BOSA/HDCA高分辨率光频谱仪：800G/1.6T超高速光收发模块研发与品控的利器
AI人工智能的工程基础是并行处理，若干张算卡并行组成一个机柜，若干个机柜并行组成一个算力中心。高速光纤通讯是建构AI算力中心数据传输神经网络的基础，而高速光收发模块是高速光纤通讯的核心器件。其中200G/400G光收发模块已广泛应用于既有装机AI算力设备，800G/16T光收发模块则服务于现行与未来新装机AI算力设备。
Zepren公司的两款设备： BOSA（High-Resolution Optical Spectrum Analyzer高分辨率光频谱分析仪）与 HDCA（High-Definition Component Analyzer高解析组件分析仪）是400G/800G/1.6T光收发模块研发与品控的利器。
BOSA（High-Resolution Optical Spectrum Analyzer高分辨率光频谱分析仪）可做为一个通用型高频谱分析仪实现光谱分辨率高达10MHz（即0.08pm@1550nm)的超精细光频谱分析。
BOSA（High-Resolution Optical Spectrum Analyzer）
BOSA高分辨率光频谱分析仪内置了TLS(Tunable Laser Source)可调谐激光光源与高分辨率布里渊散射光谱分析仪（BOSA)，可以适合光有源或无源器件的综合检测，针对于800G/1.6T光收发模块的检测功能包含：
· 高达10MHz高精细度，>80dB大动态范围的光频谱分析；
· 适配多种复用与调制模式OFDM, Nyquist-WDM, PAM-4, QAM, DP-QPSK…
· Option-20无源器件检测选项：测试无源器件（如FBG布拉格光栅，PIC光子集成电路等）的IL插损，RL回损；
· Option-30无源器件偏振相关光谱检测选项：spectrally resolved State of Polarization (SOP)， Polarization Dependent Loss (PDL)；
· Option-40相位检测选项：幅度+相位频谱分析，啁啾效应分析，可还原时域波形（眼图、星座图）。
HDCA（High-Definition Component Analyzer高解析组件分析仪）是一个功能进阶版的高解析组件分析仪，同样内置TLS和BOSA，针对于800G/1.6T光收发模块既可做光模块研发与品控的检测设备，还特别适合于下一个世代的PIC(光集成电路）的研发与品控检测，功能包含：
HDCA（High-Definition Component Analyzer）
· 高达0.3MHz高精细度，>85dB大动态范围的光频谱分析
· 无源器件检测选项: 测试无源器件（如FBG布拉格光栅，PIC光子集成电路等）的IL插损，RL回损; 偏振相关光谱检测Polarization Dependent Loss (PDL)，啁啾Chirp分析
· 主机可达4通道的并行无源器件检测，并可增加子扩展机（每扩展机6通道），即可扩展为4+6+6...通道的并行无源器件检测。
· 新增OFDR (Optical Frequency Domain Reflectometer)光频域反射分析仪功能：特点是无死区与高精度。针对于次世代的高度光收发模块的核心PIC光集成电路内部缺陷检测应用，HDCA设备的距离检测极限精度可达飞米级别，可以非常轻松的以好于1um空间分辨率主动且快速的巡检PIC光集成电路内部缺陷，HDCA可加快PIC核心研发与技改进程且同时具备大批量品管检测能力。另外针对于AI算力中心的光纤通讯链路维护，比如250米范围内的光纤通讯链路，HDCA可实现精度到微米距离级别的链路损耗检测与故障排查（注：单个AI算力中心的高速光纤通讯链路基本均在百米以下）
附录1：高速光收发模块代际简表
|
典型速率 |
关键技术组合 |
调制方式 |
典型复用方式 |
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200G/400G |
DSP + PAM4 |
PAM4 |
4x100G / 8x50G |
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800G |
DSP/LPO + PAM4 |
PAM4 |
4x200G / 8x100G |
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1.6T |
CPO/LPO + PAM4/QAM |
PAM4 /QAM等 |
8x400G / 16x100G |
|
未来3.2T |
新材料+新调制方式 |
待定 |
待定 |
附录2.： 名词注释
（1）DSP：数字信号处理芯片，是光收发模块的功耗大户，现在的方向是取消DPS芯片，可大幅降低功耗，降低成本，且进一步减小尺寸；而具体方式实现方式是LPO/CPO/硅光PIC芯片等。
（2）LPO(Linear Pluggable Optics, 线性可插拔光学），移除了DSP芯片，采用线性驱动降低功耗与成本；CPO (Co-Packaged Optics, 共封装光学）, 移除DSP，将光引擎直接封装在交换机ASIC芯片旁边; Si-PIC硅光集成芯片技术 (Silicon Photonics-IC)：利用半导体制程CMOS工艺，在硅晶圆上直接集成制造硅光电子集成电路，最大限度地降低能耗，降低成本与减小尺寸。以上三种形式的共性是均移除了DSP芯片，减小能耗；差异性是以上LPO-CPO-PIC硅光集成芯片三种技术可被认为是递进关系：LPO-CPO-PIC能耗递进降低，尺寸递进减小，大规模生产成本递进降低。Zepren公司的BOSA与HDCA均广泛适配于上述LPO-CPO-硅光集成芯片的HR-OSA高精度光频谱，IL插损,RL回损，PDL偏振相关损耗，Chirp啁啾检测。
（3）PAM4/QAM等均是高阶信号调制格式，目的是增加信号带宽；DWDM密集波分复用, OFDM光频分复用，Nyquist-WDM尼奎斯特波分复用均是通道数增加的手段。参见上表典型复用方式栏目，高速光收发模块的总速率（如400G/800G/1.6T)均是波分复用通道数（如4x通道，8x通道）与单通道速率（如50G/100G/200G)的乘积获得；Zepren公司的BOSA与HDCA以其高解析度和高动态范围不单单适应于现在流行的200G/400G/800G光收发模块检测，而且适合于正处快速提升阶段的1.6T和未来预期3.2T阶段的光收发模块检测,BOSA和HDCA现有机型长使用周期的测试能力储备。
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