亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        10 Gbit/s SFP+光模塊測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì)與優(yōu)化

        2022-03-25 02:27:48熊俊俏
        測(cè)控技術(shù) 2022年2期
        關(guān)鍵詞:眼圖誤碼高電平

        周 揚(yáng),熊俊俏

        (武漢工程大學(xué) 電氣信息學(xué)院,湖北 武漢 430205)

        隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)傳輸容量的不斷提高,光纖通信已經(jīng)是當(dāng)前主要的通信方式之一。光模塊作為光通信網(wǎng)中的核心器件其作用不可小覷,它常被用作交換機(jī)與設(shè)備之間進(jìn)行傳輸?shù)妮d體,相較于一般的收發(fā)器,其效率和安全性方面都可以得到更好的保證。但是在光模塊的種類和速率日益更新的今天,其測(cè)試過(guò)程也變得復(fù)雜。因此,有必要對(duì)光模塊的測(cè)試方法進(jìn)行改進(jìn),從而進(jìn)一步提高測(cè)試效率。

        近年來(lái),有許多學(xué)者針對(duì)測(cè)試的不同方面提出了改進(jìn)的方法。文獻(xiàn)[1]提出了基于RapidIO協(xié)議的通信方案,通過(guò)光模塊完成光電轉(zhuǎn)換并成功應(yīng)用于實(shí)體場(chǎng)景中。文獻(xiàn)[2]則提出了一種多速率的綜合誤碼測(cè)試方法,采用模塊分段覆蓋的方式來(lái)達(dá)到測(cè)試不同速率的目的。在10 Gbit/s的網(wǎng)絡(luò)傳輸中,SFP+模塊因其成本低、體積小、傳輸容量大等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為了市場(chǎng)主力軍。

        以SFP+光模塊為例,采用一種四通道測(cè)試平臺(tái)的方式進(jìn)行測(cè)試。首先,通過(guò)電路設(shè)計(jì)保證了PC上位機(jī)和下位控制器之間的直接數(shù)據(jù)輸入輸出,提出了電壓轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)方案來(lái)適配標(biāo)準(zhǔn)模塊。其次,利用最小二乘法將光功率與誤碼率進(jìn)行線性擬合,從而得到模塊靈敏度的過(guò)程,通過(guò)觀察眼圖波形判斷是否有噪聲干擾。最后,在測(cè)試數(shù)據(jù)方面,改進(jìn)后的方法支持多種可調(diào)的測(cè)試速率,在高低溫和正常溫度下的測(cè)試結(jié)果都保持穩(wěn)定,證明了其效果良好。

        1 測(cè)試平臺(tái)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        光模塊測(cè)試平臺(tái)主要由誤碼儀、光衰減器、多通道系統(tǒng)通信板、測(cè)試板和眼圖儀等器件搭建而成。選擇1310發(fā)/1510收模塊進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試板采用并口模擬的方式與計(jì)算機(jī)連接,主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換,并且測(cè)試板與被測(cè)模塊通過(guò)I2C總線進(jìn)行控制。誤碼儀與計(jì)算機(jī)之間的正常通信是通過(guò)RS232接口[3-4]或USB接口充當(dāng)媒介進(jìn)行的。在發(fā)送端使用多模的光開(kāi)關(guān)和光衰減器,結(jié)合波分復(fù)用器來(lái)完成不同波長(zhǎng)光的同時(shí)傳輸[5]。計(jì)算機(jī)作為測(cè)試的主控設(shè)備,要兼顧完成數(shù)據(jù)的處理和儀器的協(xié)調(diào)使用,其具體功能是通過(guò)并口模擬I2C的方式來(lái)發(fā)送指令,完成數(shù)字診斷所需的數(shù)據(jù)采集,從而進(jìn)一步對(duì)數(shù)據(jù)分析和調(diào)整。最后用GPIB控制器[6]分析眼圖儀運(yùn)行情況并讀取數(shù)據(jù),獲得眼圖信息。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        圖1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖

        2 多通道測(cè)試板設(shè)計(jì)

        2.1 通信協(xié)議I2C

        I2C(Inter-Integrated Circuit)為內(nèi)部整合電路的稱呼,也是一種串行的通信總線。I2C協(xié)議為兩線接口,即在串行數(shù)據(jù)(Serial Data,SDA)和串行時(shí)鐘(Serial Clock,SCL)線與總線的設(shè)備之間傳輸信息,具體方式為當(dāng)SCL處于高電平時(shí),SDA從高電平向低電平跳變移動(dòng),傳輸數(shù)據(jù)由此開(kāi)始,而當(dāng)SCL處于高電平,SDA由低電平向高電平跳變移動(dòng)時(shí),結(jié)束數(shù)據(jù)傳輸[7-8]。I2C接口內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

