Методика измерения Q-фактора

Исходя из определения Q-фактора, основная задача при его измерении заключается в оценке функций распределения состояний «1» и «0».

Один из методов измерения Q-фактора – метод асинхронной выборки (метод гистограмм напряжения). В этом методе используется цифровой запоминающий осциллограф для построения гистограммы напряжений в центре глаз-диаграммы (φ = π).

Данный метод имеет несколько принципиальных ограничений. При относительно высоких скоростях передачи (более сотни Мбит/с, не говоря уже о Гбит/с) скорость выборки осциллографа, которая обычно не превышает нескольких сотен кГц, позволяет использовать лишь небольшую часть потока данных.

Существенное увеличение времени измерений может практически полностью решить указанную проблему, однако делает данный метод менее пригодным для практического использования.

Однако главным недостатком данного метода является высокая погрешность оценки Q-фактора по данным гистограммы напряжения, полученным в центре глаз-диаграммы.

В этом случае форма распределения состояний «1» и «О» может существенно отличаться от Гауссовой за счет шума во входных цепях осциллографа, фазовых вариаций сигнала и эффектов, связанных с последовательностью сигнала.

Существует модифицированный вариант данной методики, получивший название метод синхронной выборки, когда цифровой запоминающий осциллограф синхронизируется от сигнала и измерения проводятся в точке глаз-диаграммы φ =0.

Однако, данный метод также не снимает проблемы измерений, связанной со скоростью выборки осциллографа и эффектов последовательности.

В настоящее время, наиболее точным является метод синхронной выборки с переменным порогом. Данный метод, в частности, реализован в анализаторах ONT-30/ONT-50 компании Acterna. В этом случае применяется двойная чепь принятия решений 0/1: один детектор работает с «обычным порогом», а второй - со смещенным.

Сравнение результатов двух детекторов позволяет точно определить BER при смещенном пороге, независимо от последовательности сигнала.

Изменение порога переменного детектора сначала в области «1», затем в области «0», позволяет получить оценку формы распределений по его склонам в относительных координатах «отклонение порога/BER».

В результате переменный порог смещается в области с BER=10^-5 – 10^-10, что значительно уменьшает время измерений до нескольких секунд. Полученные результаты апроксимируются, затем оцениваются Q-фактор и BER.

Метод синхронной выборки с переменным порогом

Результаты измерения методом переменного порога