① 數(shù)字通信系統(tǒng)誤碼產(chǎn)生原因

在數(shù)字通信系統(tǒng)中，信號是以“1”和“0”的字符串形式傳輸?shù)?，如果發(fā)送的信號是“1”，而接收到的信號卻是“0”，這就產(chǎn)生了“誤碼”。同理，如果發(fā)送的信號是“0”，而接收到的信號卻是“1”，也同樣產(chǎn)生了“誤碼”。對于NRZ編碼信號，其英文表達為 bit error，直譯為“比特誤碼”或“比特差錯”。對于PAM4編碼信號，有兩種表達方式，其一和NRZ信號一樣，稱為bit error，其二是symbol error，直譯為“符號差錯”或“符號誤碼”，一個符號攜帶兩個比特信息。

誤碼的產(chǎn)生是由于在信號傳輸中，衰變改變了信號的電壓，致使信號在傳輸中遭到破壞，產(chǎn)生誤碼。噪音、交流電或閃電造成的脈沖、傳輸設備故障及其他因素都會導致誤碼。由于種種原因，數(shù)字信號在傳輸過程中不可避免地會產(chǎn)生差錯。例如在傳輸過程中受到外界的干擾，或在通信系統(tǒng)內(nèi)部由于各個組成部分的質(zhì)量不夠理想而使傳送的信號發(fā)生畸變等。當受到的干擾或信號畸變達到一定程度時,就會產(chǎn)生差錯。

常見的產(chǎn)生誤碼的因素：光功率過高或過低；光功率正常，但色散過大；光纖污染或連接器故障；設備問題或設備周圍的電磁環(huán)境較差，設備供電的電源電壓波動過大，設備所處環(huán)境溫度過高。造成誤碼的主要內(nèi)部機理有：(1)各種噪聲源；(2)色散引起的碼間干擾；(3)定位抖動產(chǎn)生的誤碼；(4)復用器、交叉連接設備和交換機的誤碼。除此之外，主要是由一些具有突發(fā)性質(zhì)的脈沖干擾源決定的，諸如外部電磁干擾、靜電放電、設備故障、系統(tǒng)倒換、配線架接觸不良、電源瞬態(tài)干擾和人為活動等等。

② 誤碼儀的構(gòu)成

在數(shù)字通信系統(tǒng)或串行傳輸鏈路中，無論是抖動的測試還是干擾的分析，最終的性能評估都會落到誤碼性能測試上，誤碼的多少決定了數(shù)字傳輸系統(tǒng)或串行傳輸鏈路的質(zhì)量和對業(yè)務的影響，所以誤碼儀就是滿足誤碼測試需求的不二選擇。

傳統(tǒng)誤碼儀由2大部分組成：

1）碼型發(fā)生器：

包括：時鐘源（可以采用內(nèi)時鐘或外時鐘），碼型產(chǎn)生組件（產(chǎn)生需要的碼型：PRBS或自定義等），信號調(diào)理前端（輸出電平控制等），時鐘信號前端（輸出時鐘電平控制等）。

2）誤碼檢測器：

包括：時鐘恢復電路（有的誤碼儀沒有，此時需要外時鐘輸入），碼型判決電路（從信號中判斷出碼型數(shù)據(jù)），錯誤碼型檢測電路（判斷碼型數(shù)據(jù)是否正確），碼型產(chǎn)生組件（產(chǎn)生與發(fā)送端相同的碼型，作為參考），誤碼計數(shù)器等。

以下是最簡單的誤碼儀構(gòu)成示意圖：

圖1：誤碼儀構(gòu)成示意圖

現(xiàn)代的誤碼儀比傳統(tǒng)的誤碼儀要復雜的多，應用更加廣泛，增加了抖動注入、均衡、加重、差模/共模干擾插入、噪聲加入、格雷碼產(chǎn)生等功能，滿足各種標準的要求，產(chǎn)生壓力信號，模擬惡劣的傳輸環(huán)境，評估被測設備或系統(tǒng)的性能。這里不再展開，只關注基本的誤碼測試分析功能。

③ 誤碼檢測原理

在介紹誤碼檢測原理之前，先來了解幾個基礎概念。

NRZ 信號：這是一種用于表示 0 和 1 比特的線路編碼。正邏輯時，正電壓代表邏輯1，等效負電壓代表邏輯0。

四電平脈沖幅度調(diào)制（PAM4）信號：這是一種使用脈沖幅度調(diào)制技術(shù)的線路編碼。PAM4信號有四個電壓電平，每個幅度電平分別對應邏輯比特00、01、10和11。換言之，PAM4編碼的每個符號由2個比特組成，它們對應一個電壓電平，即幅度。

圖2：NRZ 和 PAM4信號

格雷碼：格雷碼也稱為反射二進制碼，是連續(xù)符號相差一個二進制比特的一種編碼碼型。在PAM4中，00、01、10和11是分別表示電平0、1、2和3〈表1）的二進制比特序列。對于0、1、2和3電平，用格雷碼表示的相同符號為00、01、11和10。

表1：二進制碼和格雷碼