《改善光電模塊》word版

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1、改善光電模塊/系統(tǒng)流量質(zhì)量－－眼圖信號(hào)分析功不可沒(méi)2010-02-01CAD教育網(wǎng)http://www.cadedu.com導(dǎo)讀：設(shè)備廠商驗(yàn)證無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)系統(tǒng)的優(yōu)先級(jí)，通常是使用數(shù)據(jù)流量的方式來(lái)快速測(cè)試系統(tǒng)質(zhì)量好壞。但通常結(jié)局只有兩種，一是順利通過(guò)流量質(zhì)量、延遲或其它封包測(cè)試，二則是花費(fèi)了許多除錯(cuò)的時(shí)間仍找不到改善質(zhì)量的關(guān)鍵因素。設(shè)備廠商驗(yàn)證無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)系統(tǒng)的優(yōu)先級(jí)，通常是使用數(shù)據(jù)流量的方式來(lái)快速測(cè)試系統(tǒng)質(zhì)量好壞。但通常結(jié)局只有兩種，一是順利通過(guò)流量質(zhì)量、延遲或其它封包測(cè)試，二則是花費(fèi)了許多除錯(cuò)的時(shí)間仍找不到改善質(zhì)量的關(guān)鍵因素。目前一般做法皆透過(guò)軟件工程人員不斷地改

2、善流量處理速度、頻寬設(shè)定及協(xié)議上的問(wèn)題，但卻忽略了硬件改善的根本思考方向。國(guó)際設(shè)備大廠皆從物理層著手；而眾多物理層測(cè)量驗(yàn)證的項(xiàng)目更是以眼圖信號(hào)為一窺系統(tǒng)質(zhì)量及相關(guān)改善的方向。因此，本文將說(shuō)明眼圖基本驗(yàn)證項(xiàng)目，并提出PON常見的問(wèn)題提供PON系統(tǒng)研發(fā)廠商有效改善產(chǎn)品質(zhì)量的驗(yàn)證方向。信號(hào)好壞一望可知　眼圖幫助大眼圖是高速信號(hào)依據(jù)時(shí)間對(duì)累加1及0振幅的相對(duì)關(guān)系(圖1)。由兩個(gè)位所組成的眼圖信號(hào)，其中中間的一個(gè)位是眼晴張開得以讓信號(hào)順利通過(guò)的關(guān)鍵。一般而言，眼圖張得愈開，代表較佳的信號(hào)質(zhì)量及較低的誤碼率；反之，眼圖愈小即代表信號(hào)質(zhì)量愈差，也有較高的誤碼可能。眼圖兩邊的交叉點(diǎn)即代表信號(hào)由0轉(zhuǎn)

3、1及由1轉(zhuǎn)0的信號(hào)轉(zhuǎn)換質(zhì)量，如此將有益于分析信號(hào)在振幅及時(shí)間上失真的損耗。圖1　信號(hào)眼圖不同交叉比例關(guān)系傳遞不同信號(hào)位準(zhǔn)此外，由于眼圖交叉百分比，是測(cè)量交叉點(diǎn)振幅與信號(hào)1及0位準(zhǔn)之關(guān)系，因此不同交叉比例關(guān)系可傳遞不同信號(hào)位準(zhǔn)。舉例來(lái)說(shuō)，一般標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)其交叉百分比為50%，即代表信號(hào)1及0各占一半的位準(zhǔn)。為了測(cè)量其相關(guān)比率，使用的統(tǒng)計(jì)方式分析如圖2。交叉位準(zhǔn)依據(jù)交叉點(diǎn)垂直統(tǒng)計(jì)的中心窗口而計(jì)算出來(lái)的平均值，其比例方程式如下：100×[(交叉位準(zhǔn)–0位準(zhǔn))/(1位準(zhǔn)–0位準(zhǔn))]圖2　眼圖信號(hào)交叉點(diǎn)比例關(guān)系其中的1及0位準(zhǔn)是取眼圖中間的20%為其平均值，即從40～60%中作換算；而最終眼圖

