是否為復(fù)雜調(diào)制信號(hào)提供新的質(zhì)量參數(shù)?在傳統(tǒng)的 OOK 中，我們僅使用一維將信息編入載波信號(hào)，由光振幅表示。進(jìn)行復(fù)雜調(diào)制時(shí)，我們通常會(huì)在幅度上方添加另一個(gè)維 — 光相位。正交相移鍵控 (QPSK) 調(diào)制機(jī)制屬于特例，信息僅在載波信號(hào)的相位中進(jìn)行編碼，但是信號(hào)仍能在二維圖中顯示。(由于雙線偏振更像是額外的傳輸通道，而非第三個(gè)調(diào)制參數(shù)，所以不必將其看作是第三維。) 二維編碼已經(jīng)對(duì)前面問題的答案作了暗示:“是否為復(fù)雜調(diào)制信號(hào)提供新的質(zhì)量參數(shù)?”

在下一步分析之前，我們首先要了解 OOK 信號(hào)的指定和分析方法，以及將這種方法應(yīng)用到復(fù)雜調(diào)制信號(hào)的制約因素。

圖 1 顯示了從開關(guān)鍵控信號(hào)的眼圖中導(dǎo)出的典型參數(shù)。在大多數(shù)情況下，通過信號(hào)“1”和“0”幅度分段的噪聲分布可以推導(dǎo)出比特誤碼率(BER) 的估算值。假定高斯噪聲分布，可在統(tǒng)計(jì)規(guī)律的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出 Q 因數(shù)，并與 BER 預(yù)期值直接有關(guān)。此外，模板命中率通常被視為一個(gè)描述信號(hào)或系統(tǒng)質(zhì)量的參數(shù)。性能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了模板命中率的限制范圍。該模板已在標(biāo)準(zhǔn)中定義，測(cè)量接收機(jī)特性的相關(guān)影響因素也合乎標(biāo)準(zhǔn)，例如在測(cè)試儀器的輸入端使用具有定義帶寬的 Bessel-Thomson 濾波器。

通過了解復(fù)雜調(diào)制信號(hào)的眼圖細(xì)節(jié)，我們就能立即看出這些測(cè)試概念不完全具有可比性。我們首先使用 100 Gb/s 傳輸系統(tǒng)中的 QPSK 信號(hào)。圖 2 顯示了 QPSK 信號(hào)的眼圖。眼圖是信號(hào)在實(shí)軸或正交軸上的投影，因而復(fù)雜信號(hào)擁有兩個(gè)眼圖。

在星座圖中我們可以看到，I 眼圖出現(xiàn)一個(gè)從低到高的過渡，但我們無法區(qū)分它是從“01”過渡到“11”、從“01”到“10”、從“00”到“11”，還是從“00”過渡到“10”。Q 眼圖中同樣存在這種模糊性，導(dǎo)致用戶對(duì)于眼圖能否幫助表征復(fù)雜調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生了懷疑。I (同相或?qū)嵅?

對(duì)于 OOK，一般通過逐步更改判定電平并計(jì)算每次更改后的 Q 因數(shù)或 BER，從而得出**判定電平。最低 BER 意味著**判定電平。因?yàn)橄喔山邮諜C(jī)是在不同時(shí)間對(duì)星座圖的最近符號(hào)進(jìn)行二維搜索，而不是基于幅度閾值來確定判定電平，所以眼圖在信號(hào)質(zhì)量測(cè)量中的作用便被削弱。

另一個(gè)難題 — 區(qū)分 I 和 Q 眼圖投影 — 要求提供測(cè)試分配的清晰文檔。

最后，圖 3 顯示了特定 16-QAM 星座圖的結(jié)果 (參考 1)。QAM 信號(hào)在星座圖中的點(diǎn)呈現(xiàn)非矩形分布，從而增強(qiáng)了抵抗光纖鏈路失真的堅(jiān)韌性。通過查看信號(hào)的投影軸，可立即找出可能失敗的 (基于眼圖分析的) 信號(hào)質(zhì)量測(cè)量。

總而言之，我們?cè)趹?yīng)用 OOK 中的測(cè)試?yán)砟顣r(shí)必須要考慮幾點(diǎn)限制因素。這是因?yàn)?

– 與開關(guān)鍵控相比, 復(fù)雜信號(hào)具有額外的調(diào)制維度

– 在 I 軸和 Q 軸投影上存在眼圖模糊度

– QAM 信號(hào)的電平增加會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果與眼圖測(cè)量參數(shù)之間的關(guān)系變得非常棘手

只有一個(gè)調(diào)制參數(shù)的 QPSK 屬于特例，市場(chǎng)上還有幾種測(cè)量方法可將開關(guān)鍵控的測(cè)量理念應(yīng)用到復(fù)雜調(diào)制。這些方法暫時(shí)有效，但它們存在的限制因素早已初露端倪。

射頻行業(yè)推進(jìn)了誤差矢量幅度 (EVM) 概念，這一概念在 WLAN 等標(biāo)準(zhǔn)中是很常見的。它基于一個(gè)非常簡(jiǎn)單的理念:“接收信號(hào)與理想信號(hào)之間的偏差是什么? ”這就是誤差矢量幅度測(cè)量。

由于這一概念能夠克服先前描述的限制因素，因而在射頻行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。

我們可在任意幅度和相位電平上比較測(cè)量信號(hào)與理想信號(hào)，并比較我們定義的任意星座圖點(diǎn)位置。由于每個(gè)測(cè)得的星座圖點(diǎn)都與最近的理想信號(hào)有關(guān)聯(lián)，這種方法避免了眼圖模糊性。錯(cuò)誤關(guān)聯(lián)意味著在真正的傳輸接收機(jī)中存在符號(hào)錯(cuò)誤。

這個(gè)概念還意味著測(cè)量接收機(jī)只需測(cè)量與真正接收機(jī)時(shí)間相同的信號(hào)，以確定接收的符號(hào)種類。有關(guān)過渡的任何信息都不屬于本概念的范疇。它可用于測(cè)量過渡中的誤差矢量，在測(cè)量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)化過渡結(jié)果一致時(shí)尤為有用。

如前所述，OOK 的關(guān)鍵測(cè)試條件要求是遵循參考接收機(jī)的 Bessel-Thomson 特征。對(duì)于復(fù)雜的傳輸接收機(jī)，還要考慮其它影響參數(shù):

– 接收機(jī)帶寬– 接收機(jī)傳輸特征

– 接收機(jī)損壞, 例如偏斜

– 噪聲

– ADC 的有效位數(shù)

– 接收機(jī)失真

– 信號(hào)處理算法

其中一個(gè)主要參數(shù)是在 PIN 二極管和 ADC 路徑中的電帶寬 (包括 ADC 本身)。

EVM 在光通信行業(yè)中眾所周知。然而，它尚未作為復(fù)雜調(diào)制信號(hào)質(zhì)量的“標(biāo)準(zhǔn)”參數(shù)，也未在 BER 評(píng)測(cè)中推廣。