最常用的就是眼图的测量方法,眼图测试分析

最常用的就是眼图的测量方法,眼图测试分析

最常用的就是眼图的测量方法,眼图测试分析

?波形参数测试是数字信号质量评估最常用的测量方法,但是随着数字信号速率的提高,仅仅靠幅度、上升时间等的波形参数的测量方法越来越不适用了。

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?比如下图的一个5Gbps的信号来说,由于受到传输通道的损耗的影响,不同位置的信号的幅度、上升时间、脉冲宽度等都是不一样的。不同的操作人员在波形的不同位置测量得到的结果也是不一样的。

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?因此我们必须采用别的方法对于信号的质量进行评估,对于高速数字信号来说最常用的就是眼图的测量方法。

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?所谓眼图,实际上就是高速数字信号不同位置的数据比特按照时钟的间隔叠加在一起自然形成的一个统计分布图。

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?下面几张图显示了眼图的形成过程。我们可以看到,随着叠加的波形数量的增加,数字信号逐渐形成了一个个类似眼睛一样的形状,我们就把这种图形叫做眼图。

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信号完整性分析基础系列之一——眼图测量

信号完整性分析基础系列之一 ——关于眼图测量(上) 汪进进美国力科公司深圳代表处 内容提要:本文将从作者习惯的无厘头漫话风格起篇,从四个方面介绍了眼图测量的相关知识:一、串行数据的背景知识; 二、眼图的基本概念; 三、眼图测量方法; 四、力科示波器在眼图测量方面的特点和优势。全分为上、下两篇。上篇包括一、二部分。下篇包括三、四部分。 您知道吗?眼图的历史可以追溯到大约47年前。在力科于2002年发明基 于连续比特位的方法来测量眼图之前,1962年-2002的40年间,眼图的测量是基 于采样示波器的传统方法。 您相信吗?在长期的培训和技术支持工作中,我们发现很少有工程师能完整地准确地理解眼图的测量原理。很多工程师们往往满足于各种标准权威机构提供的测量向导,Step by Step,满足于用“万能”的Sigtest软件测量出来的眼图给出的Pass or Fail结论。这种对于Sigtest的迷恋甚至使有些工程师忘记了眼图是 可以作为一项重要的调试工具的。 在我2004年来力科面试前,我也从来没有听说过眼图。那天面试时,老板反复强调力科在眼图测量方面的优势,但我不知所云。之后我Google“眼图”, 看到网络上有限的几篇文章,但仍不知所云。刚刚我再次Google“眼图”,仍然 没有找到哪怕一篇文章讲透了眼图测量。 网络上搜到的关于眼图的文字,出现频率最多的如下,表达得似乎非常地专业,但却在拒绝我们的阅读兴趣。 “在实际数字互连系统中,完全消除码间串扰是十分困难的,而码间串扰 对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律,还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣,在实验室中,通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响,这就是眼图分析法。 如果将输入波形输入示波器的Y轴,并且当示波器的水平扫描周期和码元 定时同步时,适当调整相位,使波形的中心对准取样时刻,在示波器上显示的图形很象人的眼睛,因此被称为眼图(Eye Map)。 二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”,当传输三元码时,会显示两 只“眼睛”。眼图是由各段码元波形叠加而成的,眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻,位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。 在无码间串扰和噪声的理想情况下,波形无失真,每个码元将重叠在一起,最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”,“眼”开启得最大。当有码

眼图常用知识介绍

眼图常用知识介绍 关于眼图及其测量大家已经做了较多的讨论传输指标测试大全其侧重于眼图的定义和测量光眼图分析张轩/22336著 以及色散对长距离传输后的眼图的影响 如下降时间消光比信噪比以及如何从各个方面来衡量一个眼图的优劣 现在我们公司常用的测量眼图的仪器为CSA8000 1眼图与常用指标介绍 下图为一个10G光信号的眼图右边一栏为这个光信号的一些测量值ExdB交叉点比例QF平均光 功率Rise下降时间峰值抖动 RMSJ 消光比定义为眼图中电平比电平的值传输距离又不同的要求G.957的建议 衡量器件是否符合要求除了满足建议要求之外 一般的对于FP/DFB直调激光器要求EML电吸收激光器消光比不小于10dBμ?ê??a2¢2?òa??×???1a±è

可以无限大将导致激光器的啁啾系数太大不利于长距传 输与速率的最低要求消光比大0.5~1.5dB???ùò???3??a?′ò???êy?μê?o|????1a±èì???á? μ????ó??2úéú?òí¨μà′ú??3?±ê??óD2úéú?ó??2¢?òí¨μà′ú???ú×???±êòa?ó?à′ó???éò? óéóú′?ê?1y3ì?Dμ????óê?2àμ???2?μ??à??óú·¢?í2àé?ò?±£?¤?óê?2àμ???2?μ?±èày?ú′ó??50ê1μ??óê?2àμ?áé???è×???ò?°?·¢?í2à??2?μ?±èày?¨òé?????ú4045 Q因子综合反映眼图的质量问题表明眼图的质量越好 光功率一般来说1???????ú2??ó1a?¥??μ??é????越高越好越高越好 如果需要准确地测量光功率 信号的上升时间下降的快慢 的变化的时间下降时间不能大于信号的周期的40如9.95G信号要求其上升 峰可以定性反映信号的抖动大小这两个测量值是越小越好如Agilint 的37718 在测量抖动的时候才能保证测量值相对准确 做为一个比较参考一般在发送侧的测量值都大于30dB

