改善光电模块/系统流量质量

PON系统信号眼图问题仍多 

在实务经验中，若发生PON信号眼图无法如图14正常呈现，一般可能发生的原因包括：频率信号输入有误，也就是眼图仪器并没有正常取得相对应的频率信号，故在输入信号的速率上也不正确，如图14左上方对GPON光网络终端(ONT)的接收信号并非呈现2.488Gbit/s，故必须检查仪器对频率及信号之设定，如输入比例、波长选取正确性、正确四阶Bessel-Thomson滤波器(BTF)配置、合适信号位准之输入。

图14　没有眼图信号问题

另一个造成PON信号眼图无法正常呈现的原因，也可能是没有取得真正突波(Burst)模式的频率信号，特别对于突波模式的信号而言，完整的周期包含主要传递数据(Overhead及Payload)，以及没有传递数据的保护区(Guard Time)，而下一笔突波模式的信号再次传递讯息时如何被眼图仪器抓到，就成为在数据输入的同时，再配合触发频率相当重要的问题；否则眼图仪器必须支持突波模式的频率恢复模块(CDR)。 

另外常发生的问题是，信号位准1或0过粗。如图15所示，信号位准1较0厚实，代表1位所传递的信号其位准不一致。如图16所示，面对较粗的1及0信号位准时，立即切换至脉冲信号，将可快速判断问题来源。

图15　眼图信号位准问题

图16　眼图信号及脉冲位准问题

一般发现，造成位准较粗的原因，来自于每一个位振幅及位准的偏差，或是因为有效截取讯框组件的不足，所造成不完整眼图的信息，或信号失真及偏差所引起。可分别加强1或0位的数量来进一步分析电路设计或组件的质量分析能力，同时选取准确的讯框长度作完整之眼图测试。 

常见的眼图信号明显抖动问题，是指信号在作位准转态时，相对其理想时间之偏移量。由眼图交叉点为中心，可以看到不论是上升或下降的信号，皆有两条明显的曲线(图17)，当周期性的抖动信号愈严重或扩大时，将会影响到误码率的质量及屏蔽之要求。在测量PON系统时，多专注在最大Jitter p-p及Jitter RMS，以有效确认有无符合测量之要求。如较佳的Jitter p-p将小于100微微秒，Jitter RMS小于15微微秒。而对于不同呈现的抖动曲线统计分布，亦可有效判别是信号位准1及0或讯框格式或噪声等干扰来源，并依此作进一步电路改善参考。

图17　眼图信号抖动问题

在国际电信运营商及相关服务业者全力建置下，国内PON系统开发商正如火如荼地进行相关开发项目。其中改善流量质量之对策，已经陆续由数据及应用流量及软件的层面，渐渐朝向硬件根本改善之道，不论从基本光功率、光信号频谱，亦或是眼图信号仪器作测试，皆是相当重要的质量验证参数之一。值得注意的是，并非单一上游光电模块组件符合规格条件，即代表整体系统也必然一定符合，这项迷思，不论是提供插拔式的光电模块，或是将光电模块电路直接布局在PON系统皆同。而透过眼图分析相关光电信号参数，将有效地协助研发人员在物理层不同电路、芯片处理或相关噪声的改善，是协助提升整体系统质量的重要关键。