DE10144117A1

DE10144117A1 - Serieller Test für parallele optische Module

Info

Publication number: DE10144117A1
Application number: DE10144117A
Authority: DE
Inventors: Jan During
Original assignee: Zarlink Semiconductor AB
Current assignee: Microsemi Semiconductor AB
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2001-09-08
Publication date: 2002-04-18
Also published as: GB0023245D0; SE0103128L; FR2814615A1; GB2367220A; SE0103128D0; US20020037033A1; GB2367220B; CA2357193A1

Abstract

Offenbart wird ein Verfahren und ein System zum Messen der Leistungscharakteristiken, beispielsweise der Bitfehlerrate (BER), in einem digitalen Kommunikationssystem mit mehreren parallelen Kanälen. Ein Sender, beispielsweise eine VCSEL-Anordnung, gibt mehrfache digitale Signale mit hoher Datenrate auf ein geeignetes Medium für den Empfang am Empfängerende aus. Die Prüfarchitektur verwendet einen Prüfmustererzeuger am Senderende und einen Daten-Neuformer, der mit einem Empfänger verbunden ist, in jedem Kanal. Die Ausgabe jedes Neuformers wird seriell zurück in den Sender des nächsten Kanals verbunden, bis jeder Kanal geprüft worden ist. Ein Fehlerdetektor, der seriell mit dem letzten Empfänger verbunden ist, liefert eine Bewertung der Charakteristiken der mehreren Kanäle.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft digitale Kommunikationssysteme und genauer Verfahren und Syste me zum effizienten Messen von Leistungscharakteristiken in mehreren optischen Transcei vern mit parallelen Kanälen.

HINTERGRUND

Fortlaufende Entwicklungen auf dem Gebiet der Informationstechnologie und insbesondere Multimedia-Anwendungen haben zu einem beträchtlichen Wachstum bei Breitbandsystemen geführt, mit der daraus sich ergebenden Anforderung, die Netzwerk-Datenraten zu vergrö ßern. Die Hochgeschwindigkeitsmöglichkeiten optischer Vorrichtungen, einschließlich La sern, die über eine Oberfläche aus einem Hohlraum vertikal emittieren ("vertical cavity sur face emitting lasers, VCSELs)", haben solche Vorrichtungen zum Hauptkandidaten für das Liefern von Signalen mit hohen Datenraten gemacht. Eine Anwendung für solche Vorrich tung liegt bei einer Architektur mit mehreren parallelen Kanälen, bei denen Daten auf paral lelen Verbindungen eingegeben und über ein Übertragungsmedium am Zielende zu einem Empfänger übertragen werden. Die digitalisierten Daten werden über solche Übertragungs medien wie optische Fasern, verdrillte Leiterpaare, koaxiale Kabel oder über kurze Entfer nungen durch die Luft transportiert. Für optische Fasern und für die Übertragung durch die Luft wird optische Energie aus den optischen Vorrichtungen direkt moduliert, um einen effi zienten Datenübertrager zur Verfügung zu stellen. Bei dem herkömmlicheren verdrillten Paar oder Koaxialkabeln wird das optische Signal in ein elektrisches Signal umgewandelt und über elektrische Leiter zum Ziel getragen.

Aufgrund der Miniaturisierung, die mit optischen Quellen, so wie VCSELs, möglich ist, kön nen mehrere Sender in einer parallelen Architektur benutzt werden, wobei jede Verbindung oder jeder Kanal unterschiedliche Datenströme trägt.

Da optische Übertrager und somit alle Komponenten in einem Übertragungssystem ein schließlich Empfänger- und Transceiver-Architekturen, Gegenstand zahlreicher Quellen der Veränderung sind, ist es oftmals wünschenswert als auch in der Tat notwendig, die digitalen parallelen Verbindungen sowohl bei der Initialisierung und in regelmäßigen Zeitabständen während des Betriebs zu überprüfen. Ein typischer Test, der für einen Einzelkanal aufgestellt worden ist, umfaßt einen Mustergenerator, um ein digitales Prüfmuster zu erzeugen, das an einen Sender gegeben wird, durch das Übertragungsmedium an einen Empfänger geleitet wird und anschließend geprüft wird, wobei am Empfängerende ein Fehlerdetektor benutzt wird.