光纤通信系统测量中的眼图分析方法

实验四 光纤通信系统测量中的眼图分析方法测试实验 一、实验目的 1、了解眼图的形成过程 2、掌握光纤通信系统中眼图的测试方法 二、实验仪器 1、ZYE4301F 型光纤通信原理实验箱1台 2、20MHz 模拟双踪示波器1台 3、万用表1台 三、实验原理 眼图是衡量数字光纤通信系统数据传输特性的简单而又有效的方法。眼图可以在时域中测量,并且可以用示波器直观的显示出来。图1是测量眼图的系统框图。测量时,将“伪随机码发生器”输出的伪随机码加在被测数字光纤通信系统的输入端,该被测系统的输出端接至示波器的垂直输入,用位定时信号(由伪随机码发生器提供)作外同步,在示波器水平输入用数据频率进行触发扫描。这样,在示波器的屏幕上就可以显示出被测系统的眼图。 伪随机脉冲序列是由n 比特长,2n 种不同组合所构成的序列。例如,由n=2比特长的4种不同有 组合、n=3比特长的8种不同的组合、n=4比特长16种不同的组合组成,直到伪随机码发生器所规定的极限值为止,在产生这个极限值以后,数据序列就开始重复,但它用作为测试的数据信号,则具有随机性。如图2所示的眼图,是由3比特长8种组合码叠加而成,示波器上显示的眼图就是这种叠加的结果。 分析眼图图形,可以知道被测系统的性能,下面用图3所示的形状规则的眼图进行分析: 1、当眼开度 V V V ?-为最大时刻,则是对接收到的信号进行判决的最佳时刻,无码间干扰、信号无畸变时的眼开度为100%。 2、由于码间干扰,信号畸变使眼开度减小,眼皮厚度V V ?增加,无畸变眼图的眼皮厚度应该等于零。 图1眼图的测试系统

3、系统无畸变眼图交叉点发散角b T T ?应该等于零。 4、系统信道的任何非线性都将使眼图出现不对称,无畸变眼图的正、负极性不对称度- +-++-V V V V 应该等 于零。 5、系统的定时抖动(也称为边缘抖动或相位失真)是由光收端机的噪声和光纤中的脉冲失真产生的,如果在“可对信号进行判决的时间间隔T b ”的正中对信号进行判决,那么在阈值电平处的失真量ΔT 就表示抖动的大小。因此,系统的定时抖动用下式计算: 定时抖动= %100??Tb T

眼图观测实验 光纤通信_实验5实验报告

课程名称:光纤通信 实验名称:实验5 眼图观测实验 姓名: 班级: 学号: 实验时间: 指导教师: 得分:

一、实验目的 1、了解和掌握眼图的形成过程和意义。 2、掌握光纤通信系统中的眼图观测方法。 二、实验内容 1、观测数字光纤传输系统中的眼图张开和闭合效果。 2、记录眼图波形参数,分析系统传输性能。 三、实验器材 1.主控&信号源模块 2.25号光收发模块 3.示波器 四、实验原理 1、实验原理框图

眼图测试实验系统框图 2、实验框图说明 本实验是以数字信号光纤传输为例,进行光纤通信测量中的眼图观测实验;为方便模拟真实环境中的系统传输衰减等干扰现象,我们加入了可调节的带限信道,用于观测眼图的张开和闭合等现象。如眼图测试实验系统框图所示,系统主要由信号源、光发射机、光接收机以及带限信道组成;信号源提供的数字信号经过光发射机和接收机传输后,再送入用于模拟真实衰减环境的带限信道; 通过示波器测试设备,以数字信号的同步位时钟为触发源,观测TP1测试点的波形,即眼图。 3、眼图基本概念及实验观察方法 所谓眼图,它是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形。眼图包含了丰富的信息,反映的是系统链路上传输的所有数字信号的整体特征。利用眼图可以观察出码间串扰和噪声的影响,分析眼图是衡量数字通信系统传输特性的简单且有效的方法。 ●被测系统的眼图观测方法 通常观测眼图的方法是,如下图所示,以数字序列的同步时钟为触发源,用示波器YT模式测量系统输出端,调节示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步,则屏幕中显示的即为眼图。 眼图测试方法框图 ●眼图的形成示意图

一个完整的眼图应该包含从“000”到“111”的所有状态组,且每个状态组发送的此时要尽量一致,否则有些信息将无法呈现在示波器屏幕上。 八种状态如下所示: 八种状态示意图 眼图合成示意图如下所示: 眼图合成示意图 一般在无串扰等影响情况下从示波器上观测到的眼图与理论分析得到的眼图大致接近。 ●眼图参数及系统性能 眼图的垂直张开度表示系统的抗噪声能力,水平张开度反映过门限失真量的大小。眼图的张开度受噪声和码间干扰的影响,当光收端机输出端信噪比很大时眼图的张开度主要受码间干扰的影响,因此观察眼图的张开度就可以估算出光

光纤通信系统的眼图测试实验

太原理工大学现代科技学院 光纤通信课程实验报告 专业班级 学号 姓名 指导教师

实验名称 光纤通信系统的眼图测试实验 同组人 专业班级 学号 姓名 成绩 实验三 光纤通信系统的眼图测试实验 一、实验目的 1、了解眼图的形成过程 2、掌握光纤通信系统中眼图的测试方法 二、实验内容 1、测量数字光纤通信系统传输各种数字信号的眼图 2、观察系统眼图,并通过眼图来分析系统的性能 三、实验仪器 1、ZY12OFCom13BG3型光纤通信原理实验箱 1台 2、20MHz 双踪模拟示波器 1台 3、万用表 1台 4、FC/PC-FC/PC 单模光跳线 1根 5、850nm 光发端机和光收端机(可选) 1套 6、ST/PC-ST/PC 多模光跳线(可选) 1根 四、实验原理 眼图是衡量数字光纤通信系统数据传输特性的简单而又有效的方法。眼图可以在时域中测 量,并且可以用示波器直观的显示出来。图20-1是测量眼图的系统框图。测量时,将“伪随机码发生器”输出的伪随机码加在被测数字光纤通信系统的输入端,该被测系统的输出端接至示波器的垂直输入,用位定时信号(由伪随机码发生器提供)作外同步,在示波器水平输入用 数据频率进行触发扫描。这样,在示波器的屏幕上就可以显示出被测系统的眼图。 图1、眼图测试系统框图 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………

