광학 아이 다이어그램이란 무엇입니까?
"아이 다이어그램"이라는 용어는 종종 광통신 테스트 분석에 사용됩니다. 아이 다이어그램이 사람의 눈처럼 보인다는 것은 그 이름에서 알 수 있습니다. 그렇다면 광학 아이 다이어그램이란 무엇입니까? 아이 다이어그램은 오실로스코프 잔광 방식으로 수집된 직렬 신호의 비트를 누적하고 중첩한 결과입니다. 중첩된 형상의 모양은 사람의 눈 모양과 유사합니다. 오실로스코프의 디스플레이에서 눈처럼 보이는 아이 다이어그램을 볼 수 있습니다. 다음 그림과 같이:
그림 1: 옵티컬 아이 다이어그램
아이 다이어그램은 오실로스코프에 누적되어 표시되는 일련의 디지털 신호입니다. 풍부한 정보를 담고 있습니다. 아이 다이어그램에서 우리는 디지털 신호의 전반적인 특성을 구현하는 코드간 누화 및 노이즈의 영향을 관찰할 수 있으며 시스템의 우열 정도를 추정할 수 있습니다. 따라서 아이 다이어그램 분석은 고속 상호 연결 시스템을 위한 신호 무결성 분석의 핵심입니다.
광학 아이 다이어그램은 어떻게 형성됩니까?
아이 다이어그램이 형성되는 이유는 무엇입니까? 이것은 일련의 디지털 신호의 중첩에 의해 형성됩니다. 디지털 신호는 하이 레벨과 로우 레벨 사이에서 다릅니다. 3비트 디지털 신호를 예로 들어 보겠습니다. 8가지 조합으로 제공됩니다.
000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111
이러한 무수한 시퀀스를 기준점에 정렬한 다음 파형을 서로 쌓으면 다음과 같은 원리가 나타납니다.
그림 2: 아이 다이어그램의 개략도
이것은 "아이"가 충분히 넓은 이상적인 아이 다이어그램입니다. 신호가 좋지 않으면 노이즈가 있거나 코드 간 누화가 매우 커서 아이 다이어그램의 "아이"가 더 작아집니다. 선이 흐려집니다.
아이 다이어그램에서 신호에 대해 어떤 정보를 얻을 수 있습니까?
- 두꺼운 선은 무엇을 의미합니까?
그림 3: 두꺼운 선의 개략도
위의 그림과 같이 선이 굵을수록 신호 잡음과 코드간 누화(inter-code crosstalk)가 강해집니다. "아이"가 클수록 아이 다이어그램이 규칙적일수록 신호의 코드 간 혼선이 줄어듭니다. 신호에 노이즈가 있으면 "아이"가 작아지고 원래의 깨끗하고 규칙적인 아이 다이어그램이 흐려지고 줄무늬가 나타납니다.
- 눈높이은 무슨 뜻인가요?
그림 4: 눈 높이의 개략도
위의 그림에서 알 수 있듯이 눈높이가 높을수록 신호가 더 좋습니다. 두 개의 빨간색 가로선은 VIH와 VIL이며, 좌우의 화살표는 신호가 0에서 1로 바뀌는 순간을 표시합니다. 두 개의 화살표가 넓을수록 원래 신호의 설정 시간과 유지 시간이 가까워집니다. 두 개의 화살표가 작으면 신호가 불완전하여 반사, 간섭 등이 발생합니다. 이것은 또한 신호의 노이즈 내성을 반영합니다.
샘플링 전후에 디지털 신호에는 일정한 설정 시간과 유지 시간이 필요하며 올바른 샘플링을 보장하려면 이 기간 동안 디지털 신호가 안정적이어야 합니다. 입력 레벨 결정을 위해서는 고전압 값이 VIH보다 높아야 하고, 저전압 값이 VIL보다 낮아야 한다. 아이 다이어그램이 요구 사항을 충족하는지 여부는 위의 두 개의 빨간색 선에서 볼 수 있습니다.
- eye width은 무슨 뜻인가요?
그림 5: 아이 너비의 개략도
위의 그림에서 볼 수 있듯이 빨간색 화살표는 눈 너비를 나타냅니다. 많은 신호가 함께 쌓일 때 아이 너비는 신호의 안정성 시간을 잘 반영합니다.
아이 다이어그램은 직렬 신호의 비트 정보를 완벽하게 표현하기 위한 그래프이기 때문에 신호 품질을 측정하는 가장 중요한 도구가 되었으며, 아이 다이어그램 측정을 "신호 품질 테스트(SQ Test)"라고도 합니다. 또한 아이 다이어그램 측정 결과의 적격 여부는 일반적으로 "마스크"와 관련이 있습니다. 마스크는 직렬 신호 "1" 및 "0" 레벨의 허용 오차와 상승 및 하강 시간의 허용 오차를 지정합니다.
