CN105929214A - 一种用于高速光眼图观测的触发信号产生装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于高速光眼图观测的触发信号产生装置及方法，涉及高速光通信系统领域，包括差分扇出缓冲器、差分放大器和晶体振荡器，所述差分扇出缓冲器包括八个管脚，其中一个管脚接电源，一个管脚接地；差分扇出缓冲器的D管脚单端连接晶体振荡器，用于接收晶体振荡器产生的参考时钟，再将其变成差分参考时钟信号并分为两路，差分扇出缓冲器的D‑管脚接地；Q0管脚和Q0‑管脚连接光模块，用于发送一路差分参考时钟信号；Q1管脚和Q1‑管脚连接所述差分放大器，用于同步发送另一路差分参考时钟信号给差分放大器。本发明不用自提取模块即可提供同步触发信号，使用方便灵活，支持2.5Gb/s到100Gb/s的所有速率，且价格低廉。

Description

一种用于高速光眼图观测的触发信号产生装置及方法
技术领域
本发明涉及高速光通信系统领域，具体来讲是一种用于高速光眼图观测的触发信号产生装置及方法。
背景技术
光眼图是通过光示波器观测到的光信号波形。如图1所示，NRZ(Non-Return to Zero，不归零码)码的光信号产生的光信号波形像一个眼睛，所以业界通常称之为光眼图。对于光通信系统而言，光眼图的实时观测和评估是至关重要的。并且，与被观测光信号同步的触发信号也是十分重要的，因为没有同步触发信号是无法观测到光眼图的，光示波器上不能形成“眼”状波形，所以没有任何可用信息。
目前光眼图的测试方面，通常厂家提供的光示波器，提供自提取模块，用于从被测试的光信号中提取同步触发信号，完成光信号光眼图的观测。
但是光信号的速率在短短的10年间，从2.5Gb/s已经提高到100Gb/s。在高速光通信系统中，速率也有许多规格，基于目前的这种情况，采用光示波器厂家提供的自提取模块就会有如下问题：
1、自提取模块无法自动辨别输入光信号的速率，需要用户在其操作界面的各种速率选项中，选择被测光信号的速率进行设置，才能完成自提取功能，产生光眼图，使用过程繁琐。
2、在被测光信号的速率未知的场合，用户只能通过尝试在操作界面中配置不同的速率选项来“碰运气”；若被测光信号的速率不在该自提取模块的工作范围，还会出现所有选项中的速率都尝试一遍，仍然没有光眼图输出的情况，不一定能够输出2.5Gb/s到100Gb/s的所有速率光眼图。
3、普通自提取模块可正常工作的速率范围较窄，针对不同的速率需要不同规格的自提取模块，而光眼图仪表厂家不卖单独的自提取模块，通常是实现测试光眼图功能和自提取功能的模块集成售卖，售价约100万，价格昂贵。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于高速光眼图观测的触发信号产生装置及方法，不用自提取模块即可提供同步触发信号，使用方便灵活，支持2.5Gb/s到100Gb/s的所有速率，且价格低廉。
为达到以上目的，本发明采取一种用于高速光眼图观测的触发信号产生装置，包括差分扇出缓冲器、差分放大器和晶体振荡器，所述差分扇出缓冲器包括八个管脚，其中一个管脚接电源，一个管脚接地；差分扇出缓冲器的D管脚单端连接所述晶体振荡器，用于接收晶体振荡器产生的参考时钟，再将其变成差分参考时钟信号并分为两路，差分扇出缓冲器的D-管脚接地；差分扇出缓冲器的Q0管脚和Q0-管脚连接光模块，用于发送一路差分参考时钟信号；差分扇出缓冲器的Q1管脚和Q1-管脚连接所述差分放大器，用于同步发送另一路差分参考时钟信号给差分放大器。
在上述技术方案的基础上，所述Q0管脚和Q0-管脚、Q1管脚和Q1-管脚的输出是同步的。
在上述技术方案的基础上，所述差分放大器的Q1管脚和Q1-管脚输入的差分参考时钟信号，与差分放大器输出的信号是同步的。
在上述技术方案的基础上，所述差分放大器的输出为同步触发信号，差分放大器的输出端通过电缆线连接光示波器的同步触发输入接口。
在上述技术方案的基础上，所述差分扇出缓冲器和差分放大器的速率均大于500Mbit/s。