伪随机脉冲序列是由n 比特长,2n 种不同组合所构成的序列。例如,由n=2比特长的4种 不同有组合、n=3比特长的8种不同的组合、n=4比特长16种不同的组合组成,直到伪随机码发生器所规定的极限值为止,在产生这个极限值以后,数据序列就开始重复,但它用作为测试的数据信号,则具有随机性。如图20-2所示的眼图,是由3比特长8种组合码叠加而成,示 波器上显示的眼图就是这种叠加的结果。 分析眼图图形,可以知道被测系统的性能,下面用图20-3所示的形状规则的眼图进行分析: 1、当眼开度V V V ?-为最大时刻,则是对接收到的信号进行判决的最佳时刻,无码间干扰、 信号无畸变时的眼开度为100%。 2、由于码间干扰,信号畸变使眼开度减小,眼皮厚度V 增加,无畸变眼图的眼皮厚度应该等于零。 3、系统无畸变眼图交叉点发散角 b T T ?应该等于零。 4、系统信道的任何非线性都将使眼图出现不对称,无畸变眼图的正、负极性不对称度 5、系统的定时抖动(也称为边缘抖动或相位失真)是由光收端机的噪声和光纤中的脉冲 失真产生的,如果在“可对信号进行判决的时间间隔T b ”的正中对信号进行判决,那么在阈值电平处的失真量ΔT 就表示抖动的大小。因此,系统的定时抖动用下式计算:定时抖动= …………………………………装……………………………………订………………………………………线……………………………………………

数字光纤通信系统信号眼图测试

实验二数字光纤通信系统信号眼图测试 一.实验目的 1.了解眼图产生的基础,根据眼图测量数字通信系统性能的原理; 2.学习通过数字示波器调试、观测眼图; 3.掌握判别眼图质量的指标; 4.熟练使用数字示波器和误码仪。 二.实验原理 眼图是估计数字传输系统性能的一种十分有效的实验方法。这种方法已广泛应用于数字通信系统,在光纤数字通信中也是评价系统性能的重要实验方法。眼图是在时域进行的用示波器显示二进制数字信号波形的失真效应的测量方法。图2.1是测量眼图的装置图。由AV5233C误码仪产生一定长度的伪随机二进制数据流(AMI码、HDB3码、RZ 码、NRZ码)调制单模光产生相应的伪随机数据光脉冲并通过光纤活动连接器注入单模光纤,经过光纤传输后,再与光接收机相接。光接收机将从光纤传输的光脉冲变为电脉冲,并输入到AV4451(500MHz)示波器,示波器显示的扫描图形与人眼相似,因此称为眼图。 用眼图法测量系统时应有多种字型,可以采用各比特位上0和1出现的概率相等的随机数字信号进行测试。AV5233C误码仪用来产生伪随机数字序列信号。在这里“伪随机”的意义是伪随机码型发生器产生N比特长度的随机二进制数字信号是数字序列在N 比特后发生重复,并不是测试时间内整个数字序列都是随机的,因此称为“伪随机”。伪随机序列如果由2比特位组成,则共有四种组合,3比特数字信号有8种组合,N比特数字信号有2N个组合。伪随机数字信号的长度为2N-1,这种选择可保证字型不与数据率相关。例如N可取7、10、15、23、31等。如果只考虑3比特非归零码,应有如图2.2所示的8种组合。将这8种组合同时叠加,就可形成如图2.3所示的眼图。 图2.1 眼图测量装置

眼图分析

清风醉明月 slp_art 随笔- 42 文章- 1 评论- 20 博客园首页新随笔联系管理订阅 眼图——概念与测量(摘记) 中文名称: 眼图 英文名称: eye diagram;eye pattern 定义: 示波器屏幕上所显示的数字通信符号,由许多波形部分重叠形成,其形状类似“眼”的图形。“眼”大表示系统传输特性好;“眼”小表示系统中存在符号间干扰。 一.概述 “在实际数字互连系统中,完全消除码间串扰是十分困难的,而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律,还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣,在实验室中,通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响,这就是眼图分析法。 在无码间串扰和噪声的理想情况下,波形无失真,每个码元将重叠在一起,最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”,“眼”开启得最大。当有码间串扰时,波形失真,码元不完全重合,眼图的迹线就会不清晰,引起“眼”部分闭合。若再加上噪声的影响,则使眼图的线条变得模糊,“眼”开启得小了,因此,“眼”张开的大小表示了失真的程度,反映了码间串扰的强弱。由此可知,眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响,可评价一个基带传输系统性能的优劣。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整,以减小码间串扰和改善系统的传输性能。通常眼图可以用下图所示的图形来描述,由此图可以看出:

(1)眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。显然,最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。 (2)眼图斜边的斜率,表示系统对定时抖动(或误差)的灵敏度,斜率越大,系统对定时抖动越敏感。 (3)眼图左(右)角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围,称为零点失真量,在许多接收设备中,定时信息是由信号零点位置来提取的,对于这种设备零点失真量很重要。 (4)在抽样时刻,阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量。 (5)在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是最小噪声容限,噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决。 (6)横轴对应判决门限电平。” 二、眼图的一些基本概念 —“什么是眼图?” “眼图就是象眼睛一样形状的图形。 图五眼图定义” 眼图是用余辉方式累积叠加显示采集到的串行信号的比特位的结果,叠加后的图形形状看起来和眼睛很像,故名眼图。眼图上通常显示的是1.25UI的时间窗口。眼睛的形状各种各样,眼图的形状也各种各样。通过眼图的形状特点可以快速地判断信号的质量。 图六的眼图有“双眼皮”,可判断出信号可能有串扰或预(去)加重。 图六“双眼皮”眼图

