光采样示波器软件同步算法研究

IF 1.6 4区 物理与天体物理 Q3 OPTICS
光学学报 Pub Date : 2023-01-01 DOI:10.3788/aos230731
杨爱英 Yang Aiying, 赵喆 Zhao Zhe, 李谦 Li Qian
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Abstract

随着高速光通信信号速率的不断提高,电采样示波器所需的带宽也增加了。现有宽带高性能电采样示波器逐渐达到电子瓶颈决定的带宽极限。为了克服电子瓶颈,研制了基于光域采样技术的光采样示波器样机,其中软件同步算法的复杂度决定了样机测试的实时性。在基于啁啾z变换(CZT)的软件同步算法基础上,提出了基于选带傅里叶变换(ZoomFFT)的软件同步算法,进一步降低软件同步复杂度。与基于CZT的软件同步算法相比,基于ZoomFFT的软件同步算法所需实数乘法个数下降了68.8%。利用研制的光采样示波器样机,分别对不同速率的四电平脉冲幅度调制(PAM4)光信号、正交相移键控(QPSK)光信号进行了测量,并以宽带电采样示波器的测量结果进行对比,验证了光采样示波器能自适应地对不同速率的强度调制信号、相位调制信号进行测量。此外,为了表征光采样示波器本底噪声的影响,通过降低被测光通信信号功率,对Q因子进行了测量,结果表明,Q因子下降3 dB对应的灵敏度约为10 dB。
光采样示波器软件同步算法研究
随着高速光通信信号速率的不断提高,电采样示波器所需的带宽也增加了。现有宽带高性能电采样示波器逐渐达到电子瓶颈决定的带宽极限。为了克服电子瓶颈,研制了基于光域采样技术的光采样示波器样机,其中软件同步算法的复杂度决定了样机测试的实时性。在基于啁啾z变换(CZT)的软件同步算法基础上,提出了基于选带傅里叶变换(ZoomFFT)的软件同步算法,进一步降低软件同步复杂度。与基于CZT的软件同步算法相比,基于ZoomFFT的软件同步算法所需实数乘法个数下降了68.8%。利用研制的光采样示波器样机,分别对不同速率的四电平脉冲幅度调制(PAM4)光信号、正交相移键控(QPSK)光信号进行了测量,并以宽带电采样示波器的测量结果进行对比,验证了光采样示波器能自适应地对不同速率的强度调制信号、相位调制信号进行测量。此外,为了表征光采样示波器本底噪声的影响,通过降低被测光通信信号功率,对Q因子进行了测量,结果表明,Q因子下降3 dB对应的灵敏度约为10 dB。
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光学学报
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期刊介绍: Researching is owned by Chinese Laser Press (CLP), which is established by Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics and Chinese Optical Society in 2009. Nowadays, CLP publishes 11 journals and manages three online platforms. Journal publishing activities include both traditional and digital models, and the first journal can be traced back to 1964. The CLP Online Library includes the CLP journals and partnered ones in China, and provides literature and intelligence services for users. The product platform, named as OEShow, connects sellers and buyers of optoelectronics products. Researching (formerly known as The CLP Publishing) is featured with stable operation and leading technology, collects CLP journals and partnered optics and photonics journals, and provides readers an optical publishing platform with global influence. CLP is on the way of building a modern publishing group combining traditional business and digital publishing.
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