眼图常用知识介绍
02-PPT(眼图)
程
·
主讲人：乔琪程
Contents 目录
观察眼图的方法01眼图的相关参数02
1观察眼图
的方法观察眼图的方法
将待测的基带信号加至示波器的（Y 轴）输入端，同时把位定时脉冲加至外同步输入端，使示波器水平扫描周期与码元同步（码元周期的整数倍），则示波器显示出类似人眼的图案。
2眼图的
相关参数
①最佳抽样时刻：眼图中间的垂直线。
②判决门限电平：眼图中央的水平线。
③定时抖动灵敏度：眼图斜边的斜率。
④噪声容限：在抽样时刻，上下两阴影区的间隔距离之半为噪声的容限。
⑤信号畸变范围：阴影区的垂直高度即“眼皮”厚度表示信号畸变的范围。
⑥过零点畸变：图中倾斜阴影带与横轴相交的区间表示了接收波形零点位置的变化范围。
基本
知识
01
观察眼图的方法02
眼图的相关参数。
眼图测量基础知识
—“眼图就是象眼睛一样形状的图形。
”眼图是用余辉方式累积叠加显示采集到的串行信号的比特位的结果，叠加后的图形形状看起来和眼睛很像，故名眼图。
眼图上通常显示的是1.25UI的时间窗口。
眼睛的形状各种各样，眼图的形状也各种各样。
通过眼图的形状特点可以快速地判断信号的质量。
图六的眼图有“双眼皮”，可判断出信号可能有串扰或预（去）加重。
图七的眼图“眼睛里布满血丝”，这表明信号质量太差，可能是测试方法有错误，也可能是PCB布线有明显错误。
图八的眼图非常漂亮，这可能是用采样示波器测量的眼图。
图五眼图定义图六“双眼皮”眼图由于眼图是用一张图形就完整地表征了串行信号的比特位信息，所以成为了衡量信号质量的最重要工具，眼图测量有时侯就叫“信号质量测试（Signal Qu ality Test,SQ Test）”。
此外，眼图测量的结果是合格还是不合格，其判断依据通常是相对于“模板（Mask）”而言的。
模板规定了串行信号“1”电平的容限，“0”电平的容限，上升时间、下降时间的容限。
所以眼图测量有时侯又被称为“模板测试（Mask Test）”。
模板的形状也各种各样，通常的NRZ信号的模板如图五和图八蓝色部分所示。
在串行数据传输的不同节点,眼图的模板是不一样的，所以在选择模板时要注意具体的子模板类型。
如果用发送端的模板来作为接收端眼图模板，可能会一直碰模板。
但象以太网信号、E1/T1的信号，不是NRZ码形，其模板比较特别。
当有比特位碰到模板时，我们就认为信号质量不好，需要调试电路。
有的产品要求100%不能碰模板，有的产品是允许碰模板的次数在一定的概率以内。
（有趣的是，眼图85%通过模板的产品，功能测试往往是没有问题的，譬如我在用的电脑网口总是测试不能通过，但我上网一直没有问题。
这让很多公司觉得不用买示波器做信号完整性测试以一样可以做出好产品来，至于山寨版的，更不会去买示波器测眼图了。
）示波器中有测量参数可自动统计出碰到模板的次数。
通信原理中的眼图如何描述
通信原理中的眼图如何描述通信原理中的眼图是一种常用的信号分析方法，用来描述数字通信中的信号质量和带宽利用率。
它可以表达信号的波形、噪声、振幅和时间间隔等信息，是衡量数字通信系统性能的重要工具。
眼图的基本定义是将连续的信号序列按照一定时间间隔进行采样，然后将采样到的数字信号以一定的水平缩放因子和垂直偏移因子绘制到坐标系中，形成一系列的“眼睛”形状。
每个“眼睛”代表一个样本周期内的传输信号，通过分析这些“眼睛”的开口大小、对称性、向上或向下的移动等特征，可以推断出信道传输特性和影响因素。
眼图可以从多个方面提供有关信号质量的信息。
首先，眼图的开口大小可以反映信号的抗噪声能力和抗干扰能力。
如果开口较小，意味着传输信号容易受到噪声和干扰的影响，信号质量较差；反之，如果开口较大，信号质量较好，传输容易。
其次，眼图的对称性可以反映信号的失真情况。
如果眼图不对称，说明信号可能发生了失真，需要进行补偿或校正。
此外，眼图的移动方向和距离可以表达信号的时钟同步性和信号间隔的准确程度。
如果眼图向上或向下移动，或者眼图的顶部或底部出现扭曲，意味着信号的时钟同步不好，信号间隔的准确性较差。
眼图的形状和特征主要受到以下几个因素的影响。
首先，信号的带宽决定了眼图的开口大小。
带宽越大，眼图的开口越大，信号质量越好。
其次，信号的噪声和干扰会使眼图的开口变窄，影响信号的清晰度。
因此，抗噪声和抗干扰能力越强的信号，眼图的开口越大。
此外，时钟同步误差也会对眼图产生影响。
时钟同步误差越大，眼图的移动越明显，信号间隔的准确度越低。
最后，传输介质的失真和信道衰减会使眼图发生形变，降低信号的质量。
在实际应用中，通过观察和分析眼图，可以识别出信号传输中的问题和优化方案。
例如，如果眼图的开口非常小，表明信号的抗噪声和抗干扰能力差，可以考虑增加信号的幅度、使用更好的编码和解码算法，或者改善传输环境等方法来提高信号质量。
如果眼图的对称性不好，可以考虑采用均衡技术或预编码技术来补偿信号失真。
眼图常识
眼图常用知识介绍关于眼图及其测量大家已经做了较多的讨论传输指标测试大全其侧重于眼图的定义和测量光眼图分析张轩/22336著以及色散对长距离传输后的眼图的影响如下降时间消光比信噪比以及如何从各个方面来衡量一个眼图的优劣现在我们公司常用的测量眼图的仪器为CSA80001眼图与常用指标介绍下图为一个10G光信号的眼图右边一栏为这个光信号的一些测量值ExdB交叉点比例QF平均光功率Rise下降时间峰值抖动RMSJ消光比定义为眼图中电平比电平的值传输距离又不同的要求Ｇ．