《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－－眼圖信號分析功不可沒2010-02-01CAD教育網(wǎng)http://www.cadedu.com導(dǎo)讀：設(shè)備廠商驗證無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)系統(tǒng)的優(yōu)先級，通常是使用數(shù)據(jù)流量的方式來快速測試系統(tǒng)質(zhì)量好壞。但通常結(jié)局只有兩種，一是順利通過流量質(zhì)量、延遲或其它封包測試，二則是花費了許多除錯的時間仍找不到改善質(zhì)量的關(guān)鍵因素。設(shè)備廠商驗證無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)系統(tǒng)的優(yōu)先級，通常是使用數(shù)據(jù)流量的方式來快速測試系統(tǒng)質(zhì)量好壞。但通常結(jié)局只有兩種，一是順利通過流量質(zhì)量、延遲或其它封包測試，二則是花費了許多除錯的時間仍找不到改善質(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)議上的問題，但卻忽略了硬件改善的根本思考方向。國際設(shè)備大廠皆從物理層著手；而眾多物理層測量驗證的項目更是以眼圖信號為一窺系統(tǒng)質(zhì)量及相關(guān)改善的方向。因此，本文將說明眼圖基本驗證項目，并提出PON常見的問題提供PON系統(tǒng)研發(fā)廠商有效改善產(chǎn)品質(zhì)量的驗證方向。信號好壞一望可知　眼圖幫助大眼圖是高速信號依據(jù)時間對累加1及0振幅的相對關(guān)系(圖1)。由兩個位所組成的眼圖信號，其中中間的一個位是眼晴張開得以讓信號順利通過的關(guān)鍵。一般而言，眼圖張得愈開，代表較佳的信號質(zhì)量及較低的誤碼率；反之，眼圖愈小即代表信號質(zhì)量愈差，也有較高的誤碼可能。眼圖兩邊的交叉點即代表信號由0轉(zhuǎn)

3、1及由1轉(zhuǎn)0的信號轉(zhuǎn)換質(zhì)量，如此將有益于分析信號在振幅及時間上失真的損耗。圖1　信號眼圖不同交叉比例關(guān)系傳遞不同信號位準(zhǔn)此外，由于眼圖交叉百分比，是測量交叉點振幅與信號1及0位準(zhǔn)之關(guān)系，因此不同交叉比例關(guān)系可傳遞不同信號位準(zhǔn)。舉例來說，一般標(biāo)準(zhǔn)的信號其交叉百分比為50%，即代表信號1及0各占一半的位準(zhǔn)。為了測量其相關(guān)比率，使用的統(tǒng)計方式分析如圖2。交叉位準(zhǔn)依據(jù)交叉點垂直統(tǒng)計的中心窗口而計算出來的平均值，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　眼圖信號交叉點比例關(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，而一般對應(yīng)縱軸即會呈現(xiàn)趨近50%的關(guān)系。隨著縱軸交叉點比例關(guān)系的不同，又代表著不同的信號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，對應(yīng)到右邊相關(guān)的1及0脈沖信號；同時，可以了解在不同脈沖信號時間的寬度下，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明；其中75%所對應(yīng)的1及0脈沖信號顯示，特別對于待測物著重在1位準(zhǔn)測量信號質(zhì)量時，1信號脈沖的時間軸寬度大于0信號脈沖，若以傳遞較多1位準(zhǔn)信號的流量而言，將會依此比例關(guān)系來驗證信號誤碼、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之關(guān)系反之，若使用25%為驗證，依其所對應(yīng)的1及0脈沖信號顯示，0信號脈沖的時間軸寬度將大于1信號脈沖，即待測物著重在0位準(zhǔn)測量信號質(zhì)量；或會傳遞較多0位準(zhǔn)信號的流量。過多的0信號，一般容易造成接收端信號不易從其中抽取頻率，導(dǎo)至無法同步，進而產(chǎn)生同步損失(SynchronousLoss)。對于一般的信號而言，平均分布信號位準(zhǔn)1及0是最常見的，因此要求眼圖交叉比例為50%，即相同的信號脈沖1與0長度標(biāo)準(zhǔn)，來作相關(guān)參數(shù)的驗證。眼圖比例關(guān)系的分布，可以有效地測量因不同1及0信號位準(zhǔn)的偏差所造成的相對應(yīng)振幅損失分析。抖動質(zhì)量攸關(guān)信號好壞抖動質(zhì)量是高速信號

6、最常驗證的項目，也是重要的測量參數(shù)之一，可有效驗證相對理想時間下的飄移情形。在計算抖動時，常以眼圖交叉點上升及下降邊緣的信號對時間統(tǒng)計之分析方式作測量依據(jù)。如圖4所示，在所選取的區(qū)塊中進行抖動點對點(Jitterp-p)及抖動均方根值(JitterRMS)之驗證；其中Jitterp-p是以所取選取區(qū)塊之統(tǒng)計寬度作為計算，而JitterRMS是以平均分布標(biāo)準(zhǔn)差1奈秒作計算；而對應(yīng)的真實抖動眼圖如圖4右方所示。圖4　抖動測量基準(zhǔn)眼圖上升及下降時間影響信號質(zhì)量一般測量上升及下降時間，是以眼圖占20～80%的部分為主，其中上升時間如圖5，分別以左側(cè)交叉點左側(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間之換算。計算公式如下：上升時間=平均(80%時間位準(zhǔn))－平均(20%時間位準(zhǔn))圖5　眼圖信號上升時間而20%及80%是與信號位準(zhǔn)1及0有著相關(guān)性。當(dāng)然，如果上升時間愈短，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及容忍誤碼比率較好。而對于眼圖下降時間(圖6)所示，分別以右側(cè)交叉點左側(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間之換算。計算公式如下：下降時間=平均(20%時間位準(zhǔn))－平均(80%時間位準(zhǔn))圖6　眼圖