Eye Diagrams'ı Optik Alıcılarda Anlamak

Optik iletişim ağları, modern dijital yaşamın görünmez temelini oluşturur, bu bağlantının sonunda, yüksek hızlı ışık darbelerini dönüştürmek için çalışan elektrik sinyallerine dahil edilen kritik görevi yerine getirir.Inktöredeki her bileşeni kullanarak, anahtarlamalar ve sunucularda küçük kusurların bile, hizmet kesintileri ve pahalıya güvenen yüksek çözünürlükte doğru bir şekilde işlenmesini sağlar.

Tam olarak bir Göz Diagram Nedir?

Bir göz diyagramı yüksek hızlı bir oscilloskopu alarak oluşturulur, tekrarlanan bir dijital sinyal senkronizasyonu (küresel olarak saati ile birlikte) ve tek bir ekrandaki birçok bit dönemi çakıştır. Sonuç dalgaformu - bir açık insan gözüne benzeyen - sinyal kalitesi kapsamlı bir anlık sağlar.Her seferinde, düşük bir gerilimden sinyal geçişi (logic 0) yüksek bir gerilime (küresel veya tersine göre, bu geçişler "göz" şeklinde oluşturmak için aşırı hızlanır.

Yatay eksen zaman gösterir (bir birim aralığı veya UI, tek bir bit süresine eşittir), dikey eksen gerilim veya optik güç temsil eder. Göz diyagramı sinyalini bozan ve rastgele etkilerdir: amplif gürültü, aşırılık, aşırılık, aşırılık, yukarı doğrulanma, yükseliş / düşüş zamanı asimetrik ve intersymbol müdahalesi (ISI).

Göz diyagramlarının sadece elektrik sinyalleri için kullanılmadığını belirtmek önemlidir; optik alanda eşit derecede değerlidirler.Bir fotodetektör kullanarak optik gücü bir gerilime dönüştürmek için mühendisler doğrudan alıcıya gelen ışık dalgaformunun kalitesini gözlemleyebilirler.Bu, hem elektronik hem de fotonik arabirimleri arasında evrensel bir sorun giderme aracı yapar.

Eye Diagrams Optik Alıcı Performansı için Neden Olabilir

Optik alıcı, iletişim bağlantının en hassas parçasıdır. Bu nedenle, alıcıyı bir göz diyagramı ile değerlendirmek, her bir bitin 1 veya 0. herhangi bir ekstra gürültü, zamanlama belirsizliği veya bant sınırlaması, doğrudan göz diyagramı ile değerlendirmek gerekir. Bu nedenle, alıcıyı gerçek dünya koşullarında nasıl iyi performans gösterdiğini değerlendirmek.

Gürültünün Önünde Algılanması

Signal bütünlük, bir sinyalin orijinal şeklini ve zamanlamayı alıcıdan alıcıya aktarması derecedir. Göz diyagramı, alıcının kendi başına yol açtığı bozulmaları ortaya çıkarır - örneğin, alıcının keskin kenarlardan veya aşırı gürültüden uzak tutması anlamına gelir, geniş bir yatay açılış toleransına işaret eder (TIA) ve alıcının dikey olarak açılıp kurtarmadığı zaman, alıcının verileri tamamen doğru bir şekilde düzeltemez.

Alıcı Tasarım ve Bitirme Seçme

Tasarımcılar, alıcı mimarilerini doğru bir şekilde geliştirmek için göz diyagramlarını kullanırlar. Örneğin, farklı fotodetektörlerle (PIN vs. avalanche fotodiode), farklı TIA diyagramı, sürekli zamanlı doğrusal eşitleme (CTLE) veya karar geri besleme eşitleme (DFE) ile karşılaştırmak için beton, görsel bir hedef sunarlar ve gözünü izlerken, yükseltici veya filtre oluşturabilirler.

Belirli Konuları Yavaşla

Deneyimli bir mühendis göz diyagramına ve spot ortak sorunlara bakabilir. Örneğin, geçiş noktasında yakın olmayan birçok iz yüksek jitter gösterir.Noks açma, veriye bağlı jitter (DDJ) ISI'nın ilk teşhis aracı olarak hizmet eder ve böylece mühendisler daha karmaşık etkilere yol açarlar.