抖动和眼图分析工具

抖动和眼图分析工具 DPOJET 主要特点和优点 - 时钟和数据信号的抖动和定时分析- 实时眼图(RT-Eye TM )分析*1 - TekWizard TM 界面,单键操作和引 导性抖动摘要 - 完善的标准支持库,全面执行通过/失败极限和模板测试; 外加用户极限和模板文件,支持自定义测试配置和新标准或开发中的标准- 可以选择抖动模型,准确分解抖动和估算TJ(BER)*2,支持流行标准;光纤通道或PCI-Express Delta-Delta (Dual-Dirac)和卷积结果- 9种曲线类型,查看和分析抖动:眼图, CDF浴盆, 频谱, 直方图, 趋势, 数据, 相噪和转函- 可编程软件时钟恢复,包括软件PLL *3- 用户可以选择黄金PLL,支持流行标准- 可以选择高通和低通测量滤波器- 可以选择高和低极限测量范围测试- 完善的统计登录、报告和远程自动控制- 捕获和保存最坏情况信号,进行详细分析 应用 检定高速串行总线和并行总线设计的性能 - 检定时钟和数据抖动和信号完整性- 检定PLL 动态性能 - 检定扩频时钟电路的调制性能- 检定抖动生成、转函和容限- 对PCI Express、Serial ATA、SAS、光纤通道、DisplayPort、DDR2、DDR3、FBD 及其它电气和光学系统执行物理层测试 *1 已获专利USPTO #6,836,738, *2 已获专利USPTO #6,832,172, #6,853,933, #7,254,168, *3 已获专利USPTO #6,812,688. 实时抖动和眼图分析 DPOJET 为实时示波器提供了优秀的眼图、抖动和定时分析软件。DPOJET在泰克DPO7000、DPO70000和DSA70000系列示波器中运行,为工程师提供了实时仪器中最高的灵敏度和精度。通过采用完善的抖动和眼图分析及分解算法,DPOJET在当前高速串行、数字和通信系统设计中简化了发现信号完整性问题和抖动及相关来源的工作。 随着处理器时钟速率超过3 GHz,背板总线和串行数据链路数据速率超过8 GT/s,计算机、半导体和通信行业中的模拟和 数字设计人员面临着许多新的挑战。日益提高的速率意味着电路容限或裕量下降,带来了抖动和相关的信号完整性问题。通过使用可以帮助您迅速检定和发现抖动和信号完整性问题来源的工具,您可以更快地向市场上推出新的设计,并树立更高的信心,相信它们能够在当前超高速环境中可靠地运行。更快地向市场上推出可靠性更高、性能更高的新产品,意味着贵公司可以有更多的机会改善余量。 AWG5000系列。

眼图测量方法B

三、眼图测量方法 之前谈到,眼图测量方法有两种:2002年以前的传统眼图测量方法和2002年之后力科发明的现代眼图测量方法。传统眼图测量方法可以用两个英文关键词来表示:“Triggered Eye”和“Single‐Bit Eye”。现代眼图测量方法用另外两个英文关键词来表示:“Continuous‐Bit Eye”和“Single‐Shot Eye”。传统眼图测量方法用中文来理解是八个字:“同步触发+叠加显示”,现代眼图测量方法用中文来理解也是八个字:“同步切割+叠加显示”。两种方法的差别就四个字:传统的是用触发的方法,现代的是用切割的方法。“同步”是准确测量眼图的关键,传统方法和现代方法同步的方法是不一样的。“叠加显示”就是用模拟余辉的方法不断累积显示。 传统的眼图方法就是同步触发一次,然后叠加一次。每触发一次,眼图上增加了一个UI,每个UI的数据是相对于触发点排列的,因此是“Single‐Bit Eye”,每触发一次眼图上只增加了一个比特位。图一形象表示了这种方法形成眼图的过程。 图一传统眼图测量方法的原理 传统方法的第一个缺点就是效率太低。对于现在的高速信号如PCI‐Express Gen2,PCI‐SIG 要求测量1百万个UI的眼图,用传统方法就需要触发1百万次,这可能需要几个小时才能测量完。第二个缺点是,由于每次触发只能叠加一个UI,形成1百万个UI的眼图就需要触发1百万次,这样不断触发的过程中必然将示波器本身的触发抖动也引入到了眼图上。对于2.5GBbps以上的高速信号,这种触发抖动是不可忽略的。 如何同步触发,也就是说如何使每个UI的数据相对于触发点排列?也有两种方法,一种方法是在被测电路板上找到和串行数据同步的时钟,将此时钟引到示波器作为触发源,时钟的边沿作为触发的条件。另外一种方法是将被测的串行信号同时输入到示波器的输入通道和硬件时钟恢复电路(CDR)通道,硬件CDR恢复出串行数据里内嵌的时钟作为触发源。这种同

信号完整性分析基础系列之一__关于眼图测量(全)