Typischerweise, wenn man parallele Bitfehlerratenmessungen bei einem parallelen Übertra germodul mit mehreren Kanälen ausführt, ist für jeden Kanal ein getrennter Mustererzeuger erforderlich, und ein getrennter Fehlerdetektor für jeden Kanal befindet sich am Empfänger ende. Diese Prüfarchitektur erfordert die ausgiebige Verwendung von Hilfsmitteln, da ein eigener Mustererzeuger und ein eigener Fehlerdetektor für jeden Kanal erforderlich ist. Zu sätzlich wird das Prüfen jedes Kanals getrennt durchgeführt, was bei einer Mehrfachkanal struktur zu einer beträchtlichen Prüfzeit führen kann.

Demgemäß gibt es eine Notwendigkeit für ein verbessertes Verfahren und ein System zum Messen von Systemparametern in einem digitalen Kommunikationsnetzwerk mit mehrere parallelen Kanälen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung trachtet danach, das oben aufgezeigte Problem anzusprechen, in dem die Prüfausstattung minimiert und die Prüfzeiten für Messungen bei Übertragungssyste men verringert werden.

Daher wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Prü fen von Leistungscharakteristiken eines digitalen Kommunikationssystems mit N parallelen Kanälen zur Verfügung gestellt, wobei das Verfahren aufweist:
Bereitstellen eines Prüfmusters für einen Sender und Übertragen des Prüfmusters über einen ersten Kanal; Empfangen und Neuformen des Prüfmusters; serielles Neuübertragen des neu geformten Prüfmusters über einen zweiten Kanal; Wiederholen der Schritte b) und c) bis zum Kanal N-1; Neuübertragen des neu geformten Prüfmusters über den Kanal N an einen Emp fänger; und Bewerten des empfangenen neu geformten Prüfmusters.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein System zum Prüfen der Leistungscha rakteristiken eines digitalen Kommunikationssystems mit N parallelen Kanälen zur Verfü gung gestellt, wobei das System aufweist:
einen Prüfmustererzeuger zum Erzeugen eines Prüfmusters; einen Parallelsender zum Über tragen des Prüfmusters sequentiell über jeden der mehreren Kanäle, beginnend mit dem ersten Kanal; einen Empfänger in jedem Kanal zum Empfangen des Prüfmusters; einen Daten neuformer in jedem Kanal bis zum Kanal N-1, der seriell mit dem Empfänger zum Neufor men des empfangenen Prüfmusters verbunden ist; eine Einrichtung zum seriellen Bereitstellen des neugeformten Prüfmuster für den Parallelsender für die Übertragung über nachfolgende Kanäle bis zum Kanal N; und einen Fehlerdetektor, der seriell mit dem Empfänger im Kanal N verbunden ist, um das empfangene Prüfmuster zu bewerten.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird nun in weiteren Einzelheiten mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:

Fig. 1 ein Blockschaubild einer Schaltung für Bitfehlerratenmessungen eines Übertragermo duls mit einem einzigen Kanal ist;

Fig. 2 ein Blockschaubild einer parallelen Bitfehlerratenmessung eines Parallel- Übertragungsmoduls mit N Kanälen ist; und

Fig. 3 ein Blockschaubild einer aufeinanderfolgenden Bitfehlerratenmessung eines Parallel- Übertragungsmoduls mit N Kanälen gemäß der vorliegenden Erfindung ist.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 bildet ein Blockschaubild der Systemarchitektur, die zum Messen von Leistungscha rakteristiken verwendet wird, so wie der Bitfehlerrate bei einem Übertragermodul mit einem einzigen Kanal. Ein Sender 10, der beispielsweise ein VCSEL als einzelnes Element sein kann, erhält ein Prüfsignal vom Mustererzeuger 14. Der Sender gibt das optische Signal über ein Übertragungsmedium aus, das beispielsweise ein optisches Faserkabel oder eine Sende verbindung sein kann. Wenn ein zur Wahl stehendes Medium, so wie ein verdrilltes Paar oder ein Koaxialkabel, verwendet wird, wird der Sender einen Wandler umfassen, um das optische Signal in ein elektrisches Signal umzuwandeln, bevor es über das Medium übertragen wird. Am Empfänger 18 wird das optische Signal empfangen und in ein elektrisches Signal umge wandelt. Wenn das empfangene Signal bereits in elektrischer Form vorliegt, wird es empfan gen und verstärkt, wie es wohlbekannt ist. Ein Fehlerdetektor 20 wird am Ausgang des Emp fängers benutzt, um Eigenschaften zu prüfen, so wie die Bitfehlerrate, aperiodisches Schwan ken (Jitter) usw.