９５７的建议衡量器件是否符合要求除了满足建议要求之外一般的对于FP/DFB直调激光器要求ＥＭＬ电吸收激光器消光比不小于10dBµ«ÊÇÕâ²¢²»Òâζ×ÅÏû¹â±È可以无限大将导致激光器的啁啾系数太大不利于长距传输与速率的最低要求消光比大0.5~1.5dBÖ®ËùÒÔ¸ø³öÕâôһ¸öÊýÖµÊǺ¦ÅÂÏû¹â±ÈÌ«¸ßÁ˵¼ÖÂÎóÂë²úÉú»òͨµÀ´ú¼Û³¬±êûÓвúÉúÎóÂë²¢ÇÒͨµÀ´ú¼ÛÂú×ãÖ¸±êÒªÇó¶à´ó¶¼¿ÉÒÔÓÉÓÚ´«Êä¹ý³ÌÖе¼Ö½ÓÊÕ²àµÄ½»²æµãÏà¶ÔÓÚ·¢ËͲàÉÏÒƱ£Ö¤½ÓÊÕ²àµÄ½»²æµã±ÈÀýÔÚ´óÔ¼50ʹµÃ½ÓÊÕ²àµÄÁéÃô¶È×î¼ÑÒ»°ã·¢ËͲཻ²æµã±ÈÀý½¨Òé¿ØÖÆÔÚ4045Q因子综合反映眼图的质量问题表明眼图的质量越好光功率一般来说1Խƽ»¬ÔÚ²»¼Ó¹âË¥¼õµÄÇé¿öÏÂ越高越好越高越好如果需要准确地测量光功率信号的上升时间下降的快慢的变化的时间下降时间不能大于信号的周期的40如9.95G信号要求其上升峰可以定性反映信号的抖动大小这两个测量值是越小越好如Agilint 的37718在测量抖动的时候才能保证测量值相对准确做为一个比较参考一般在发送侧的测量值都大于30dB2典型的眼图介绍接下来我们来看一些典型的较好的眼图和一些有问题的眼图以下的为一个较好的622M的眼图眼线很细Q因子很高以下为不加STM-4滤波器的622M的眼图特别是上升电平有点波纹信号的高频谐波没有被虑掉我们看到即使电平不平坦以下为一个较好的2.5G的眼线比较细0电平都比较平滑Q因子较高以下为较好的10G的眼图眼图比较细0电平下降沿稍粗一点消光比适中交叉点稍高可以将交叉点调低一点点总的来说眼图质量将越差第一是抖动抖动越难控制由于测试过程一般都要加相应的低通滤波器６２２Ｍ信号的低通滤波器的带宽大约为500MHz8GHz这个频率范围的噪声却没有被10G信号的滤波器滤掉10G信号的噪声更大一下3有问题的眼图分析以下为一个有问题的622M眼图我们来一一分析眼图有非常明显的两个上升俗称双眼皮电平1ÐźÅÓйý³åÏû¹â±ÈÆ«µÍÖ»ÓÐ4.1dBµ¼ÖÂÐźŵĹý³åÕâ¸öÑÛͼ»¹ËµÃ÷ÁËÁíÒ»¸öÎÊÌâ¶ø²»ÊÇΨһµÄÒªÇóÕâ¸öÑÛͼµÄ±ßµÄÀëÄ£°å»¹ÊÇÓÐÒ»¶¨µÄÓàÁ¿µÄÎÒÃÇÔÙÀ´¿´¿´ÒÔÏÂ622M眼图估计是信号的滤波没有处理好以下为2.5G 眼图存在的问题是眼图有点歪这个跟激光器的调制特性有一定的关系以下2.5G 眼图注意与上一个眼图比较下降沿都较粗均方根抖动部门内公开眼图常用知识介绍以下2.5G的眼图就比较糟糕上升信号质量不好消光比也很低其原因可能是驱动器或者阻抗非常不匹配以下一个为2.5G眼图可能两个原因引起的第二是直调激光器的张驰振荡引起的振铃以下为10G 眼图第一消光比太低眼图电平很粗可能的原因是以下10G 眼图没有其测量数据下降沿比较粗可以看出来部门内公开眼图常用知识介绍以下为10G眼图这从那里看出来呢眼图的上升电平都比较粗很不干净以上三个眼图我们分析了导致眼图不好的三种情况抖动这三种情况如何从眼图看出来呢1²»Æ½Ì¹½â¾öÎÊÌâÒª´Ó±£Ö¤´Óʼ¶Ëµ½ÖÕ¶Ë×迹ƥÅä如果眼图的上升中间那么就是抖动引起的如合理设计锁相环如果眼图的都比较粗一般来说是电源噪声解决问题也是要从这几方面着手不能以一把尺子来衡量眼图质量越难保证要求的眼图质量也好时钟输入的光模块比只有数据输入的光模块的眼图质量会更好一些EA调制方式的眼图比直接调制方式的眼图表现会好一些4CSA8000简介与使用注意事项4.1CSA8000简介CSA8000为TEKTRONIX公司最新的通讯分析仪同时可以测量信号的其他一些指标消光比信噪比CSA8000为WINDOWS界面支持鼠标面板按键操作界面方便快捷拷贝CSA8000仪表包括主机以及测量模块80C01-CR光测量模块即带宽为20GHz²»ÐèÒªÍâ¼Ó´¥·¢Ê±ÖÓ 2.488G信号２．４８８Ｇ１０．６６Ｇ滤波器的可以选择622M9.95G三种输入光功率不能超过7dBm5mW建议输入光功率在0dBm左右可以以时钟恢复方式测量9.95G信号或者以外触发方式测试10.66GÂ˲¨Æ÷Ö»ÓÐ9.95G一种输入光功率不能超过7dBm5mW在测量过程中输出光可以直接输入给测量模块可以以时钟恢复方式测量1.063G 2.488G滤波器的可以选择1.063G2.488G三种输入光功率不能超过7dBm5mW建议输入光功率在0dBm左右可以以时钟恢复方式测量9.95G»òÕßÒÔÍâ´¥·¢·½Ê½²âÊÔ10.71G信号１０．６６Ｇ两种输入光功率不能超过7dBm5mW建议输入光功率在0dBm左右可以以时钟恢复方式测量9.95G»òÕßÒÔÍâ´¥·¢·½Ê½²âÊÔ 10.66G信号１０．７１Ｇ两种８０Ｃ０６为高带宽光测量模块80C07为多速率光测量模块６２２Ｍ这些模块我们暂时没有这里不做更进一步的介绍用与测量电信号眼图建议输入信号幅度为500mV左右带宽高达50GÌرð×¢ÒâµÄÊÇÐèҪרÃŵÄת½ÓÍ·²ÅÄÜʹÓÃÓÃÓë²âÁ¿µçÐźÅÑÛͼ建议输入信号幅度为500mV左右其带宽为20G80E04模块还有一个独特的功能另外还有80E02ÆäÄÜʵÏֵŦÄܲ»µ¥¶À½éÉÜ光测量模块的输入光功率不能超过允许的范围否则可能造成测量模块的永久损坏使用中要注意防静电特别是以外触发方式测量的时候为了测量的数据准确可靠包括暗电流校正和温度补偿校正首先把测量模块的光接口盖上首先要将测量仪表打开然后对仪表进行温度补偿校正注意校正过程较长具体操作如下 要选择选择好相应的速率的滤波器和模板GE信号就选择GE的滤波器与模板交叉点比例等数值时候选择滤波器操作步骤如下选择正确的滤波器Setup-->Mask-->选择正常的通道Ｃ８。
眼图详解(眼图分析)
眼图详解关于眼图的基本知识1、眼图的作用数字信号的眼图可以体现数字信号的整体特征，能够很好地评估数字信号的质量，因而眼图的分析是数字系统信号完整性分析的关键之一。
2、眼图的形成串行数据的传输由于通讯技术发展的需要，特别是以太网技术的爆炸式应用和发展，使得电子系统从传统的并行总线转为串行总线。