Toplantı Endüstri Standartları ve Uyum Test

IEEE (örneğin Ethernet için 802.3) gibi global standartlar kuruluşları, ITU-T (e.g., G.957 for SDH), ve OIF (Optical Internetworking Forum) çeşitli veri oranları ve modulation formatları için minimum göz maskesini belirtmeli - bu araç olmadan, alıcıların 10 / 10'un ötesinde güvenilir bir şekilde çalışmasını garanti altına almak için neredeyse imkansız olacaktır.

Bir Göz Diagramının Anahtar Parametrelerini Yorum

Bir göz diyagramından maksimum değer çıkarmak için mühendisler ortaya çıkardığı parametreleri anlamalıdır. Her parametre optik alıcının belirli bir performans ölçümüne bağlanır.

Göz Yükseklik ve Extinction Oran

Göz yüksekliği (EH), yüksek bir göz yüksekliği, alıcının hata yapmadan önce daha fazla gürültüye katılabileceğini gösterir.Inktöre ve alıcıya yönelik sorunlarla doğrudan ilişkili olduğunu gösterir.

Göz Genişlik ve Timing Margin

Göz genişliği (EW) maksimum göz yüksekliği geçişinde ölçülen yatay açılıştır. Alıcının tolere edilebilir zamanlama miktarını gösterir. Jitter, geçiş noktalarının standart sapması (RMS jitter) veya alıcının kendi saat kurtarma devresini oluşturur.

Q-Factor ve Bit Hatası Estimation

Kaliteli faktör (Q-fak), yaklaşık 10 -9[FLT] ile elde edilen ortalama 10 (D) ile doğrudan Gaussian gürültü varsayımları altında olan hata oranıyla ilgilidir: 6 Q'nin Q'si, alıcının uzun bir istatistiksel test olmadan BER'ye karşılık gelir.

Göz kapanıp, Göz Açılışı

Sensör ve alıcı arasında bileşenler eklendiğinde (örneğin, daha uzun fiber, konektörler, yükselteçler), göz diyagramı, ilerici bozulmaları gösterir. Göz açma cezası, kontrol edilen yüksekliğe göre yüksek çözünürlükte azalma miktarı (örneğin, geri iade referansına göre).

Optik Alıcı Testlerinde Göz Diagramlarının Uygulamaları

Eye diagramları alıcının yaşam döngüsü boyunca kullanılır - bileşen karakterizasyonu ve prototip üretim testlerine ve alan dağıtımına geçerlilik.

Alıcı Band geniş ve gürültüyü karakterize etmek

Bir alıcının bant genişliğini karakterize etmek için, mühendisler kısa bir optik pul ile sürücü ve gözünüzü artan veri diyagramında gözlemler.Görüntüdeki veriler, önceden belirlenmiş bir eşiği kapatarak (örneğin, 3dB yüksekte azalma) alıcı gürültünün etkili bir şekilde ölçülmesini sağlar.

Stres Testi ve Margin Analizi

Optik alıcılar için standart uyumluluk testleri stresli göz testleri içerir, giriş sinyalinin gürültüyle kasıtlı olarak bozulduğu yerde, jitter ve 100G /400G Eşdeğer alıcıları hala belirtilen bir marjla açık bir göz üretmelidir. Eye diagramları, alıcının eşitleştirilmesi ve saat kurtarmasının bu stresi idare edebileceğini doğrulamak için kolay hale getirir. Örneğin, 100G /400G eşleri için bir OIF uygulaması anlaşması.

Eşitleştirme ve Saat Kurtarma Performansı

Modern yüksek hızlı alıcılar, a Adaptasyon eşitleme (CTLE, DFE, FFE) kanal bozulmalarını telafi etmek için bir araya gelir.Görüntüdeki veriler temizlenmeden sonra bile kapalı kalırsa, eşitleme mimarisi yetersizdir.

Üretim Testi ve Kalite Güvencesi

Optik transceivers'in hacim üretiminde, otomatik göz diyagramı ölçümleri ekran cihazları için kullanılır. Ekipmanlar maske marjını, göz yüksekliğini ve milisaniyelerde jitteri ölçebilir, bir geçiş / karar verir.Bu hızlı test, sadece alıcıların toplantı şartnamesinin fabrikadan ayrıldığını sağlar.

