主要是回損和模態的要求，相對于Host主板B端口，可以看到和Host主板端B口的要求還不一樣。

從光模塊Module輸入B’處到Module接收的有源指標，主要是眼圖和Jitter的要求，相對于Host主機B端口輸出過來的數據，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，主要是差分和共模回損的要求。從回損來看，B’口和C’口的要求是一樣的，但兩者的模態要求有差異；

 備注：以上圖片均摘自SFF8431協議。

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,可知相對于Host主板的輸出要求，Module的輸出眼圖要求小很多。

另外協議里面也有單獨對芯片的測試板要求，以及HCB和MCB夾具板的要求，這個不是今天的重點，在此略過。總體來說10GE的協議比起后面的25Gbps以上的協議看起來更復雜，而且沒有對應模塊本身的插損要求。