串行信号种类繁多，如PCI Express、SPI、USB 等，其传输信号类型时刻在增加。
相比并行数据传输，串行数据传输的整体特点如下：1)信号线的数量减少，成本降低2)消除了并行数据之间传输的延迟问题3)时钟是嵌入到数据中的，数据和时钟之间的传输延迟也同样消除了4)传输线的PCB 设计也更容易些5)信号完整性测试也更容易实际中，描述串行数据的常用单位是波特率和UI，串行数据传输示例如下：串行数据传输示例例如，比特率为3.125Gb/s 的信号表示为每秒传送的数据比特位是3.125G 比特，对应的一个单位间隔即为1UI。
1UI表示一个比特位的宽度，它是波特率的倒数，即1UI=1/（3.125Gb/s）=320ps。
现在比较常见的串行信号码形是NRZ 码，因此在一般的情况下对于串行数据信号，我们的工作均是针对NRZ 码进行的。
由于示波器的余辉作用，将扫描所得的每一个码元波形重叠在一起，从而形成眼图。
眼图中包含了丰富的信息，从眼图上可以观察出码间串扰和噪声的影响，体现了数字信号整体的特征，从而可以估计系统优劣程度，因而眼图分析是高速互连系统信号完整性分析的核心。
另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰，改善系统的传输性能。
眼图实际上就是数字信号的一系列不同二进制码按一定的规律在示波器屏幕上累积后的显示，简单地说，由于示波器具有余辉功能，只要将捕获的所有波形按每三个比特分别地叠加累积(如上图所示)，从而就形成了眼图。
目前，一般均可以用示波器观测到信号的眼图，其具体的操作方法为：将示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形就称为眼图。
角膜地形图基本知识
角膜地形图基本知识角膜地形图基本概念一、基础概念(1)角膜表面分区①中央光学区，正中央直径4mm面积的区域，非常近似于球面，曲率变化范围小于0．25D，具有最重要的屈光学意义。
②旁中央区，距角膜中央4mm至7~8mm直径环形区域，此处角膜曲率逐渐降低，逐渐呈非球面。
③周边区，距角膜中央7~8mm至11mm直径环形区域，此处角膜曲率明显降低，即变得扁平，呈非对称形。
④角膜缘区，角膜移行至巩膜约0．5~lmm的环形区域。
(2)角膜中心1)角膜瞳孔中心注视点与瞳孔中心连线在角膜表面的交点，通常用于角膜屈光手术前的定位。
2)角膜反射中心注视同轴光源时，同轴光线在角膜表面的反射点。
3)角膜视轴中心注视点与黄斑中心凹连线在角膜的交点，因难以精确定位，故临床上常以角膜反射中心替代之。
(3)角膜表面规则性指数,SRI评价角膜中央4．5mm范围内表面规则性的一个指标，SRI值越小，表示角膜中央表面规则性越好，中国人正常值为0．2±0．2。
(4)角膜表面非对称性指数，SAI。
反映角膜中央区相隔180度对应点角膜屈光力差值总和的一个指标，中国人正常值为0．3±0．1。
(5)模拟角膜镜读数，SimK。
中国人正常值为43．2±1．3D二、正常角膜地形图正常角膜地形图与年龄相关，并受生理周期、时间和睡眠的影响。
决定角膜形态的因素有：曲率半径、角膜上皮厚度、角膜基质厚度、上皮表面规则程度及作用于角膜的机械因素等。
正常角膜地形图常见类型：1)非对称领结形占32．1％，屈光度分布呈不对称领结形。
2)圆形占22．6％，屈光度分布均匀，自中央到周边逐渐递减。
3)椭圆形占20．8％，中央屈光度分布均匀，周边分布对称性不均匀，近似椭圆。
4)对称领结形占17．5％，屈光度分布呈对称领结形，有对称性角膜散光，且领结所在子午线上屈光力最强。
5)不规则形占7．1％，屈光度分布不规则，表明角膜表面形态不好，注意排除泪膜异常、聚焦不准或注视不良。
眼图形成及其基本知识归纳
* * 1眼图基本观点眼图的形成原理眼图是一系列数字信号在示波器上积累而显示的图形，它包含了丰富的信息，从眼图上能够察看出码间串扰和噪声的影响，表现了数字信号整体的特色，从而预计系统好坏程度，因此眼图剖析是高速互连系统信号完好性剖析的核心。
此外也能够用此图形对接收滤波器的特征加以调整，以减小码间串扰，改良系统的传输性能。
用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，而后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形就称为眼图。
示波器一般丈量的信号是一些位或某一段时间的波形，更多的反应的是细节信息，而眼图则反应的是链路上传输的全部数字信号的整体特色，以下列图所示：图示波器中的信号与眼图假如示波器的整个显示屏幕宽度为100ns ，则表示在示波器的有效频宽、取样率及记忆体配合下，获取了100ns 下的波形资料。
但是，对于一个系统而言，剖析这么短的时间* *内的信号其实不拥有代表性，比如信号在每一百万位元会出现一次突波（Spike ），但在这100ns 时间内，突波出现的机率很小，所以会错过某些重要的信息。
假如要权衡整个系统的性能，这么短的时间内丈量获取的数据明显是不够的。
假想，假如能够以重复叠加的方式，将新的信号不停的加入显示屏幕中，但却仍旧记录着上次的波形，只需积累时间够久，就能够形成眼图，从而能够认识到整个系统的性能，如串扰、噪声以及其余的一些参数，为整个系统性能的改良供给依照。
剖析实质眼图，再联合理论，一个完好的眼图应当包含从“000 ”到“ 111 ”的全部状态组，且每一个状态组发生的次数要尽量一致，不然有些信息将没法表此刻屏幕上，八种状态形成的眼图以下所示：图眼图形成表示图由上述的理论剖析，联合示波器实质眼图的生成原理，能够知道一般在示波器上观察到的眼图与理论剖析获取的眼图大概靠近（无串扰等影响），以下所示：* *图示波器实质观察到的眼图假如这八种状态组中缺失某种状态，获取的眼图会不完好，以下所示：图示波器观察到的不完好的眼图经过眼图能够反应出数字系统传输的整体性能，但是怎么样才能正确的掌握其判断方法呢？这里有必需对眼图中所波及到的各个参数进行定义，认识了各个参数此后，其判断方法很简单。