4、交叉比例即從0位準(zhǔn)的0%到1位準(zhǔn)的100%分析相關(guān)水平軸，而一般對(duì)應(yīng)縱軸即會(huì)呈現(xiàn)趨近50%的關(guān)系。隨著縱軸交叉點(diǎn)比例關(guān)系的不同，又代表著不同的信號(hào)1或0傳遞質(zhì)量之能耐。如圖3所示，左邊圖形為不同交叉比例關(guān)系的眼圖，對(duì)應(yīng)到右邊相關(guān)的1及0脈沖信號(hào)；同時(shí)，可以了解在不同脈沖信號(hào)時(shí)間的寬度下，與眼圖交叉比例之關(guān)系。若分別以75%、50%及25%三種眼圖交叉比例作說(shuō)明；其中75%所對(duì)應(yīng)的1及0脈沖信號(hào)顯示，特別對(duì)于待測(cè)物著重在1位準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)質(zhì)量時(shí)，1信號(hào)脈沖的時(shí)間軸寬度大于0信號(hào)脈沖，若以傳遞較多1位準(zhǔn)信號(hào)的流量而言，將會(huì)依此比例關(guān)系來(lái)驗(yàn)證信號(hào)誤碼、屏蔽(Mask)及其極限值(Margin

5、)。圖3　不同眼圖交叉比例與脈沖信號(hào)之關(guān)系反之，若使用25%為驗(yàn)證，依其所對(duì)應(yīng)的1及0脈沖信號(hào)顯示，0信號(hào)脈沖的時(shí)間軸寬度將大于1信號(hào)脈沖，即待測(cè)物著重在0位準(zhǔn)測(cè)量信號(hào)質(zhì)量；或會(huì)傳遞較多0位準(zhǔn)信號(hào)的流量。過(guò)多的0信號(hào)，一般容易造成接收端信號(hào)不易從其中抽取頻率，導(dǎo)至無(wú)法同步，進(jìn)而產(chǎn)生同步損失(SynchronousLoss)。對(duì)于一般的信號(hào)而言，平均分布信號(hào)位準(zhǔn)1及0是最常見的，因此要求眼圖交叉比例為50%，即相同的信號(hào)脈沖1與0長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)作相關(guān)參數(shù)的驗(yàn)證。眼圖比例關(guān)系的分布，可以有效地測(cè)量因不同1及0信號(hào)位準(zhǔn)的偏差所造成的相對(duì)應(yīng)振幅損失分析。抖動(dòng)質(zhì)量攸關(guān)信號(hào)好壞抖動(dòng)質(zhì)量是高速信號(hào)

6、最常驗(yàn)證的項(xiàng)目，也是重要的測(cè)量參數(shù)之一，可有效驗(yàn)證相對(duì)理想時(shí)間下的飄移情形。在計(jì)算抖動(dòng)時(shí)，常以眼圖交叉點(diǎn)上升及下降邊緣的信號(hào)對(duì)時(shí)間統(tǒng)計(jì)之分析方式作測(cè)量依據(jù)。如圖4所示，在所選取的區(qū)塊中進(jìn)行抖動(dòng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(Jitterp-p)及抖動(dòng)均方根值(JitterRMS)之驗(yàn)證；其中Jitterp-p是以所取選取區(qū)塊之統(tǒng)計(jì)寬度作為計(jì)算，而JitterRMS是以平均分布標(biāo)準(zhǔn)差1奈秒作計(jì)算；而對(duì)應(yīng)的真實(shí)抖動(dòng)眼圖如圖4右方所示。圖4　抖動(dòng)測(cè)量基準(zhǔn)眼圖上升及下降時(shí)間影響信號(hào)質(zhì)量一般測(cè)量上升及下降時(shí)間，是以眼圖占20～80%的部分為主，其中上升時(shí)間如圖5，分別以左側(cè)交叉點(diǎn)左側(cè)(20%)至右側(cè)(80%)兩塊水

7、平區(qū)間作此傳遞訊息上升斜率時(shí)間之換算。計(jì)算公式如下：上升時(shí)間=平均(80%時(shí)間位準(zhǔn))－平均(20%時(shí)間位準(zhǔn))圖5　眼圖信號(hào)上升時(shí)間而20%及80%是與信號(hào)位準(zhǔn)1及0有著相關(guān)性。當(dāng)然，如果上升時(shí)間愈短，即愈能表現(xiàn)出眼圖中間的白色區(qū)塊，即代表可傳遞的信號(hào)及容忍誤碼比率較好。而對(duì)于眼圖下降時(shí)間(圖6)所示，分別以右側(cè)交叉點(diǎn)左側(cè)(80%)至右側(cè)(20%)兩塊水平區(qū)間作此訊息傳遞下降斜率時(shí)間之換算。計(jì)算公式如下：下降時(shí)間=平均(20%時(shí)間位準(zhǔn))－平均(80%時(shí)間位準(zhǔn))圖6　眼圖