基于VSC8248的高速誤碼測試系統(tǒng)的設計與實現.pdf

1、在信息社會,通信己經成為人們生活中不可缺少的部分。人們對信息的需求越來越大,傳統(tǒng)的以電信號為載體的通信系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)將逐漸被以光為載體的傳輸系統(tǒng)與通信系統(tǒng)所代替[2]。光通信系統(tǒng)傳輸的信息容量大,傳輸速度快,抗干擾能力強,這使得通信系統(tǒng)的可靠性和有效性都得到了極大的提高。因此,光通信系統(tǒng)是最具潛力的,是通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。有效性和可靠性是衡量通信系統(tǒng)優(yōu)劣的重要性能指標。在光通信中,數據經過發(fā)送設備、傳輸信道、接收設備后不可避免地會出現誤

2、碼,從而影響通信系統(tǒng)的可靠性[1]。通常將通信過程中出現的誤碼率大小來衡量通信系統(tǒng)的可靠性的好壞,因此如何統(tǒng)計出實際通信系統(tǒng)的誤碼率成為檢測系統(tǒng)性能好壞的關鍵。高速誤碼測試主要用于測試光通信系統(tǒng)的誤碼率,它為驗證系統(tǒng)的可靠性、診斷通信故障提供了最優(yōu)的技術測試方案。
　　 本文針對當前的誤碼測試系統(tǒng)測試速率單一且無法滿足更高速率的光通信系統(tǒng)誤碼測試,研制了一種測試速率更高的誤碼測試系統(tǒng)。它很好的兼容了以前的高速誤碼測試系統(tǒng)的測試速

3、率,同時也將連續(xù)誤碼測試速率提高到11.318Gbps,主要對光通信系統(tǒng)中不同速率的SFP、SFP+、XFP光收發(fā)模塊進行誤碼測試,驗證其可靠性。近年來,10Gbps速率的光通信系統(tǒng)已經在大力建設并投入使用,研制測試速率高達10Gbps的誤碼測試系統(tǒng)意義重大。本課題研制的高速誤碼測試系統(tǒng)是基于專用誤碼測試芯片VSC8248,測試速率從1.0625Gbps至11.318Gbps,可以兼容Ethernet、Fibre Channel、OTN

4、、SDH、Infiniband的測試速率。
　　 本文完成的主要工作如下:
　　 理論分析了誤碼測試系統(tǒng)的實現方法、工作原理,提出了一種測試速率從1.0625Gbps至11.318Gbps的誤碼測試系統(tǒng)的設計方案,并通過幾種方案的對比選擇最優(yōu)的設計方案。
　　 設計了基于VSC8248的高速誤碼測試系統(tǒng)的硬件電路。運用高速電路設計的理論知識對電路設計的可行性進行了驗證,電源系統(tǒng)的設計上采用了開關電源和線性穩(wěn)壓器的

5、組合供電方式,使整個電源滿足低噪聲、高瞬態(tài)響應的要求。時鐘電路的設計上通過編程來改變有源時鐘的輸出時鐘頻率,滿足各種測試速率所要求的頻點。
　　 實現了軟件設計的要點與思路,考慮到誤碼測試系統(tǒng)的實用性與易用性,本系統(tǒng)采用人機界面操作和單機獨立操作來實現被測系統(tǒng)的誤碼測試;同時上位機通信方面采用串口通信和USB兩種通信方式,滿足不同接口情況下的誤碼測試功能。
　　 本課題研究的系統(tǒng)測試速率從1.0625Gbps至11.31

6、8Gbps,電路的設計和PCB的設計上大量運用高速電路設計與傳輸線理論。本文從高速電路中出現的信號完整性問題、電源完整性問題出發(fā),對高速PCB設計中的疊層設計、端接設計、阻抗控制設計、EMC設計進行理論分析,結合信號完整性仿真和電源完整性仿真,為系統(tǒng)的PCB設計提供最優(yōu)的解決方案,提高了系統(tǒng)的整體性能。
　　 針對高速誤碼測試系統(tǒng)低抖動要求,理論分析了抖動的來源,通過選擇低抖動的時鐘發(fā)生器和時鐘緩沖器設計出低抖動的時鐘發(fā)生電路,

7、結合高速PCB的設計降低各種噪聲引起的抖動,優(yōu)化系統(tǒng)抖動,滿足Ethernet、Fibre Channel、OTN、SDH、Infiniband網絡的抖動要求。
　　 最終,本文完成了誤碼測試系統(tǒng)設計,并通過實物調試驗證了其性能。完全覆蓋1.0625Gbps至11.318Gbps速度率的誤碼測試;發(fā)送端信號上升時間在24ps～47ps間,峰峰值抖動小于0.28產UI,滿足10G Ethemet、SDH等標準:接收靈敏度35my,