电路中eye-概述说明以及解释
电路中eye-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述眼图（Eye diagram）是电路中一种常用的信号分析工具，它可以直观地展示出数字信号的品质和传输效果。
在现代通信系统中，眼图被广泛应用于高速串行数据传输的评估和调试。
通过观察眼图的开口大小、噪声水平和信号失真情况，工程师可以更好地了解信号的质量，并进行相应的优化和改进。
眼图的形状对于判断信号传输的可靠性至关重要。
一个完整的眼图通常由交错的开口组成，类似于人的眼睛。
开口的大小代表了信号的幅度范围，而开口的位置则表示了信号的平衡情况。
当信号失真或受到干扰时，眼图的开口会变小或者变形，这表明数字信号的质量下降。
通过分析眼图的形态特征，工程师可以判断信号传输中存在的问题，并进一步进行故障定位和改进。
在电路设计和调试中，眼图的使用非常广泛，特别是在高速数据传输和时钟恢复等领域。
通过采集信号的波形数据，然后进行采样和重新组合，就可以生成眼图。
通过眼图，工程师可以看到数字信号在不同时间点的变化情况，并对信号的时序和整体稳定性进行分析。
总之，眼图是一种重要的电路分析工具，能够帮助工程师更好地认识和评估信号的质量。
通过对眼图的观察和分析，我们可以识别出信号传输中存在的问题，并采取适当的措施来改进和优化电路的性能。
接下来，本文将重点介绍电路中眼图的关键要点，并探讨其在实际应用中的意义和挑战。
1.2 文章结构文章结构部分的内容是对整篇文章的结构进行简要介绍和概述。
它可以包括以下信息：文章的整体篇幅和章节分布：介绍文章的总字数和章节划分，使读者能够了解文章的大致结构和篇幅。
各章节内容的概述：对文章中各个章节的主要内容进行简要介绍，让读者对整篇文章的内容有一个整体的概念。
章节之间的逻辑关系：说明各章节之间的逻辑联系和顺序，以便读者能够理解文章的思路和脉络。
注重的重点和亮点：指出文章中的重点部分和亮点，以激发读者的兴趣和引导读者关注重要的内容。
通过文章结构的介绍，读者可以迅速了解整篇文章的脉络和主要内容，从而更好地理解和阅读文章。
眼图形成及其基本知识归纳
1眼图基本概念1.1 眼图的形成原理眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形，它包含了丰富的信息，从眼图上可以观察出码间串扰和噪声的影响，体现了数字信号整体的特征，从而估计系统优劣程度，因而眼图分析是高速互连系统信号完整性分析的核心。
另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰，改善系统的传输性能。
用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形就称为眼图。
示波器一般测量的信号是一些位或某一段时间的波形，更多的反映的是细节信息，而眼图则反映的是链路上传输的所有数字信号的整体特征，如下图所示：图示波器中的信号与眼图如果示波器的整个显示屏幕宽度为100ns，则表示在示波器的有效频宽、取样率及记忆体配合下，得到了100ns下的波形资料。
但是，对于一个系统而言，分析这么短的时间内的信号并不具有代表性，例如信号在每一百万位元会出现一次突波（Spike），但在这100ns时间内，突波出现的机率很小，因此会错过某些重要的信息。
如果要衡量整个系统的性能，这么短的时间内测量得到的数据显然是不够的。
设想，如果可以以重复叠加的方式，将新的信号不断的加入显示屏幕中，但却仍然记录着前次的波形，只要累积时间够久，就可以形成眼图，从而可以了解到整个系统的性能，如串扰、噪声以及其他的一些参数，为整个系统性能的改善提供依据。
分析实际眼图，再结合理论，一个完整的眼图应该包含从“000”到“111”的所有状态组，且每一个状态组发生的次数要尽量一致，否则有些信息将无法呈现在屏幕上，八种状态形成的眼图如下所示：图眼图形成示意图由上述的理论分析，结合示波器实际眼图的生成原理，可以知道一般在示波器上观测到的眼图与理论分析得到的眼图大致接近（无串扰等影响），如下所示：图示波器实际观测到的眼图如果这八种状态组中缺失某种状态，得到的眼图会不完整，如下所示：图示波器观测到的不完整的眼图通过眼图可以反映出数字系统传输的总体性能，可是怎么样才能正确的掌握其判断方法呢？这里有必要对眼图中所涉及到的各个参数进行定义，了解了各个参数以后，其判断方法很简单。
眼图有关知识详细解释
眼图综述报告-----------李洋目录1. 眼图的形成 (2)1.1 传统的眼图生成方法 (2)1.2 实时眼图生成方法 (3)1.3 两种方法比较 (4)2. 眼图的结构与参数介绍 (4)2.1 眼图的结构图 (4)2.2 眼图的主要参数 (5)2.2.1 消光比 (5)2.2.2 交叉点 (5)2.2.3 Q因子 (6)2.2.4 信号的上升时间、下降时间 (6)2.2.5 峰—峰值抖动和均方根值抖动 (6)2.2.6 信噪比 (6)3. 眼图与系统性能的关系 (7)4. 眼图与BER的关系 (7)4. 如何获得张开的眼图 (8)5. 阻抗匹配的相关知识 (9)5.1 串联终端匹配 (9)5.2 并联终端匹配 (10)6. 眼图常见问题分析 (10)7. 总结 (17)1.眼图的形成眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形，其形状类似于眼睛，故叫眼图。
在用余辉示波器观察传输的数据信号时，使用被测系统的定时信号，通过示波器外触发或外同步对示波器的扫描进行控制，由于扫描周期此时恰为被测信号周期的整数倍，因此在示波器荧光屏上观察到的就是一个由多个随机符号波形共同形成的稳定图形。
