北大光纤测量：Q的测量与应用

Q 的测量与应用 2 一、Q 的定义 Q 是目前在带有光放大器的光通信系统中广泛采用的系统参数，又称为系统的品质因数。其定义为： 0101σσμμQ （ 1） 式中Q 是在判决电平中的电信噪比; 1 , 0 是“1”和“0”时的平均信号电平; 1 , 0 是 1 , 0 的标准方差。条件：假定概率密度函数是高斯分布。 3 4 带有光放大器的DWDM 光通信系统中，噪声的主要来源 5 光接收机的方框图 6 引起传输损伤的主要因素是：ASE 噪声、色散引起的码间干扰、非线性效应。这些因素对传输损伤影响的程度与传输速率、通道数及光功率有关；而且，在这些因素影响“1”码和“0”码的接收信号概率密度函数不是真正的高斯分布。 7 二、Q 的测量方法 1. 数字采样示波器方法 测量原理：按公式（1）的定义，用采样示波器测量在判决电路处的眼图，采样点要足够多，利用在最佳判决时隙采集的直方图，用统计方法求出对应“1”和“0”的平均值1 和 0以及标准方差1和 0，然后用公式（1）计算Q 因子。由于有码型效应及光通信系统内部和数字采样示波器引起的噪声的影响，使得用数字采样示波器测量Q 因子的方法不够精确，但因设备简单故仍被普遍采用，用以初步估算系统的特性。 8 测试装置如下： 时钟同步非常重要，否则眼图不稳定。 9 测试眼图 1 0 1 1 2. 可变判决阈值法 原理：误码率与判决阈值的关系 001121)(thththVerfcVerfcVBER （ 2） 2/2/222121)(xxexdexerfc （ 3） 当 x < 3 时， （ 3）式成立，式中，Vth为判决阈值。（ 2）式中的第 1 项和第2 项分别代表“1”和“0”的错误概率。 1 2 测量方法 是在最佳判决时刻，分别测出对应“1”和“0”的 BER ─ Vth曲线，BER 测量范围是10- 4至 10- 10，利用公 式（3）由BER 算出Q，画出Q ─ Vth曲线，然后分别用直 线拟合这两组数据，求出斜率1/1 和1/0 及在Vth 轴的截距1和 0用 公式（1）计算Q 值 1 3 1 4 1 5 测量装置 1 6 该系统中误码检测仪是将不同判决阈值时检测到的数据信号与码型发生器的伪随机信号进行比较，判断是否误码，称为单判决阈值法。该方法用于离线测量。另一种方法是双判决阈值法，是以最佳判决阈值处的信号作为参考，将不同判决阈值时检测到的数据信号与其进行比较，判断是否误码...