本发明还提供一种用于高速光眼图观测的触发信号产生方法，晶体振荡器产生的参考时钟信号输入差分扇出缓冲器中缓存，差分扇出缓冲器将单端参考时钟信号变为差分参考时钟信号，并且分为两路，一路通过Q0管脚和Q0-管脚输出给光模块，另一路同步通过Q1管脚和Q1-管脚输出给差分放大器，差分放大器对输入的参考时钟信号放大后，输出同步触发信号给光示波器。
在上述技术方案的基础上，所述差分放大器的输出通过电缆线传输至光示波器的同步触发输入接口。
在上述技术方案的基础上，所述差分放大器输出的同步触发信号为1000mV。
在上述技术方案的基础上，所述差分放大器的Q1管脚和Q1-管脚输入的差分参考时钟信号，与差分放大器输出的同步触发信号是同步的。
在上述技术方案的基础上，所述差分扇出缓冲器和差分放大器的速率均大于500Mbit/s。
本发明的有益效果在于：
1、进行光眼图观测时，将差分放大器输出的Trigger信号通过电缆线传输到光示波器的Trigger输入接口，将被测试光信号接到测试仪表的光口即可；不需要用户在操作界面进行速率设置，无需进行速率辨别，使用过程简洁方便。
2、用户不用在操作界面中配置不同的速率，避免了被测光信号的速率不在该自提取模块的工作范围的情况产生，完全支持2.5Gb/s到100Gb/s的所有速率。
3、使用差分扇出缓冲器、差分放大器和晶体振荡器，三种器件的价格低廉，总体价格相对于集成售卖的自提取功能模块仍有所降低，有效降低成本。
附图说明
图1为背景技术中NRZ码的光信号产生的光眼图；
图2为本发明实施例用于高速光眼图观测的触发信号产生装置的原理图；
图3为使用自提取模块观测到的10Gb/s光信号源的光眼图；
图4为使用本发明触发信号产生装置观测到的10Gb/s光信号源的光眼图。
附图标记：
差分扇出缓冲器1，差分放大器2，晶体振荡器3。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
如图2所示，本发明用于高速光眼图观测的触发信号产生装置，包括差分扇出缓冲器1、差分放大器2和晶体振荡器3，优选的，所述差分扇出缓冲器1和差分放大器2的速率均大于500Mbit/s。所述差分扇出缓冲器1包括八个管脚，其中一个管脚(Vcc)接电源，一个管脚(GND)接地；差分扇出缓冲器1的D管脚单端连接所述晶体振荡器3，用于接收晶体振荡器3产生的参考时钟，再将参考时钟变成差分参考时钟信号，并分为两路，差分扇出缓冲器1的D-管脚接地。差分扇出缓冲器1的Q0管脚和Q0-管脚连接光模块(图未示)，用于发送一路差分参考时钟信号给光模块。差分扇出缓冲器1的Q1管脚和Q1-管脚分别连接所述差分放大器2的输入端，用于同步发送另一路差分参考时钟信号给差分放大器2；差分放大器2的输出端输出Trigger(同步触发)信号，输出端电缆线连接光示波器的Trigger输入接口(图未示)。且Q0管脚和Q0-管脚、Q1管脚和Q1-管脚的输出是同步的，差分放大器2的Q1管脚和Q1-管脚输入的参考时钟，与差分放大器2输出的Trigger信号是同步的。
本发明用于高速光眼图观测的触发信号产生方法，包括：
晶体振荡器3产生的参考时钟(REFCLKIN)信号输入差分扇出缓冲器1，首先在差分扇出缓冲器1中缓存，再由差分扇出缓冲器1将单端参考时钟信号变为差分参考时钟信号，并且将差分参考时钟信号分为两路同步输出。一路差分参考时钟信号分别通过Q0管脚(输出TXREFCLKP)和Q0-管脚(输出TXREFCLKN)输出给光模块，用于发送端光信号的产生；另一路差分参考时钟信号同步通过Q1管脚和Q1-管脚输出给差分放大器，差分放大器2对输入的差分参考时钟信号放大后，输出Trigger信号给光示波器，具体的，差分放大器2的输出通过电缆线传输至光示波器的Trigger输入接口。优选的，所述差分扇出缓冲器1和差分放大器2的速率均大于500Mbit/s。