        圖2 I2C接口內(nèi)部結(jié)構(gòu)

        2.2 USB轉(zhuǎn)I2C設(shè)計(jì)

        本次USB轉(zhuǎn)I2C設(shè)計(jì)所采用的芯片為CH341T[9],如圖3所示。U3是USB端口,其總線主要涵蓋的是5 V電源線以及數(shù)據(jù)信號(hào)線,CH341T芯片和一些功耗不高的產(chǎn)品(例如一些常見(jiàn)的電流傳輸控制器)能夠運(yùn)用總線提供的5 V電源。圖3中,C7為0.1 μF的高頻電容,其主要功能是外部電源的退耦;X1的頻率為12 MHz;C5和C6為15~30 pF的高頻電容器。時(shí)鐘振蕩電路主要由C5、C6和晶振X1共同構(gòu)成。ACT#引腳用來(lái)完成USB配置的狀態(tài)輸出。當(dāng)沒(méi)有配置時(shí),輸出高電平,否則輸出低電平。UD+和UD-引腳連接到USB總線。CH341芯片正常工作時(shí),它要為XI管腳提供12 MHz時(shí)鐘脈沖信號(hào)。信號(hào)由反相器晶體穩(wěn)頻振蕩形成,XI和XO引腳之間有一個(gè)12 MHz晶振,最后兩個(gè)引腳應(yīng)連接到地振蕩電容器。

        圖3 USB轉(zhuǎn)I2C電路原理圖

        2.3 電源選用和設(shè)計(jì)

        SFP+光模塊的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓約為3.3 V,工作電流約為200 mA,把經(jīng)12 V轉(zhuǎn)為3.3 V的電源作為標(biāo)準(zhǔn)模塊使用,所以本次電源設(shè)計(jì)采用一種降壓式開(kāi)關(guān)電源,該電源可以將12 V輸入電壓轉(zhuǎn)換為3.3 V的輸出電壓。此電源上還使用了一個(gè)集成電源控制器(SC4519),具有獨(dú)立的同步和使能功能,支持低成本低功耗解決方案,并且這種控制器會(huì)將功率管集成在芯片內(nèi)部,簡(jiǎn)化了電源的設(shè)計(jì)過(guò)程。電源設(shè)計(jì)原理圖如圖4所示。

        圖4 電源設(shè)計(jì)原理圖

        SC4519使用反饋回路來(lái)調(diào)節(jié)操控內(nèi)部電源開(kāi)關(guān)的占空比,其中誤差放大器的功能類似于電壓模式變換器,開(kāi)關(guān)電流基準(zhǔn)工作由它的輸出所決定。這項(xiàng)技術(shù)提高了電壓模式系統(tǒng)的性能?;谶@種方法,補(bǔ)償電流模式轉(zhuǎn)換器可以獲得更好的性能。周期內(nèi)的開(kāi)關(guān)電流都由電源控制器內(nèi)部的檢測(cè)放大器來(lái)監(jiān)測(cè),當(dāng)COMP上的電壓大于2 V并且電流限值超過(guò)3 A的上限時(shí)會(huì)觸發(fā)過(guò)流保護(hù)(Over Current Protection,OCP)。將EN引腳拉低并保持在0.4 V以下會(huì)激活SC4519的關(guān)閉模式。在關(guān)閉模式下,如果EN引腳拉高,則SC4519被接通。

        3 平臺(tái)測(cè)試

        3.1 數(shù)字診斷原理

        SFF-8472協(xié)議規(guī)定了光模塊中數(shù)字診斷功能的具體內(nèi)容[10-11],支持?jǐn)?shù)字診斷的監(jiān)測(cè)接口會(huì)對(duì)光模塊工作的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),監(jiān)控的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后變成數(shù)字化的參量,存儲(chǔ)到芯片后外部設(shè)備可經(jīng)過(guò)I2C接口進(jìn)行讀取[12]。另外,光模塊數(shù)字診斷接口還為內(nèi)存映射增加了選擇,不但保留了GBIC在地址A0H處的地址映射,并且一個(gè)新的256 B的存儲(chǔ)單元被添加為A2H的地址。其中兩線串行接口訪問(wèn)的8位地址為1010000X(A0H),主要用來(lái)存儲(chǔ)模塊的一些特定信息,例如模塊的序列號(hào)、類型、生產(chǎn)廠家、傳輸距離等。