这种图形看起来象眼睛，称为数字信号的眼图。
示波器测量的一般信号是一些位或某一段时间的波形，更多的反映的是细节信息。
而眼图则反映的是链路上传输的所有数字信号的整体特性。
如下图：1.1 传统的眼图生成方法采样示波器的CLK通常可能是用户提供的时钟,恢复时钟,或者与数据信号本身同步的码同步信号.图：采样示波器眼图形成原理1.2 实时眼图生成方法实时示波器通过一次触发完成所有数据的采样,不需附加的同步信号和触发信号.通常通过软件PLL方法恢复时钟。
图：实时示波器眼图形成原理另一种示意图:图：实时示波器眼图形成原理1.3 两种方法比较1.传统的方法比实时眼图生产方法测量的速度要慢100至1000倍。
2.传统的眼图生成方法测量精度没有实时眼图生成方法高。
第五节 眼图
第五节 眼图评价基带传输系统性能的一种定性而方便的方法是观察接收滤波器输出端的基带信号波形。
观察的方法是：用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器的扫描周期，使示波器的水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时在示波器显示屏上看到的图形像人的眼睛，故称之为“眼图”。
从“眼图”上可以观察出码间串扰和噪声的影响，从而估计系统优劣。
另外也可以从此图对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。
1、无噪声时的眼图为了解释眼图和系统性能之间的关系，图5-15所示为无噪声情况下，无码间串扰和有码间串扰的眼图。
图5-15是无码间串扰的双极性基带脉冲序列，用示波器观察它，并将水平扫描周期调到与码元周期()a s T 一致，由于荧光屏的余辉作用，扫描线所得的每一码元波形将重叠在一起，形成如图5-15(所示的线迹细而清晰的大“眼睛”；对于图5-15(所示的有码间串扰的双极性基带脉冲序列，由于存在码间串扰，此波形已经失真，当用示波器观察时，示波器的扫描线迹不会完全重合，于是形成的眼图线迹杂乱且不清晰，“眼睛”张开较小，如图5-15(所示。
)c )b )d 2、存在噪声时的眼图当存在噪声时，噪声叠加在信号上，观察到的眼图的线迹会变得模糊不清。
若同时存在码间串扰，“眼睛”张开变得更小。
与无码间串扰的眼图相比，原来清晰的细线迹，变成了比较模糊的带状线。
噪声越大，线迹越宽，越模糊。
()c ()d图5–15 基带信号波形和眼图3、眼图的模型 眼图对于展示数字基带传输系统的性能提供了许多有用的信息：可以从中看出码间串扰的大小和噪声的强弱，有助于直观地了解码间串扰和噪声的影响，评价一个基带传输系统的性能的优劣；可以指示接收滤波器的调整，以减小码间串扰。
为了说明眼图和系统性能的关系，可以把眼图简化为图5-16所示的眼图模型，该图包含以下信息：图5－16 眼图的模型（1）最佳抽样时刻应是“眼睛”张开最大的时刻。
眼图(Eye Diagram)含义讲解
眼图（Eye Diagram）含义讲解什么是眼图？它用在什么场合？反映了波形的什么信息？眼图（Eye Diagram）可以显示出数字信号的传输质量，经常用于需要对电子设备、芯片中串行数字信号或者高速数字信号进行测试及验证的场合，归根结底是对数字信号质量的一种快速而又非常直观的观测手段。
消费电子中，芯片内部、芯片与芯片之间经常用到高速的信号传输，如果对应的信号质量不佳，将导致设备的不稳定、功能执行错误，甚至故障。
眼图反映的是数字信号受物理器件、信道的影响，工程师可以通过眼图，迅速得到待测产品中信号的实测参数，并且可以预判在现场可能发生的问题。
1、眼图的形成对于数字信号，其高电平与低电平的变化可以有多种序列组合。
以3个bit为例，可以有000-111共8中组合，在时域上将足够多的上述序列按某一个基准点对齐，然后将其波形叠加起来，就形成了眼图。
如图1。
对于测试仪器而言，首先从待测信号中恢复出信号的时钟信号，然后按照时钟基准来叠加出眼图，最终予以显示。
图1. 眼图的形成2、眼图中包含的信息对于一幅真实的眼图，如图2，首先我们可以看出数字波形的平均上升时间(Rise Time)、下降时间(Fall Time)、上冲(Overshoot)、下冲(Undershoot)、门限电平(Threshold/Crossing Percent)等基本的电平变换的参数。
图2. 电平变换参数信号不可能每次高低电平的电压值都保持完全一致，也不能保证每次高低电平的上升沿、下降沿都在同一时刻。
如图3，由于多次信号的叠加，眼图的信号线变粗，出现模糊(Blur)的现象。
所以眼图也反映了信号的噪声和抖动：在纵轴电压轴上，体现为电压的噪声(Voltage Noise)；在横轴时间轴上，体现为时域的抖动(Jitter)。
图3. 噪声和抖动由于噪声和抖动，眼图上的空白区域变小。
如图4，在除去抖动和噪声的基础上，眼图上空白的区域在横轴上的距离称为眼宽(Eye Width)，在眼图上叠加的数据足够多时，眼宽很好的反映了传输线上信号的稳定时间；同理，眼图上空白的区域在纵轴上的距离称为眼高(Eye Height)，在眼图上叠加的数据足够多时，眼高很好的反映了传输线上信号的噪声容限，同时，眼图中眼高最大的地方，即为最佳判决时刻。
眼图的名词解释
眼图的名词解释眼图（Eye diagram）是一种用于电信领域信号质量评估的图形分析工具。
它利用实际信号的采样数据绘制而成，通常呈现为上方为信号波形，下方为相关的信号参数。
眼图通过将连续波形的多个周期叠加在一起，形成多个瞬态过程的重叠，从而提供了信号的稳态和瞬态特征的直观展示。
它能够有效地反映信号的时域和频域特征，以及信号的抗干扰能力、传输质量和时钟恢复性能。
眼图的形状和特征对于信号的质量评估至关重要。