Alan Deployment ve Troubleshooting

Bir ağ bağlantı deneyimleri kesinti hataları olduğunda, alan mühendisleri, alıcı çıkışında göz diyagramını yakalamak için taşınabilir bir örnekleme kullanabilir.Bunu orijinal yüklemedeki referans gözünü karşılaştırabilirler.Prater, jitter veya gürültü ortaya çıkarır - bir bozulan verici, hasarlı bir fiber veya başarısız alıcı.Bu, geniş test için tüm bağlantı çevrimdışı almadan hızlı bir şekilde yeniden aracılık sağlar.

Gelişmiş Modulation Formats için Göz Diagrams

Optik sistemler basit anahtarlama (OOK) üzerinde hızlanırken, her sub-eye (orta, orta, alt) ayrı ayrı bir şekilde etkiler, çünkü farklı bozukluklar onları eşitsiz bir şekilde etkiler. PAM4'de, sinyal dört ayrı gerilim seviyesi vardır, üç tane kümesleyici göz yaratır.

Capturing ve Analyzing Eye Diagrams için en iyi uygulamalar

  • [FONT:0) Yüksek bant genişliği oscilloskopu kullanın: [Dönder: 1) Oscilloskop bant genişliği, geçişleri doğru bir şekilde yakalamanın en az üç katı olmalıdır. 28 Gb /s için 70 GHz veya daha hızlı bir kapsamı ideal.
  • [FONT:0)Veri saati üzerinde Properly tetikleyici:) Alıcının çıktısından veya dış jitter eklemek için vericiden temiz bir referans saati kullanın.
  • [FONT:0]Görünge vs. kalıcılık: [Dönetici: 1) Pitter ölçümleri için kalıcılık modu (sonsuz kalıcılık) birçok geçiş yapmak için; gürültü analizi için, averting rastgele gürültüyü azaltır ve determinist gözü gösterir.
  • [FONT:0)Subtract test ekipman etkileri: Oscilloskop ve kablolar kendi bozulmalarını tanıtmaktadır. alıcının gözünü izole etmek için yalvarmak veya kalibrasyonunu kullanın.
  • [FONT:0] Karar noktasında dikkat edin:[Dönetici:0) Alıcının karar devre girdisini gerçek elektroniklerin gördüğü sinyali yakalamaya kadar kapatın.

Eye Diagrams ve Bit Hatası arasındaki İlişki

Göz diyagramları BER için hızlı bir proxy sağlarken, her iki araç da bir yedek değildir. BER sistem performansı için birincil ölçümdür. Ancak, Gaussian gürültüleri için, Q- faktörlü hata hataları veya nadir hataların elde ettiği gibi, kapsamlı doğrulama her iki göz analizi ve uzun süreli denemeler içerir.

Eye Diagram Analizleri

Veri oranları şerit başına 100 Gb /s'in ötesine geçiyor (PAM4 112 Gb /s ve sonunda 224 Gb /s), göz diyagramı bu zorlukların üstesinden gelmek için şaşırtıcı derecede zorlanır. Jitter marjları birkaç resimli sinyale (örneğin Tomlinson-Harashima precoding) gibi teknikler, veri hatası ile eşdeğer bir şekilde örnekleme, makine öğrenimi kullanarak, bu zorlukların üstesinden gelmek için çok değerli bir işarettir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Göz diyagramları, bir oscilloskop ekranında oldukça fazla. Onlar alanda titiz, sayısal ve evrensel olarak kabul edilen bir yöntemdir. Gürültüyü ortaya çıkarmak, jitter, bant sınırlamaları ve zaman marjları tek bir görüşte, tasarım döngülerine uyum sağlamak, uluslararası standartlarda uyum sağlamak ve alanda hızlı bir sorun gidermeye devam ettikçe, yüksek hızlara ve daha karmaşık modasyonlara, ses çıkarmak için beceriler, yorum yapmak ve göz diyagramları üzerinde hareket etmek, optik mühendisliği mükemmelliği sağlamak.

Daha fazla okuma için, [[DÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ, ÖLÜMÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜ, ÖLÜ