信号完整性分析基础系列之一_——关于眼图测量(全) 您知道吗?眼图的历史可以追溯到大约47年前。在力科于2002年发明基于连续比特位的方法来测量眼图之前,1962年-2002的40年间,眼图的测量是基于采样示波器的传统方法。 您相信吗?在长期的培训和技术支持工作中,我们发现很少有工程师能完整地准确地理解眼图的测量原理。很多工程师们往往满足于各种标准权威机构提供的测量向导,Step by Step,满足于用“万能”的Sigtest软件测量出来的眼图给出的Pass or Fail结论。这种对于Sigtest 的迷恋甚至使有些工程师忘记了眼图是可以作为一项重要的调试工具的。 在我2004年来力科面试前,我也从来没有听说过眼图。那天面试时,老板反复强调力科在眼图测量方面的优势,但我不知所云。之后我Google“眼图”,看到网络上有限的几篇文章,但仍不知所云。刚刚我再次Google“眼图”,仍然没有找到哪怕一篇文章讲透了眼图测量。 网络上搜到的关于眼图的文字,出现频率最多的如下,表达得似乎非常地专业,但却在拒绝我们的阅读兴趣。 “在实际数字互连系统中,完全消除码间串扰是十分困难的,而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律,还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣,在实验室中,通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响,这就是眼图分析法。 如果将输入波形输入示波器的Y轴,并且当示波器的水平扫描周期和码元定时同步时,适当调整相位,使波形的中心对准取样时刻,在示波器上显示的图形很象人的眼睛,因此被称为眼图(Eye Map)。 二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”,当传输三元码时,会显示两只“眼睛”。眼图是由各段码元波形叠加而成的,眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻,位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。 在无码间串扰和噪声的理想情况下,波形无失真,每个码元将重叠在一起,最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”,“眼”开启得最大。当有码间串扰时,波形失真,码元不完全重合,眼图的迹线就会不清晰,引起“眼”部分闭合。若再加上噪声的影响,则使眼图的线条变得模糊,“眼”开启得小了,因此,“眼”张开的大小表示了失真的程度,反映了码间串扰的强弱。由此可知,眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响,可评价一个基带传输系统性能的优劣。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整,以减小码间串扰和改善系统的传输性能。通常眼图可以用下图所示的图形来描述,由此图可以看出:(1)眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。显然,最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。 (2)眼图斜边的斜率,表示系统对定时抖动(或误差)的灵敏度,斜率越大,系统对定时抖动越敏感。

眼图分析

眼图测试及其疑难问题探讨 关键词:DWDM,眼图,城域网,MAN 摘要:目前,在长途干线和城域网中,密集波分复用(DWDM)系统的应用越来越多,对DWDM 系统的光接口测试要求也越来越高,其中包括光发送信号的眼图测试。在实际进行眼图测试时,经常遇到不符合标准模板的情况,在不断实践中发现,其中大部分是因为测试方法不完善造成的误判断,只有小部分真正不符合ITU-T规范。文章介绍正确测试眼图的要点。 1、码间串扰的形成 1.1光纤线路码 在光纤数字传输中,一般不直接传输由电端机传送来的数字信号,而是经过码型变换,变换成适合在光纤数字传输系统中传输的光纤线路码(简称线路码)。 有多种线路码型,最常用的有mBnB分组码、插入比特码和简单扰码。在选择线路码时,不仅要考虑光纤的传输特性,还要考虑光电器件的特性。一般来说,由于光电器件都有一定的非线性,因此采用脉冲的“有”、“无”来表示“1”和“0”的二进制码要方便得多。但是简单的二进制信号有三个实际问题需要解决,否则无法取得良好效果。a)不能有长连“0”或长连“1”出现。因为长连“0”和长连“1”会使定时信息消失,给再生中继器和终端接收机的定时提取带来困难。b)简单的二进制码中含有直流成分,“0”、“1”码出现个数的随机变化会使直流成分的大小也随机变化。目前,在光接收机中普遍采用交流耦合,直流成分的变化会引起信号基线浮动,给判决再生带来困难。c)简单的二进制信号在业务状态下无法监测线路误码率。为此,在光纤传输之前,需将简单二进制信号变换成适合光纤传输系统的光纤线

路码型。CCITT最终采用简单扰码方式(如RZ、NRZ码),目前又有基于RZ码新的编码方式,如CS-RZ、DCS-RZ、CRZ、D-RZ、DPSK-RZ码等。 1.2线性网络的无失真传输条件 密集波分复用(DWDM)的工作原理是:发送端将不同波长的光信号通过光合波器合成一束光,送入光纤中进行传输;在接收端由光分波器将这些不同波长的光信号区分开来,再经过光电转换送入线路终端设备。这个过程既包括光通道也包括电通道。 对于光通道来说,主要是光纤的色散和非线性效应引起传输的光脉冲展宽,导致“0”、“1”判决出错,增加了传输误码率。通过运用色散补偿光纤、色散斜率补偿技术等色散管理来降低光纤的色散。对于光纤非线性效应,一般可通过降低入纤功率,采用新型大孔径光纤、喇曼放大、奇偶信道偏振复用等方法加以抑制。采用特殊的码型调制技术也可有效提高光脉冲抵抗非线性效应的能力,增加非线性受限传输距离,从而达到光通道的无失真传输这种理想化的状态。 对于电通道来说,实际传输中无法满足无失真传输条件,特别是由于信道频率特性不理想,使矩形脉冲在经过传输后有明显的上升时间和下降时间,会使波形有明显展宽。每个符号(码元)在时间上前后展宽会对其前后符号(码元)造成干扰,通常把这类干扰称为符号(或码元)间干扰,它会引起传输系统的误码率恶化。 1.3时域均衡 系统线性失真引起的符号间干扰是影响传输质量的主要因素。线性失真的主要原因是发送滤波器、接收滤波器及信道共同组成的波形形成系统的传递函数偏离理想状态。在不考虑噪声影响时,大多数高、中速数字数据传输设备的判决可靠性都建立在消除取样点的符号间干扰的基础上,按此要求建立的线性失真补偿系统称为时域均衡器,其原理是利用接收波形本身进行补偿,消除取样点的符号间干扰,提高判决的可靠性。 时域均衡系统结构如图1所示。 图1时域均衡系统结构