따라서 아이 다이어그램 측정을 "마스크 테스트"라고도 합니다. 마스크는 다양한 형태로 제공되며 NRZ 신호에 대한 일반적인 마스크는 위의 그림 5의 중간 검정색 부분에 표시됩니다. 아이 다이어그램의 마스크는 직렬 데이터 전송의 다른 노드에서 다르므로 마스크를 선택할 때 특정 하위 마스크 유형에 주의해야 합니다.
발신자의 마스크를 수신자의 아이 다이어그램 마스크로 사용하면 마스크에 계속 닿을 수 있습니다. 그러나 이더넷 신호 및 E1/T1 신호와 같은 일부 신호의 마스크는 특수하며 NRZ 코드가 아닙니다.
실제 테스트에서 마스크를 만나면 합리적으로 분석하여 문제를 해결하려고 합니다. 그러나 일부 제품은 그다지 까다롭지 않아 작은 범위에서 마스크와의 만남을 허용합니다. 이것은 거래입니다 -off 디자이너의 품질 추구와 시장 요구에 대한 적응 사이.
그림 6
위의 그림 6의 문제는 하강 에지가 너무 느려 마스크와 교차한다는 것입니다. 이는 부하 커패시턴스가 너무 커서 하강 시간이 느려진다는 것을 나타냅니다.
그림 7
그림 7의 문제는 불연속 또는 불일치 임피던스 문제를 나타내는 큰 링잉 현상이 있다는 것입니다.
Figure8
이는 좌우 이중선으로 클럭 신호가 불안정한 등의 문제일 수 있습니다.
그림 9
불안정한 변조 전류 또는 전력 제어로 인해 발생하는 그림 9의 전체 이중선입니다.
고급 매개변수
- 멸종 비율
소광비의 공식은 다음과 같습니다.
포뮬러 1
소광비는 1레벨의 평균값과 0레벨의 평균값의 비율입니다. 소광비는 광통신 송신기 측정에서 매우 중요한 매개변수입니다. 클수록 신호 수신단에서 더 선명한 "0" 및 "1" 신호를 얻을 수 있으며 더 나은 논리 식별률을 얻을 수 있습니다.
- 시선 교차 비율
눈 교차 비율은 교차점과 XNUMX레벨 및 XNUMX레벨 간의 위치 관계를 나타냅니다. 아래 그림과 같이:
그림 10: 아이크로싱 비율
이 교차점은 XNUMX레벨에 가깝고, 이는 신호가 XNUMX레벨 또는 XNUMX레벨을 전송하는 능력을 나타냅니다. 한 레벨이 더 많이 전송할수록 교차점이 한 레벨에 더 가까워집니다. 제로 레벨이 더 많이 전송될수록 교차점이 제로 레벨에 더 가까워집니다. 원리는 다음 그림에 나와 있습니다.
그림 11: 서로 다른 눈 교차 비율과 맥박 신호 사이의 관계
그림 11은 크로스오버가 상단에 있으면 한 레벨이 더 넓고 크로스오버가 하단에 있으면 제로 레벨이 더 넓다는 것을 보여줍니다. 일반 신호의 경우 고르게 분포된 신호 레벨 1과 0이 가장 일반적입니다. 일반적으로 아이 다이어그램의 교차 비율은 50%여야 합니다. 즉, 동일한 길이의 신호 펄스 1과 0이 관련 매개변수를 확인하기 위한 표준으로 사용됩니다. 따라서 서로 다른 1과 0 신호 레벨의 편차로 인해 발생하는 상대 진폭 손실은 눈 교차 백분율 관계의 분포에 따라 효과적으로 측정할 수 있습니다. 아이 크로스 백분율이 너무 크면, 즉 너무 많은 1비트 신호가 전송되면 신호 오류, 마스킹 및 제한 값이 이 교차 백분율 관계에 대해 확인됩니다. 아이 크로스 비율이 너무 작으면, 즉 너무 많은 0 레벨 신호가 전송되면 수신단 신호에서 주파수를 추출하기가 어려워 동기화가 불가능하고 동기화 손실이 발생합니다. .
- Q-인자
Q 팩터의 공식은 다음과 같습니다.
공식 2
분자는 눈의 진폭인 1레벨과 0레벨의 평균값의 차이입니다. 분모는 1레벨과 0레벨에서 노이즈의 유의미한 값의 합입니다. 이 Q 팩터는 신호의 품질을 나타냅니다. Q 계수가 높을수록 신호 대 잡음비가 좋고 신호도 좋습니다.
Q 팩터는 일반적으로 노이즈, 광 전력 및 전기 신호가 처음부터 끝까지 임피던스 정합되어 있는지 여부에 의해 영향을 받습니다.