通过观察眼图，我们可以判断信号的完整性和稳定性。
一个清晰、稳定的眼图表示信号传输良好，存在较高的抗噪声和干扰能力。
相反，如果眼图模糊或变形，可能意味着信号存在时钟偏移、抖动、畸变或其他噪声问题。
眼图常用于高速数字通信系统的设计、调试和故障排除中。
它可以帮助工程师确定信号失真的原因，并调整系统参数以提高传输质量。
通过观察眼图，工程师可以识别出信号的主要问题，例如噪声、时钟偏移、串扰、 ISI（Inter-Symbol Interference，符号间干扰）等。
在信号调试中，工程师通常会根据眼图上的特征，对发送和接收端的设备进行相应的调整和优化。
眼图在不同应用领域具有广泛的应用。
在电信领域，眼图可以用于评估数字通信系统的性能，例如以太网、光纤通信、无线通信等。
在光学领域，眼图可以帮助工程师分析光信号的传输质量，以便改善光通信系统的性能。
在高频电路设计中，眼图可以用于评估高速信号的时钟恢复和数据传输能力。
综上所述，眼图是一种用于信号质量评估的重要工具，具有直观、全面的特点。
通过观察眼图，我们可以深入了解信号的稳态和瞬态特征，从而改进通信系统的性能。
眼图的应用范围广泛，对于电信、光学和电路设计等领域都具有重要意义。
随着通信技术的发展，眼图将继续发挥其重要的作用，帮助我们理解和优化信号传输的质量和性能。
SI-list【中国】信号完整性基础▏眼图（EyeDiagram）
SI-list【中国】信号完整性基础▏眼图（EyeDiagram）眼图（Eye Diagram）可以显示出数字信号的传输质量，经常用于需要对电子设备、芯片中串行数字信号或者高速数字信号进行测试及验证的场合，归根结底是对数字信号质量的一种快速而又非常直观的观测手段。
消费电子中，芯片内部、芯片与芯片之间经常用到高速的信号传输，如果对应的信号质量不佳，将导致设备的不稳定、功能执行错误，甚至故障。
眼图反映的是数字信号受物理器件、信道的影响，工程师可以通过眼图，迅速得到待测产品中信号的实测参数，并且可以预判在现场可能发生的问题。
1.眼图的形成对于数字信号，其高电平与低电平的变化可以有多种序列组合。
以3个bit为例，可以有000-111共8中组合，在时域上将足够多的上述序列按某一个基准点对齐，然后将其波形叠加起来，就形成了眼图。
如图1。
对于测试仪器而言，首先从待测信号中恢复出信号的时钟信号，然后按照时钟基准来叠加出眼图，最终予以显示。
图1. 眼图的形成2.眼图中包含的信息对于一幅真实的眼图，如图2，首先我们可以看出数字波形的平均上升时间(Rise Time)、下降时间(Fall Time)、上冲(Overshoot)、下冲(Undershoot)、门限电平(Threshold/Crossing Percent)等基本的电平变换的参数。
图2. 电平变换参数信号不可能每次高低电平的电压值都保持完全一致，也不能保证每次高低电平的上升沿、下降沿都在同一时刻。
如图3，由于多次信号的叠加，眼图的信号线变粗，出现模糊(Blur)的现象。
所以眼图也反映了信号的噪声和抖动：在纵轴电压轴上，体现为电压的噪声(Voltage Noise)；在横轴时间轴上，体现为时域的抖动(Jitter)。
图3. 噪声和抖动由于噪声和抖动，眼图上的空白区域变小。
如图4，在除去抖动和噪声的基础上，眼图上空白的区域在横轴上的距离称为眼宽(Eye Width)，在眼图上叠加的数据足够多时，眼宽很好的反映了传输线上信号的稳定时间；同理，眼图上空白的区域在纵轴上的距离称为眼高(Eye Height)，在眼图上叠加的数据足够多时，眼高很好的反映了传输线上信号的噪声容限，同时，眼图中眼高最大的地方，即为最佳判决时刻。
眼图基础知识
常见眼图问题分析
阻抗不匹配
22
总结
1：USB不同速度设备识别 2：眼图是如何生成的 3：眼图测试方法 4：获得张开眼图有哪些方法 5：眼图常见问题
23
Thank You
24
部分资料从网络收集整 理而来，供大家参考，
感谢您的关注！
1.5m
3.5m
6.5m
PASS
PASS
PASS
15
案例分析-加6.5m延长线
无电阻和共感
电阻+共感
共感
NG
NG
PASS
16
损耗速率越高互连距离越长,损耗越大
Clean, open, logical 1 & 0 at launch from transmitter
Logical 1 & 0 can be hard to distinguish at end of long interconnects; (this is often called a “closed eye”)
1.5K
D+ 高速 设备
D-
7
眼图-定义
一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形，其形状类似于眼睛，故叫眼图 是高速系统信号完整性分析的核心
8
眼图与波形区别
反映波形的细节 体现信号的整体特征
9
眼图—示波器生成
voltage
time Clock
Precision variable delay
Data
眼图基础知识分享
1
目录
1. 关于USB 2. 眼图的定义 3. 眼图测试方法 4. 如何获得张开大的眼图 5. 眼图常见问题
2
USB-电气特性
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2002-05-29
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3 有问题的眼图分析
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以下为一个有问题的622M眼图 这个眼图问题比较多 我们来一一分析
首先 眼图有非常明显的两个上升 下降沿 俗称双眼皮
0 电平 1 电平不平
