串行信号测试：眼图分析在SDH/SONET中的应用

本文主要介绍了光通信的基本概念，特别是SDH和SONET标准，以及眼图在串行信号测试中的重要应用。 SDH（Synchronous Digital Hierarchy）和SONET（Synchronous Optical Network）是两种同步数字传输网络标准。SDH是欧洲采用的标准，而SONET是北美的标准。它们都是为了实现广域网络中高效、可靠的信号传输而设计的。随着通信技术的发展，从传统的并行总线转向高速串行接口的需求日益增强，因为串行总线具有更高的可扩展性和更低的布线复杂性。 眼图是一种重要的信号质量分析工具，尤其在高速串行通信中，它能够帮助工程师评估和优化数据传输的性能。眼图显示了在时域内重复信号的叠加效果，形似“眼睛”，通过观察眼图，可以分析信号的噪声、抖动、幅度失真等关键参数。眼图的特征，如开口宽度、眼高和眼底平坦度，直接反映了信号的清晰度和可解码能力。 眼图分析在串行信号测试中的应用包括： 1. **信号完整性评估**：眼图的形状和开启度能揭示信号的完整性，如果眼图闭合严重，表示存在严重的噪声或抖动，可能会影响数据传输的准确性。 2. **时钟恢复**：眼图的中心可以帮助确定最佳采样点，用于恢复数据信号的时钟，这对于高速通信至关重要。 3. **抖动测量**：通过分析眼图的眼宽和眼高，可以估计信号的随机和周期性抖动，这对于保持数据传输的稳定性非常关键。 4. **信噪比（SNR）评估**：眼图的对比度反映了信号与噪声的相对强度，有助于评估系统的信噪比。 随着数据速率的提高，如Fibre Channel和FBDIMM等新兴标准的出现，眼图分析变得更加重要。例如，Fibre Channel支持4.25Gb/s的数据速率，而FBDIMM能实现超过500Gb/s的数据传输。随着这些高速标准的采用，确保信号质量并优化系统性能成为设计者面临的挑战。 在实际测试中，示波器是生成和分析眼图的主要工具。示波器使用内部或用户提供的时钟信号进行采样，通过软件 PLL（锁相环）方法恢复时钟，如Tektronix的RT-Eye软件。通过这种方法，示波器可以实时采集所有数据，无需额外的同步信号。 眼图分析在光通信和高速串行通信中扮演着核心角色，它是确保系统性能和可靠性的关键工具，特别是在SDH/SONET和高速串行总线技术日益普及的背景下。