所述差分放大器2的主要作用是对输入的差分参考时钟信号进行放大，不会改变输入参考时钟信号的相位，所以差分放大器2的Q1管脚和Q1-管脚输入的差分参考时钟信号，与差分放大器2输出的Trigger信号是同步的。由于Q0管脚和Q0-管脚、Q1管脚和Q1-管脚的输出是同步的，所示差分放大器2输出的Trigger信号、以及Q0管脚和Q0-管脚输出的信号是同步的。根据光模块光信号的产生原理，Q0管脚和Q0-管脚输出的信号与光模块输出的光信号之间是同步的，因此Trigger信号与光模块输出的光信号之间也是同步的，可以用于该光信号光眼图观测时的触发。
进行光眼图观测时，将差分放大器2输出的Trigger信号通过电缆线传输至光示波器的Trigger输入接口，将光模块产生的被测试光信号接到测试仪表的光口即可。由于观测光眼图的仪表对触发信号的幅度有一定要求，通常需要大于500mV，而差分扇出缓冲器1输出的时钟幅度低于这个要求，并且考虑到测试电缆的衰减，优选的，差分放大器输出的同步触发信号为1000mV，保证触发质量。
如图3所示，为使用自提取模块观测到的10Gb/s光信号源的光眼图；如图4所示，为使用本发明触发信号产生装置，观测到的10Gb/s光信号源的光眼图；由图3和图4可以看出，二者观测光眼图的效果是一样的，并没有效果上的区别，而本发明的触发信号产生装置，费用低廉，使用方便。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种用于高速光眼图观测的触发信号产生装置，其特征在于，包括差分扇出缓冲器、差分放大器和晶体振荡器，所述差分扇出缓冲器包括八个管脚，其中一个管脚接电源，一个管脚接地；差分扇出缓冲器的D管脚单端连接所述晶体振荡器，用于接收晶体振荡器产生的参考时钟，再将其变成差分参考时钟信号并分为两路，差分扇出缓冲器的D-管脚接地；差分扇出缓冲器的Q0管脚和Q0-管脚连接光模块，用于发送一路差分参考时钟信号；差分扇出缓冲器的Q1管脚和Q1-管脚连接所述差分放大器，用于同步发送另一路差分参考时钟信号给差分放大器。
2.如权利要求1所述的用于高速光眼图观测的触发信号产生装置，其特征在于：所述Q0管脚和Q0-管脚、Q1管脚和Q1-管脚的输出是同步的。
3.如权利要求1所述的用于高速光眼图观测的触发信号产生装置，其特征在于：所述差分放大器的Q1管脚和Q1-管脚输入的差分参考时钟信号，与差分放大器输出的信号是同步的。
4.如权利要求3所述的用于高速光眼图观测的触发信号产生装置，其特征在于：所述差分放大器的输出为同步触发信号，差分放大器的输出端通过电缆线连接光示波器的同步触发输入接口。
5.如权利要求1-4中任一所述的用于高速光眼图观测的触发信号产生装置，其特征在于：所述差分扇出缓冲器和差分放大器的速率均大于500Mbit/s。
6.一种基于权利要求1所述装置的用于高速光眼图观测的触发信号产生方法，其特征在于：晶体振荡器产生的参考时钟信号输入差分扇出缓冲器中缓存，差分扇出缓冲器将单端参考时钟信号变为差分参考时钟信号，并且分为两路，一路通过Q0管脚和Q0-管脚输出给光模块，另一路同步通过Q1管脚和Q1-管脚输出给差分放大器，差分放大器对输入的参考时钟信号放大后，输出同步触发信号给光示波器。
7.一种基于权利要求6所述装置的用于高速光眼图观测的触发信号产生方法，其特征在于：所述差分放大器的输出通过电缆线传输至光示波器的同步触发输入接口。
8.一种基于权利要求6所述装置的用于高速光眼图观测的触发信号产生方法，其特征在于：所述差分放大器输出的同步触发信号为1000mV。
9.一种基于权利要求6所述装置的用于高速光眼图观测的触发信号产生方法，其特征在于：所述差分放大器的Q1管脚和Q1-管脚输入的差分参考时钟信号，与差分放大器输出的同步触发信号是同步的。
10.一种基于权利要求6-9中任一所述装置的用于高速光眼图观测的触发信号产生方法，其特征在于：所述差分扇出缓冲器和差分放大器的速率均大于500Mbit/s。
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