坦 信号有过冲 下冲 消光比偏低只有4.1dB 产生这些现象的原因怀疑是信号的阻抗不匹配
些 特别在抖动方面 EA调制方式的眼图比直接调制方式的眼图表现会好一些
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4 CSA8000简介与使用注意事项
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4.1 CSA8000简 介
CSA8000为TEKTRONIX公司最新的通讯分析仪 主要侧重于信号的眼图测量 同时可以测量பைடு நூலகம்
622M 2.488G 9.95G三种 80C02-CR 光测量模块 输入光功率不能超过7dBm 即 5mW
建议输入光功率在
0dBm左右 带宽可选择30GHz和20GHz两种 可以以时钟恢复方式 不需要外加触发时钟 测量 9.95G信号 一般只用于测量9.95G信号 或者以外触发方式测试10.66G 10.71G信号 滤波器只有
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可以无限大 消光比太高了 将导致激光器的啁啾系数太大 导致通道代价超标 不利于长距传 输 一般建议实际消光比实际光接口类型 与速率 传输距离有关 的最低要求消光比大
0.5~1.5dB 这不是一个绝对的数值 之所以给出这么一个数值是害怕消光比太高了 传输以后信 号劣化太厉害 导致误码产生或通道代价超标 如果一个光模块传输传输其标称距离以后 没有产
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关于眼图及其测量大家已经做了较多的讨论 最经典的文章是 传输指标测试大全 中有关 眼图部分 其侧重于眼图的定义和测量 光眼图分析 张轩/22336著 其侧重点在于眼图产生 的机理 以及色散对长距离传输后的眼图的影响
我们本次讨论的侧重点是如何来从眼图的中看出一些量化的数据 如 信号的上升 下降时 间 交叉点位置 消光比 Q因子 信噪比 抖动等 以及如何从各个方面来衡量一个眼图的优 劣 最后简单介绍一下CSA8000及其使用注意事项
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以下为一个较好的2.5G的 眼图比较对称 眼线比较细 0 光比适中 Q因子较高
1 电平都比较平滑 消
以下为较好的10G的眼图 眼图对称 眼图比较细 特别是 0
1 电平 上升 下降沿
稍粗一点 可见信号的抖动较大 消光比适中 Q因子较高 交叉点稍高 实际调试中 可以将交
叉点调低一点点
80C09-CR 光测量模块 输入光功率不能超过7dBm 即 5mW 建议输入光功率在
0dBm左右 带宽可选择30GHz和20GHz两种 可以以时钟恢复方式 不需要外加触发时钟 测量
9.95G 10.71G信号 或者以外触发方式测试 10.66G信号 滤波器有9.95G 10.71G两种 80C05 80C06为高带宽光测量模块 可以测量40G信号 80C07为多速率光测量模块 可以测
生误码并且通道代价满足指标要求 只要消光比大于ITU-T建议的最低值 多大都可以 交叉点比例反映信号的占空比大小 由于传输过程中 光信号的脉冲宽度将会展宽 导致接
收侧的交叉点相对于发送侧上移 为了有利于长距离传输 保证接收侧的交叉点比例在大约50 左 右 使得接收侧的灵敏度最佳 我们一般建议在发送侧把交叉点的位置稍微下移一些 一般发送侧
以下为不加STM-4滤波器的622M的眼图 可以看出眼图的眼线较细 特别是上升 下降沿 1 电平有点波纹 这是因为不加低通滤波器以后 信号的高频谐波没有被虑掉 各谐波分量叠 加起来成为有波纹的方波 我们看到即使 1 电平不平坦 其Q因子仍然达到21.7
2002-05-29
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以下2.5G的眼图就比较糟糕 眼图扭来扭去的 上升 下降都很缓 信号质量不好 Q因子只 有6.4 消光比也很低 只有6.6dB 其原因可能是驱动器 激光器本身问题 或者阻抗非常不匹 配
以下一个为2.5G眼图 可以明显看出眼图的上升沿有振铃 可能两个原因引起的 第一是信 号线上面阻抗不匹配 第二是直调激光器的张驰振荡引起的振铃
信 号 的 其 他 一 些 指 标 包 括 光 功 率 消 光 比 Q 因 子 信 噪 比 抖 动 等 等 CSA8000 为
WINDOWS界面 操作方便 支持鼠标 键盘 面板按键 触摸屏等操作方式 操作界面方便快
捷 可以方便地眼图的存储 拷贝 可以通过软盘拷贝或网络拷贝 CSA8000仪表包括主机以及测
量模块 目前我们已使用过的测量模块有如下几种
80C01-CR 光测量模块 输入光功率不能超过7dBm 即 5mW 建议输入光功率在
0dBm左右 带宽为20GHz 可以以时钟恢复方式 不需要外加触发时钟 测量622M 2.488G信
号 可以用时钟触发方式测量622M 2.488G 9.95G 10.66G 10.71G等信号 滤波器的可以选择
现在我们公司常用的测量眼图的仪器为CSA8000 我们主要以CSA8000来讨论
1 眼图与常用指标介绍
下图为一个10G光信号的眼图 左边是眼图的形状以及10G眼图的模板 右边一栏为这个光信 号的一些测量值 从上而下分别为消光比 ExdB 交叉点比例 Crs Q因子 QF 平均光 功率 AOP 上升时间 Rise 下降时间 Fall 峰 峰值抖动 PFJi 均方根值抖动
导致信号的过冲 下冲和多径 这个眼图还说明了另一个问题 眼图要能够套住模板只是眼图的最
基本的要求 而不是唯一的要求 我们看一下 这个眼图的边的离模板还是有一定的余量的
我们再来看看以下622M眼图 其问题在于噪声非常大 估计是信号的滤波没有处理好