        診斷監(jiān)測(cè)接口使用的8位地址為1010001X(A2H),主要用來(lái)對(duì)光模塊的發(fā)射功率、接收功率、電壓、偏置電流和溫度等指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),將得到的數(shù)字信息與模擬量進(jìn)行對(duì)照,完成校準(zhǔn)。具體的SFF-8472協(xié)議架構(gòu)如圖5所示。

        圖5 SFF-8472協(xié)議架構(gòu)

        3.2 光收發(fā)模塊性能測(cè)試

        按照?qǐng)D1搭建好測(cè)試平臺(tái)后,應(yīng)確保模塊可以正常工作,測(cè)試項(xiàng)目主要有靈敏度、誤碼率、光功率和眼圖的效果。測(cè)試主要原理為誤碼儀的內(nèi)部模塊生成偽隨機(jī)碼序列,并利用監(jiān)控系統(tǒng)的對(duì)外接口傳遞給被測(cè)的模塊[13-14];經(jīng)過(guò)電光轉(zhuǎn)換后將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)并發(fā)送到示波器查看眼圖效果,同時(shí),信號(hào)還會(huì)通過(guò)光衰減器分流到光模塊的接收端,接收接口完成光電轉(zhuǎn)換交付到誤碼檢測(cè)模塊;隨后,將接收的誤碼序列與開(kāi)始的隨機(jī)序列進(jìn)行比對(duì),從而得出誤碼率。誤碼儀測(cè)試界面如圖6所示。可以看出系統(tǒng)誤碼率在1E-13以下。調(diào)節(jié)衰減器衰幅度,當(dāng)誤碼率沒(méi)有達(dá)到10-9量級(jí)時(shí)初值會(huì)自動(dòng)衰減0.3 dB并且一直循環(huán)下去,達(dá)到后系統(tǒng)會(huì)將此時(shí)的光功率作為第一個(gè)測(cè)試點(diǎn),隨后衰減0.4 dB逐次找出后續(xù)的測(cè)試點(diǎn),最后得到的光功率與誤碼率兩組數(shù)據(jù)通過(guò)最小二乘法完成線性擬合[15]。

        圖6 誤碼儀測(cè)試界面

        其數(shù)學(xué)公式如下,設(shè)擬合直線方程為

        y=ax+b

        (1)

        有任意觀察點(diǎn)的m組數(shù)據(jù)為(xi,yi),而觀察點(diǎn)與擬合直線上的點(diǎn)橫坐標(biāo)相同,縱坐標(biāo)相差距離為

        di=yi-(a+bxi)

        (2)

        設(shè)

        (3)

        隨后分別對(duì)a和b求一階偏導(dǎo):

        (4)

        令其等于0求出a和b分別為

        (5)

        求出a與b后,根據(jù)式(1)可以找到y(tǒng)為10-12時(shí)對(duì)應(yīng)的x值,在這種情況下,功率計(jì)以10-12的數(shù)量級(jí)測(cè)量的光功率值就是靈敏度。在發(fā)射端性能調(diào)試中通過(guò)控制眼圖分析儀將眼圖信息完整顯示出來(lái),眼圖信號(hào)如圖7所示。從圖7中可以看出測(cè)試的眼圖軌跡線清晰、對(duì)稱,張開(kāi)程度也較大,“0”和“1”電平平滑,說(shuō)明信號(hào)沒(méi)有受到明顯的噪聲干擾,表明了眼圖符合測(cè)試的基本標(biāo)準(zhǔn)。

        圖7 眼圖信號(hào)

        3.3 光模塊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)試

        光模塊監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的指標(biāo)主要包括光發(fā)射和接收功率、電壓、偏置電流、溫度。SFP+光模塊系統(tǒng)監(jiān)測(cè)界面圖如圖8所示,選擇模塊型號(hào)后先解除模塊密碼,隨后進(jìn)行狀態(tài)讀取,實(shí)時(shí)對(duì)這幾個(gè)參量進(jìn)行監(jiān)測(cè)并且固定時(shí)間自動(dòng)刷新,通過(guò)內(nèi)部校準(zhǔn)的方式顯示出來(lái)。如果監(jiān)測(cè)的參量值在告警門限范圍內(nèi)則綠燈亮起,否則會(huì)亮紅燈,此時(shí)就要檢查是模塊自身問(wèn)題還是通信問(wèn)題。之后單片機(jī)讀取相關(guān)值并寫(xiě)入模塊。