Fig. 2 veranschaulicht ein System zum Prüfen von Systemeigenschaften einer Übertra gungsarchitektur mit mehreren Kanälen mit einem Parallelsender zum Ausgeben einzelner Kanäle auf jede Verbindung. Wie gezeigt umfaßt das System die Kanäle 1 bis N, wobei jeder seinen eigenen Mustererzeuger und seinen eigenen Fehlerdetektor hat.

Fig. 3 ist ein Blockschaubild einer aufeinanderfolgenden Bitfehlerratenmessung eines pa rallelen Übertragungsmoduls, wieder mit N Kanälen, gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, ist ein einzelner Mustererzeuger und ein einzelner Fehlerdetektor erforderlich. Jeder Kanal jedoch ist mit einem Daten-Neuformer versehen, der seriell mit dem Empfänger verbunden ist. Die Neuformer-Schaltung ist erfor derlich deswegen, da das Signal dazu neigt, sich zu verschlechtern, wenn es durch einen Ka nal oder eine Verbindung läuft. Ohne die Neuformer-Schaltung ist es möglich, daß sich das Signal bis zu einem Punkt verschlechtern wird, daß der Fehlerdetektor an dem Ende der seri ellen Verbindung nicht in zuverlässiger Weise die Daten in dem Testmuster, das von dem Mustererzeuger erzeugt worden ist, erfassen kann.

Wie in Fig. 3 gezeigt, liefert der Mustererzeuger ein Prüfsignal an den Parallelsender, der das Signal an den ersten Kanal ausgibt. Das Prüfsignal wird dann über die Medien an den Empfänger übertragen, und dann werden die Daten neu geformt. Die Ausgabe des Daten- Neuformers wird seriell zum Kanal 2 zurückgeführt, und der Prozeß läuft nach und nach durch jeden Kanal bis zu N-1, wobei die Ausgabe eines Daten-Neuformers bei N-1 zurück in den Kanal N gekoppelt wird. Die Ausgabe des Senders, der dem Kanal N zugeordnet ist, wird empfangen und anschließend an den Fehlerdetektor gegeben, um die geforderte Prüfprozedur durchzuführen.

Mit der Prüfeinstellung, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, ist es möglich, eine Bitfehlermessung für ein paralleles optisches Modul gleichzeitig auf jedem Kanal durchzuführen.

Das System kann verwendet werden, um verschiedene Prüfmessungen durchzuführen, so wie Prüfmessungen auf die Bitfehlerrate hin, Jitter-Messungen, Augendiagramm (eye-diagram)- Messungen und Kombinationen dieser verschiedenen Messungen.

Wie in Fig. 3 gezeigt, umfaßt das System einen Sender und einen Empfänger, es soll jedoch verstanden werden, daß die Prüfprozedur verwendet werden kann, um individuell digitale Parallelsender, digitale Parallelempfänger ebenso wie digitale Paralleltransceiver zu prüfen.

Obwohl bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und veranschaulicht wor den sind, wird es dem Fachmann deutlich, daß zahlreiche Alternativen und Abänderungen implementiert werden können, ohne daß man sich vom grundlegenden Konzept der Erfindung entfernt. Es soll jedoch verstanden werden, daß solche Alternativen und Abänderungen in den wahren Rahmen der Erfindung fallen sollen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbar ten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims

1. Verfahren zum Prüfen der Leistungscharakteristiken eines digitalen Kommunikationssy stems mit N parallelen Kanälen, wobei das Verfahren aufweist:

a) Bereitstellen eines Prüfmusters für einen Sender und Übertragen des Prüfmusters über einen ersten Kanal;
b) Empfangen und Neuformen des Prüfmusters;
c) serielles Neuübertragen des neugeformten Prüfmusters über einen nächsten Kanal;
d) Wiederholen der Schritte b) und c) bis zum Kanal N-1;
e) Neuübertragen des neugeformten Prüfmusters über den Kanal N an einen Empfänger; und
f) Bewerten des empfangenen, neugeformten Prüfmusters.

