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測試與測量  

選擇成功的同調光學擷取系統

上網時間: 2015年08月06日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:同調光學擷取系統  誤差向量幅度  示波器  EVM  OMA 

作者:Dean Miles

隨著資料需求的增加,網路運營商一直在尋找新的方法來提高現有光學網路的資料輸送量。為了達到100Gb/s、400Gb/s、1Tb/s甚至更高的速度,複雜的調變格式變得十分普遍。這些調變格式使得設計師在選擇測試設備時面臨新的挑戰。

典型的同調光學擷取系統(Coherent Optical Acquisition System)由三個重要構建模組組成,包括同調接收器、數位器(一般是示波器),以及某種形式的演算處理模組。同調接收器的頻寬或示波器的取樣速率等特定性能參數對於測量的訊號品質有明顯的影響。然而,還有許多其它因素影響同調光學擷取系統的選擇,它們雖然不是那麼明顯,但在成功的測試系統中也發揮著同樣重要的作用。

實現低誤差向量幅度

低的誤差向量幅度(EVM)和誤碼率(BER)對於任何同調光學擷取系統來說都是基本要求。有許多系統損壞和配置問題會影響最終的光學EVM性能。

在光學調變分析儀(OMA)的接收器內,EVM可能受到許多接收器問題的影響,例如IQ相位角度誤差、IQ增益失衡、IQ偏移誤差以及XY極化偏移誤差等。有關這些類型誤差的好消息是,它們都可以精確測量,其影響通常可在同調檢測後的演算處理中透過校準消除。OMA對EVM測量的主要影響也可以加以校正。

一旦接收訊號後,下一步就是由多通道示波器在電訊號路徑上進行數位化。就示波器而言,有許多儀器因素會影響EVM,最基本的是示波器頻寬和取樣速率。測試100G同調光學訊號的大多數工程師使用4通道示波器,其頻寬在23GHz到33GHz範圍,取樣速率在50GSs到100GS/s範圍。評估400G系統則必須使用70GHz頻寬、200GS/s取樣速率的示波器。

假設使用了具有合適頻寬和取樣速率的示波器,而且所有OMA損壞都透過演算法加以校正了,那麼最低可測得的EVM可歸結為示波器有效位數(ENOB)的函數。

EVM定義

IEC/TR 61282 101標準最近對EVM進行了定義。誤差向量簡單地說就是從實際測量符號指向該符號在訊號星座圖中預期位置的向量。“參考”或預期符號位置由調變類型所定義,只是總體訊號幅度除外。對於一組符號來說,參考幅度被認為是導致該組最小EVM的幅度。一旦確定了這個幅度,那麼訊號和參考符號除以最大參考符號幅度,就能使資料符合標準要求。


圖1:TR標準

用這種方法規格化資料具有將EVM表示為最大參考符號幅度一小部份的效果。這使得QPSK和QAM EVM之間的比較變得更加困難。許多無線標準選擇使用均方根符號冪作為規格化因數。隨著時間的推移,光學標準也可能改用這種方法。正是由於這個原因。Tektronix OM4000軟體允許客製規格化因數。初始定義遵循TR標準(如圖1)。

這些考慮因素為EVM提供了以百分比表示的公式,見等式1:其中EVM(n)是規格化後每個符號的誤差向量幅度,N是各組符號數量。如上所述,TR標準假設由最大參考符號進行規格化。

(下一頁繼續:EVM準確度與再現性)


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