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9.95G一种 80C03-CR
光测量模块 输入光功率不能超过7dBm 即 5mW
在测量过程中输出光
光模块输出的 可以直接输入给测量模块 带宽为2.3GHz 可以以时钟恢复方式 不需要外加
触发时钟 测 量1.063G 1.25G 2.488G 2.500G信 号 滤波器的可以选择1.063G 1.25G
RMSJ
消光比定义为眼图中 1 电平比 0 电平的值 在建议中根据不同的速率 传输距离又不 同的要求 对于我们直接外购的光模块要根据ITU-T G.957 G.691 的建议 以及厂家的器件资 料的测试 衡量器件是否符合要求 对于我们自己开发的光模块 除了满足建议要求之外 不同的 激光器的类型有不同的要求 一般的对于FP/DFB直调激光器要求 消光比不小于8.2dB EML电吸 收激光器消光比不小于10dB ITU-T中对于消光比没有规定一个最大值 但是这并不意味着消光比
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总的来说 速率越高 眼图质量将越差 这主要由两个方面引起 第一是抖动 速率越高 抖动越难控制 第二是噪声 由于测试过程一般都要加相应的低通滤波器 10G信号的低通滤波器 的带宽大约为8GHz 622M信号的低通滤波器的带宽大约为500MHz 从500MHz 8GHz这个频率 范围的噪声 被622M信号的滤波器滤掉了 却没有被10G信号的滤波器滤掉 所以从眼图看了 10G信号的噪声更大一下
量155M 622M 2.488G信号 这些模块我们暂时没有 基本工作原理与其他光测量模块类似 这 里不做更进一步的介绍
80E01 单通道电测量模块 用与测量电信号眼图 输入信号的幅度不能大于3Vp-p 建议 输入信号幅度为500mV左右 其为高带宽的电测量模块 带宽高达50G 只能用外触发方式测量 特别注意的是 其输入接头比普通SMA接头粗 需要专门的转接头才能使用
2.488G三种
80C04-CR 光测量模块 输入光功率不能超过7dBm 即 5mW 建议输入光功率在
0dBm左右 带宽可选择30GHz和20GHz两种 可以以时钟恢复方式 不需要外加触发时钟 测量
9.95G 10.66G信号 或者以外触发方式测试10.71G信号 滤波器有9.95G 10.66G两种
值 是 越 小 越 好 定 量 地 测 量 输 出 抖 动 还 是 要 专 门 的 测 试 抖 动 的 仪 表 如 Agilint 的 37718 ACTERNA 的ANT20-SE 在测量抖动的时候 仪表一般需要预热30分钟以上 才能保证测量值相 对准确
信噪比同样可以定性反映信号的质量好坏 做为一个比较参考 这个测量值是越大越好 一
如果眼图的都比较粗 全部 那么就是噪声引起的 一般来说是电源噪声 地回路不通畅 或者信号周围有大的干扰源引起的 解决问题也是要从这几方面着手
对于眼图 不能以一把尺子来衡量 速率越高 眼图质量越难保证 目标传输距离越远 要 求的眼图质量也好 同时有数据 时钟输入的光模块比只有数据输入的光模块的眼图质量会更好一
622M 2.488G 9.95G三种 80C02-CR 光测量模块 输入光功率不能超过7dBm 即 5mW
建议输入光功率在
0dBm左右 带宽可选择30GHz和20GHz两种 可以以时钟恢复方式 不需要外加触发时钟 测量 9.95G信号 一般只用于测量9.95G信号 或者以外触发方式测试10.66G 10.71G信号 滤波器只有
CSA8000可以近似测量平均光功率 如果需要准确地测量光功率 建议最好使用光功率计 信号的上升时间 下降时间反映了信号的上升 下降的快慢 一般指整个信号幅度的20 80 的变化的时间 一般要求其上升 下降时间不能大于信号的周期的40 如9.95G信号要求其 上升 下降时间不大于40ps 峰 峰值抖动和均方根值抖动 可以定性反映信号的抖动大小 做为比较参考 这两个测量
些 特别在抖动方面 EA调制方式的眼图比直接调制方式的眼图表现会好一些
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4 CSA8000简介与使用注意事项
部门内公开
4.1 CSA8000简 介
CSA8000为TEKTRONIX公司最新的通讯分析仪 主要侧重于信号的眼图测量 同时可以测量
如果眼图的 1 电平线比较粗 不平坦 上面 那么就是阻抗不匹配引起的 解决问题要 从保证从始端到终端阻抗匹配
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如果眼图的上升 下降沿比较粗 中间 那么就是抖动引起的 解决问题要从减小信号抖 动 如 提高输入时钟质量 合理设计锁相环 特别是低通滤波器部分着手
交叉点比例建议控制在40 45 Q因子综合反映眼 图的质量问题 Q因子越高越好 表明眼 图的质量越好 Q因子一般受噪
声 光功率 电信号是否从始端到终端阻抗匹配等因素影响 一般来说 眼图中 1 电平的这条 线越细 越平滑 Q 因子越高 在不加光衰减的情况下 发送侧光眼图的Q因子不应该小于12 越 高越好 接收测的Q因子不应该小于6 越高越好
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可以无限大 消光比太高了 将导致激光器的啁啾系数太大 导致通道代价超标 不利于长距传 输 一般建议实际消光比实际光接口类型 与速率 传输距离有关 的最低要求消光比大
0.5~1.5dB 这不是一个绝对的数值 之所以给出这么一个数值是害怕消光比太高了 传输以后信 号劣化太厉害 导致误码产生或通道代价超标 如果一个光模块传输传输其标称距离以后 没有产