眼图有关知识详细解释

眼图综述报告 -----------李洋 目录 1. 眼图的形成 (2) 1.1 传统的眼图生成方法 (2) 1.2 实时眼图生成方法 (3) 1.3 两种方法比较 (4) 2. 眼图的结构与参数介绍 (4) 2.1 眼图的结构图 (4) 2.2 眼图的主要参数 (5) 2.2.1 消光比 (5) 2.2.2 交叉点 (5) 2.2.3 Q因子 (6) 2.2.4 信号的上升时间、下降时间 (6) 2.2.5 峰—峰值抖动和均方根值抖动 (6) 2.2.6 信噪比 (6) 3. 眼图与系统性能的关系 (7) 4. 眼图与BER的关系 (7) 4. 如何获得张开的眼图 (8) 5. 阻抗匹配的相关知识 (9) 5.1 串联终端匹配 (9) 5.2 并联终端匹配 (10) 6. 眼图常见问题分析 (10) 7. 总结 (17)

1.眼图的形成 眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形,其形状类似于眼睛,故叫眼图。 在用余辉示波器观察传输的数据信号时,使用被测系统的定时信号,通过示波器外触发或外同步对示波器的扫描进行控制,由于扫描周期此时恰为被测信号周期的整数倍,因此在示波器荧光屏上观察到的就是一个由多个随机符号波形共同形成的稳定图形。这种图形看起来象眼睛,称为数字信号的眼图。 示波器测量的一般信号是一些位或某一段时间的波形,更多的反映的是细节信息。而眼图则反映的是链路上传输的所有数字信号的整体特性。如下图: 1.1 传统的眼图生成方法 采样示波器的CLK通常可能是用户提供的时钟,恢复时钟,或者与数据信号本身同步的码同步信号.

图:采样示波器眼图形成原理 1.2 实时眼图生成方法 实时示波器通过一次触发完成所有数据的采样,不需附加的同步信号和触发信号.通常通过软件PLL方法恢复时钟。 图:实时示波器眼图形成原理 另一种示意图:

现代眼图测量方法和data pattern

***Eyediagram ****传统眼图生成 硬件CDR恢复出理想时钟,时钟上升沿作为触发源,触发一次,叠加一个UI。 ****现代眼图生成 同步切割,叠加显示:示波器捕获一连串数据,用软件PLL恢复出时钟,用恢复出来的时钟按照比特位进行切割,切割一次叠加一次。

****CJPAT 在8B/10B编码之前,CJPA T数据包构成如下: Preamble/SFD: 55 55 55 55 55 55 55 D5 Modified JPAT sequence: 7E for 580 bytes: Low density transition pattern B5 for 172 bytes: high density transition pattern 7E for 580 bytes: Low density transition pattern B5 for 172 bytes: high density transition pattern CRC F3 CF F9 0F IPG 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 END 共1528byte,经过8B10B编码成为15280bit At 6.144 Gbps, the UI is about 162.76 ps CJPAT duration/pattern: 162.76 ps * 15280 = 2.487 us/pattern ****PRBS Pseudo Random Binary Sequence:伪随机二进制序列。0和1在周期内部是随机出现的(即码流生成函数和初始码确定后,码流的顺序是固定的),但各个周期中的码流却是完全相同的。 The sequence is not truly random in that it is completely determined by a relatively small set of initial values, called the PRNG's state, which includes a truly random seed.(这说明每个周期的初始码不是固定的)在高速信号链路进行无码测试时,基本上都是用PRBS码模拟真实的码流环境。因为PRBS的频谱特征与白噪声非常接近。

基于system view的眼图仿真与分析

硬件与仿真课程设计报告题目:眼图的仿真与分析 系别信息工程学院 专业班级信工(通信)131 学生姓名郑浩 指导教师雷进辉 提交日期2016年6月12号

目录 1 设计目的 (2) 2 设计要求和设计指标 (2) 3设计内容 (3) 3.1数字基带系统的仿真原理 (3) 3.2基于system view数字基带传输系统仿真电路 (3) 3.3眼图的仿真结果与分析 (6) 4本设计改进建议 (8) 5总结 (8) 参考文献 (9)

1. 设计目的 将学生所学的通信方面的专业知识、专业技能及专业的通信系统软件开发工具System View,进行通信系统硬件方面的综合设计和运用。主要目的在于培养学生的动手和设计的能力,激发学生的学习兴趣,增强学生分析问题和解决问题的能力,为后续专业课的学习、毕业设计以及将来从事工作打下坚实的基础。 对于通信原理实验的课程设计给予学生两周时间的自由活动和老师无间隔指导,从软件安装、查找资料,到最后的设计仿真,都是自己在图书馆和网上独立完成,老师只会通过在0#806教室指点,必须需要自己的不断实践去完成这项设计,所以这两周综合来说对以后工作能力会有极大的提升,也因此我必须认真完成老师布置的设计,希望老师满意,也希望自己能够设计出自己满意的作品。 通过这次课程设计,我要更进一步的掌握了基带传输的相关仿真原理以及通过无失真传输条件和眼图来判断信号质量,自己能够通过实践独立思考和解决问题,我认为这将对我的动手能力有极大的提升。 2. 设计要求与设计指标 设计要求 (1)采用systemview仿真; (2)基本工作原理框图; (3)显示系统不同部分的信号波形(基带信号、加了噪声的信号、解调后的信号 等); (4)要求系统中加入高斯白噪声; (5)在实习报告中需要阐明所设计系统的原理并且对系统进行数学建模设计和 仿真,以及对系统进行完整的性能分析,最终提交完整的实习报告。实习报告要撰写规范,不能有错别字,同时条理清晰。 设计指标 (1)掌握systemview动态仿真软件的使用; (2)建立数字调制解调系统框图; (3)分析噪声对系统的性能影响。 3.设计内容