2. Verfahren nach Anspruch 1, zum seriellen Messen von Bitfehlerraten (BER) in einem digitalen Kommunikationssystem mit mehreren parallelen Kanälen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 zum seriellen Messen von aperiodischen Schwankungen (Jitter) in einem digitalen Kommunikationssystem mit mehreren parallelen Kanälen.

4. Verfahren nach Anspruch 1 zum seriellen Messen von Augendiagrammen in einem digi talen Kommunikationssystem mit mehreren parallelen Kanälen.

5. Verfahren nach Anspruch 1 zum seriellen Messen von Kombinationen von Bitfehlerraten, aperiodischen Schwankungen (Jitter) und Augendiagrammen in digitalen Kommunikati onssystemen mit mehreren parallelen Kanälen.

6. Verfahren nach Anspruch 1 zum Überprüfen des Betriebsverhaltens von Sendern in ei nem digitalen Kommunikationssystem mit mehreren parallelen Kanälen.

7. Verfahren nach Anspruch 1 zum Prüfen des Betriebsverhaltens von Empfängern in einem digitalen Kommunikationssystem mit mehreren parallelen Kanälen.

8. Verfahren nach Anspruch 1 zum Prüfen des Betriebsverhaltens von Transceivern in ei nem digitalen Kommunikationssystem mit mehreren parallelen Kanälen.

9. System zum Prüfen von Leistungscharakteristiken eines digitalen Kommunikationssy stems mit N parallelen Kanälen, wobei das System aufweist:

a) einen Prüfmustererzeuger zum Erzeugen eines Prüfmusters;
b) einen parallelen Sender zum Übertragen eines Prüfmusters, das von dem Prüfmu stererzeuger erzeugt worden ist, in Abfolge über jeden der mehreren Kanäle, begin nend mit dem ersten Kanal;
c) einen Empfänger in jedem Kanal zum Empfangen des Prüfmusters;
d) einen Daten-Neuformer in jedem Kanal bis zum Kanal N-1, der seriell mit dem Emp fänger verbunden ist, um das empfangene Prüfmuster neu zu formen;
e) eine Einrichtung zum seriellen Bereitstellen des neugeformten Prüfmusters für den parallelen Sender für die Übertragung über aufeinanderfolgende Kanäle bis zum Kanal N; und
f) einen Fehlerdetektor, der seriell mit dem Empfänger im Kanal N verbunden ist, um das empfangene Prüfmuster zu bewerten.

10. System nach Anspruch 9 zum Überprüfen der Leistungscharakteristiken von Übertragern in einem digitalen Kommunikationssystem mit mehreren parallelen Kanälen.

11. System nach Anspruch 9 zum Überprüfen von Leistungscharakteristiken von Empfängern in einem digitalen Kommunikationssystem mit mehreren parallelen Kanälen.

12. System nach Anspruch 9 zum Überprüfen von Leistungscharakteristiken von Transcei vern in einem digitalen Kommunikationssystem mit mehreren parallelen Kanälen.

13. System nach Anspruch 9, bei dem der Fehlerdetektor eine Einrichtung zum Messen von Bitfehlerraten (BER) hat.

14. System nach Anspruch 9, bei der der Fehlerdetektor eine Einrichtung zum Messen ape riodischer Schwankungen (Jitter) hat.

15. System nach Anspruch 9, bei dem der Fehlerdetektor eine Einrichtung zum Messen von Augendiagrammen hat.

16. System nach Anspruch 9, bei dem der Fehlerdetektor eine Einrichtung zum Messen von Kombinationen der BER, der aperiodischen Schwankungen (Jitter) und der Augendia gramme hat.