一款PAM4误码测试仪的设计与实现

摘要

光通信技术是以光为载体的信息传送技术，因其传输损耗低、信息容量大、传输速率快等优点正成为通信技术的核心力量。而随着传输速率的进一步加快，高速光通信系统中由于衰减、色散等问题会产生误码现象，如何准确有效的测量光系统各个功能模块的误码率，从而指导人们改进光系统的性能，高性能的误码测试仪也成为了通信测量领域的重要研究目标。 为了应对工作于不同速率的光模块的误码测试需要，本论文设计开发了一款高性能400G误码测试仪。它支持从1.25Gbps至56.25Gbps的各种环境下绝大部分常用测试速率点的测试，支持多种NRZ和PAM4码型以及自定义码型输出，并支持在PC端通过上位机进行操控，可对工作于Ethernet、SONET、OTN、光纤通道、CPRI及Infiniband等网络环境的各种光模块进行可靠准确的误码测试。 本论文的内容主要涵盖以下三个方面： (1)分析了光通信系统中误码的产生过程和原因，总结出误码测试系统的工作原理，并对常用测试码型进行阐述，然后通过对比选择了最优的设计方案，并提出了误码仪性能指标要求。 (2)绘制PAM4误码测试仪的硬件平台的方案框图，按照功能划分各个单元电路，完成单元电路主要器件的选型和总体原理图设计，进行高速电路的阻抗匹配计算并完成高速PCB仿真设计； (3)按照误码测试的工作流程，编写测试系统单片机程序和上位机程序，实现了单机误码测试功能及上位机远端控制测试功能。

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