光仪表使用注意

1.1光功率计 光功率计的使用注意两个方面:光功率计的测量波长范围和功率范围。测量13窗口和15窗口的光,用不同的测量波长范围。测量大功率,如OA输出的光功率等,注意光功率可测量的最大功率。测量小信号,如接收灵敏度等,注意光功率计可测量的最小功率。1.2光谱分析仪 测量光功率与波长的关系。使用时注意几点; 1)光谱仪一般具有自动测试功能,可利用此功能先找到被测试光谱的波长范围、光功率范围。 2)若表不具有自动测试功能,可大概估计被测试光谱的波长范围,如我们的DWDM 系统32波的波长范围为1530~1561nm。 3)根据大概波长范围,在光谱仪上设置要显示的起始波长START W AVELENGTH 、终止波长STOP W A VELENGTH(或中心波长CENTER W A VELENGTH、带宽SPAN)。 4)设置参考电平REFENCE LEVEL,使光波纵向显示在屏幕的中央。 5)设置纵向的幅度单位dB/DIV,使光波以适当大小显示在屏幕中央。 6)设置灵敏度SENS,使光波的噪声(底部)清晰地显示在屏幕上。 7)设置分辨率带宽RES,使光波的信号(顶部)清晰地显示在屏幕上。现在测试时,一般要求为0.1nm。 8)至此,光波应清晰地显示在屏幕上,按具体仪表的使用方法进行测试。 1.3多波长计 多波长计主要测试光波长,也可测试光功率。测试时,注意表的最大输入光功率、测量光波长范围。 1.4SDH分析仪 SDH分析仪在DWDM系统中主要用于误码SDH信号的产生、误码分析、抖动产生和分析、保护倒换时间、误码产生、开销字节的编辑等功能。使用时注意几点; 1)有的仪表在开机后,激光器自动打开;有的仪表需手动打开激光器,注意此时关仪表时应先关激光器,再光仪表的电源。 2)针对不同的测试环境,编辑信号结构。如仪表的发和收均为光信号,映射结构为:STM16-AUG-AU4-VC4-139M。 3)针对不同的测试项目,打开相应的测试功能。如 测试接收灵敏度、接收过载光功率、光通道代价,用误码分析功能; 测试抖动特性(输入抖动、输出抖动、抖动传递函数),用抖动产生和分析功能; 测试B1监测功能,用误码产生功能; 测试J0监测功能,用开销产生功能。 4)按相应功能的使用方法,进行测试。 1.5光可调衰减器 光可调衰减器的作用是调节光功率的衰减量。测试时注意按一个方向调节。 1.6光回波损耗测试仪 光回波损耗测试仪测量光反射系数。测试先进行校准,再进行测试。 1.7眼图分析仪 眼图分析仪测试眼图、消光比。测试眼图模框是否满足标准模板要求时,从仪表的标准

眼图形成及其基本知识归纳

1眼图基本概念 1.1 眼图的形成原理 眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形,它包含了丰富的信息,从眼图上可以观察出码间串扰和噪声的影响,体现了数字信号整体的特征,从而估计系统优劣程度,因而眼图分析是高速互连系统信号完整性分析的核心。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整,以减小码间串扰,改善系统的传输性能。 用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端,然后调整示波器扫描周期,使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步,这时示波器屏幕上看到的图形就称为眼图。示波器一般测量的信号是一些位或某一段时间的波形,更多的反映的是细节信息,而眼图则反映的是链路上传输的所有数字信号的整体特征,如下图所示: 图示波器中的信号与眼图 如果示波器的整个显示屏幕宽度为100ns,则表示在示波器的有效频宽、取样率及记忆体配合下,得到了100ns下的波形资料。但是,对于一个系统而言,分析这么短的时间

内的信号并不具有代表性,例如信号在每一百万位元会出现一次突波(Spike),但在这100ns时间内,突波出现的机率很小,因此会错过某些重要的信息。如果要衡量整个系统的性能,这么短的时间内测量得到的数据显然是不够的。设想,如果可以以重复叠加的方式,将新的信号不断的加入显示屏幕中,但却仍然记录着前次的波形,只要累积时间够久,就可以形成眼图,从而可以了解到整个系统的性能,如串扰、噪声以及其他的一些参数,为整个系统性能的改善提供依据。 分析实际眼图,再结合理论,一个完整的眼图应该包含从“000”到“111”的所有状态组,且每一个状态组发生的次数要尽量一致,否则有些信息将无法呈现在屏幕上,八种状态形成的眼图如下所示: 图眼图形成示意图 由上述的理论分析,结合示波器实际眼图的生成原理,可以知道一般在示波器上观测到的眼图与理论分析得到的眼图大致接近(无串扰等影响),如下所示:

眼图——概念与测量

眼图——概念与测量 中文名称:眼图 英文名称:eye diagram;eye pattern 定义: 示波器屏幕上所显示的数字通信符号,由许多波形部分重叠形成,其形状类似“眼”的图形。“眼”大表示系统传输特性好;“眼”小表示系统中存在符号间干扰。 一.概述 “在实际数字互连系统中,完全消除码间串扰是十分困难的,而码间串扰对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律,还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣,在实验室中,通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响,这就是眼图分析法。 在无码间串扰和噪声的理想情况下,波形无失真,每个码元将重叠在一起,最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”,“眼”开启得最大。当有码间串扰时,波形失真,码元不完全重合,眼图的迹线就会不清晰,引起“眼”部分闭合。若再加上噪声的影响,则使眼图的线条变得模糊,“眼”开启得小了,因此,“眼”张开的大小表示了失真的程度,反映了码间串扰的强弱。由此可知,眼图能直观地表明码间串扰和噪声的影响,可评价一个基带传输系统性能的优劣。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整,以减小码间串扰和改善系统的传输性能。通常眼图可以用下图所示的图形来描述,由此图可以看出: 眼图的重要性质 (1)眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。显然,最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。 (2)眼图斜边的斜率,表示系统对定时抖动(或误差)的灵敏度,斜率越大,系统对定时抖动越敏感。 (3)眼图左(右)角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围,称为零点失真量,在许多接收设备中,定时信息是由信号零点位置来提取的,对于这种设备零点失真量很重要。 (4)在抽样时刻,阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量。 (5)在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是最小噪声容限,噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决。 (6)横轴对应判决门限电平。 ”