        圖8 SFP+光模塊系統(tǒng)監(jiān)測(cè)界面圖

        表1和表2分別為系統(tǒng)在不同溫度下模擬量的監(jiān)測(cè)值與實(shí)測(cè)值匯總,通過(guò)對(duì)比可以得出光功率的誤差在±0.5 dBm以內(nèi),溫度、電壓偏置電流等結(jié)果也均在廠家誤差范圍內(nèi),驗(yàn)證了測(cè)試模塊的性能良好,優(yōu)化設(shè)計(jì)的測(cè)試方法可行,有著良好的應(yīng)用價(jià)值。

        表1 軟件監(jiān)測(cè)值

        表2 系統(tǒng)實(shí)測(cè)值

        4 結(jié)束語(yǔ)

        本文主要提出了一種10 Gbit/s的SFP+光模塊測(cè)試平臺(tái)的優(yōu)化設(shè)計(jì),使用四通道測(cè)試的方法來(lái)替代傳統(tǒng)的單通道和雙通道測(cè)試,在高低溫條件下的測(cè)試結(jié)果都符合要求;與計(jì)算機(jī)的通信過(guò)程中選擇了USB接口使光模塊測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用范圍和穩(wěn)定性都更好,模塊系統(tǒng)滿足了SFF-8472協(xié)議的要求,實(shí)現(xiàn)了對(duì)光模塊系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),保證了整體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性。目前可以進(jìn)一步拓展的是八通道測(cè)試,但是八通道測(cè)試對(duì)模塊的傳輸速率和器件自身的質(zhì)量要求較高。下一步努力的方向是實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化測(cè)試,進(jìn)一步提升測(cè)試效率。

        猜你喜歡
        眼圖誤碼高電平
        基于LabVIEW 的地面電子單元C接口眼圖算法研究與實(shí)現(xiàn)
        一種基于FPGA的PWM防錯(cuò)輸出控制電路
        TS-03C全固態(tài)PDM中波發(fā)射機(jī)開(kāi)關(guān)機(jī)控制電路原理及故障分析
        科技傳播(2019年15期)2019-08-22 08:07:44
        ZPW-2000A電碼化軌道電路誤碼問(wèn)題分析及解決方案
        基于93000ATE的高速信號(hào)眼圖測(cè)試的研究與實(shí)現(xiàn)
        一種基于CAN總線的誤碼測(cè)試方法
        電子制作(2018年11期)2018-08-04 03:25:58
        基于眼圖的數(shù)字通信干擾效能指標(biāo)構(gòu)建與評(píng)估
        DM 50KW中波廣播發(fā)射機(jī)欠推動(dòng)故障分析
        無(wú)線電監(jiān)測(cè)中實(shí)測(cè)眼圖與分析*
        PDM 1kW中波廣播發(fā)射機(jī)保護(hù)電路分析
        亚洲av无码无限在线观看 | 国产精品网站91九色| 无码丰满熟妇浪潮一区二区av| 日本激情视频一区在线观看| 亚洲精品中文字幕乱码| 久久精品国产字幕高潮| 一本色道久久综合亚洲精品不卡| 午夜亚洲AV成人无码国产| 中文亚洲成a人片在线观看| 国产在线播放免费人成视频播放| 国产色第一区不卡高清| 久久精品人妻少妇一二三区| 国产极品视觉盛宴| 精品一区二区久久久久久久网站 | 人妻少妇不满足中文字幕| 最新日本免费一区二区三区| 国产内射一级一片高清内射视频| 亚洲成av人在线观看网址| www插插插无码视频网站| 精品视频入口| 日韩av中文字幕少妇精品| 色大全全免费网站久久| 精品日韩欧美一区二区在线播放 | 蜜桃久久精品成人无码av| 中国大陆一级毛片| 好看的国内自拍三级网站| 天天综合网网欲色| 无码熟妇人妻av在线影片| 成人综合久久精品色婷婷| 风流熟女一区二区三区| 毛片无码国产| 久久精品国产亚洲AV成人公司| 伊人久久综合狼伊人久久| 风韵丰满熟妇啪啪区老熟熟女| 久久久久国产精品熟女影院| 高跟丝袜一区二区三区| 亚洲一二三四区免费视频| 无码福利写真片视频在线播放| 亚洲tv精品一区二区三区| 亚洲中文字幕视频第一二区| 亚洲日韩中文字幕无码一区|