如何提高光眼图的测试精度

1 光眼图精确测试的难点 光眼图的测试精度和重复性是许多光通信测试工程师在使用采样示波器中经常遇到的问题。图1是相同发射机通过不同的示波器模块(同等的光滤波器)测试后得到不同的眼图的例子。左边的眼图具有更好的模板富裕度,右边眼图有非理想的轨迹,针对这种结果,很容易想到的问题是:为什么眼图不一样?哪个是真实的眼图? 要回答这些问题,首先需要了解光眼图测试中仪表的差异。相关规范要求光眼图仪的“参考接收机”必须符合标准的频响特性,该参考接收机频响需要严格遵循规范标准所要求的4阶贝塞尔汤姆逊滤波器(-3 dB带宽=75% x数据速率),在光眼图测试中,不同速率的光信号需要设置对应的光滤波器来实现上述“参考接收机”带宽。 由于每个光滤波器的实际频响曲线不可能完全一致,所以包括ITU,IEEE和Bellcore均规范了相同的标准频响范围,即位于两个标准模板之间。理想的接收机频响应在两个模板正中心,但考虑到实际的制造能力,规范允许接收机的频响有一定的容差,偏离理想的正中位置但不超过上下两个模板。但是,对于高频信号,即使很小的频响偏离在时域上也会如图2所示,有明显的反映,从而影响眼图形状和关键的分析指标(如眼图模板余量、消光比等)。

2 IRC:频响的修正方法 如果精确测试出每个测试模块光滤波器的频响特性,而且这种硬件的频响特性在正常使用的情况下是长期稳定的,那么我们就可以通过整个频段的频响校准将原来非理想位置的频响在整个频段上修正到理想位置,如图3所示。 安捷伦通过特殊的IRC(Impulse Response Correction)选件,来完成精确校准光滤波器的频响特性。建立起一整套的频响校准系统,其核心原理是通过一个非常窄的脉冲(小于1 ps的带宽),测试不同示波器模块内置的光滤波器对该窄脉冲的响应。如果获得了光测试通道的脉冲响应,我们可以对任何不理想的频响进行修正,以获得理想的参考接收机。1 ps的窄脉冲可对应完成200 G以上带宽的频响测试。 3 IRC的应用 3.1 IRC提高光滤波器的理想频响特性

眼图讯号分析综述

眼图讯号分析综述 网通厂商验证被动式光纤网络(PON)系统的优先级,通常是使用数据流量的方式来快速测试系统质量好坏。但通常结局只有两种,一是顺利通过流量质量、延迟或其他封包测试,二则是花费了许多除错的时间仍找不到改善质量的关键因素。目前一般做法皆透过软件工程人员不断地改善流量处理速度、带宽设定及协议上的问题,但却忽略了硬件改善的根本思考方向。国际网通大厂皆从物理层着手;而众多物理层量测验证的项目更是以眼图讯号为一窥系统质量及相关改善的方向。因此,本文将说明眼图基本身份验证项目,并提出PON常见的问题提供PON系统研发厂商有效改善产品质量的验证方向。 讯号好坏一望可知眼图帮助大 眼图是高速讯号依据时间对累加1及0振幅的相对关系(图1)。由两个位所组成的眼图讯号,其中中间的一个位是眼晴张开得以让讯号顺利通过的关键。一般而言,眼图张得愈开,代表较佳的讯号质量及较低的误码率;反之,眼图愈小即代表讯号质量愈差,也有较高的误码可能。眼图两边的交叉点即代表讯号由0转1及由1转0的讯号转换质量,如此将有益于分析讯号在振幅及 时间上失真的损耗。 图1 讯号眼图 不同交叉比例关系传递不同讯号位准 此外,由于眼图交叉百分比,是量测交叉点振幅与讯号1及0位准之关系,因此不同交叉比例 关系可传递不同讯号位准。举例来说,一般标准的讯号其交叉百分比为50%,即代表讯号1及 0各占一半的位准。为了量测其相关比率,使用的统计方式分析如图2。交叉位准依据交叉点垂直统计的中心窗口而计算出来的平均值,其比例方程式如下: 100×[(交叉位准–0位准)/(1位准–0位准)]

图2 眼图讯号交叉点比例关系 其中的1及0位准是取眼图中间的20%为其平均值,即从40~60%中作换算;而最终眼图交叉比例即从0位准的0%到1位准的100%分析相关水平轴,而一般对应纵轴即会呈现趋近50%的关系。 随着纵轴交叉点比例关系的不同,又代表着不同的讯号1或0传递质量之能耐。如图3所示,左边图形为不同交叉比例关系的眼图,对应到右边相关的1及0脉冲讯号;同时,可以了解在不同脉冲讯号时间的宽度下,与眼图交叉比例之关系。若分别以75%、50%及25%三种眼图交叉比例作说明;其中75%所对应的1及0脉冲讯号显示,特别对于待测物着重在1位准量测讯号质量时,1讯号脉冲的时间轴宽度大于0讯号脉冲,若以传递较多1位准讯号的流量而言,将会依此比例关系来验证讯号误码、屏蔽(Mask)及其极限值(Margin)。

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