Jitter_数字信号抖动的测试

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jitter抖动（相位噪声）的概念及其测量方法（EyeDiagram）

抖动的概念及其测量方法摘要：在数字通信系统，特别是同步系统中，随着系统时钟频率的不断提高，时间抖动成为影响通信质量的关键因素。

本文介绍了时间抖动（jitter）的概念及其分析方法。

关键字：时间抖动、jitter、相位噪声、测量一、引言随着通信系统中的时钟速率迈入GHz级，抖动这个在模拟设计中十分关键的因素，也开始在数字设计领域中日益得到人们的重视。

在高速系统中，时钟或振荡器波形的时序误差会限制一个数字I/O接口的最大速率。

不仅如此，它还会导致通信链路的误码率增大，甚至限制A/D转换器的动态范围。

有资料表明在3GHz 以上的系统中，时间抖动（jitter）会导致码间干扰（ISI），造成传输误码率上升。

在此趋势下，高速数字设备的设计师们也开始更多地关注时序因素。

本文向数字设计师们介绍了抖动的基本概念，分析了它对系统性能的影响，并给出了能够将相位抖动降至最低的常用电路技术。

二、时间抖动的概念在理想情况下，一个频率固定的完美的脉冲信号（以1MHz为例）的持续时间应该恰好是1us，每500ns有一个跳变沿。

但不幸的是，这种信号并不存在。

如图1所示，信号周期的长度总会有一定变化，从而导致下一个沿的到来时间不确定。

这种不确定就是抖动。

抖动是对信号时域变化的测量结果，它从本质上描述了信号周期距离其理想值偏离了多少。

在绝大多数文献和规范中，时间抖动（jitter）被定义为高速串行信号边沿到来时刻与理想时刻的偏差，所不同的是某些规范中将这种偏差中缓慢变化的成分称为时间游走（wander），而将变化较快的成分定义为时间抖（jitter）。

图1 时间抖动示意图1．时间抖动的分类抖动有两种主要类型：确定性抖动和随机性抖动。

确定性抖动是由可识别的干扰信号造成的，这种抖动通常幅度有限，具备特定的（而非随机的）产生原因，而且不能进行统计分析。

随机抖动是指由较难预测的因素导致的时序变化。

例如，能够影响半导体晶体材料迁移率的温度因素，就可能造成载子流的随机变化。

jitter指标

jitter指标摘要：1.介绍jitter 指标2.jitter 指标的计算方法3.jitter 指标的应用场景4.jitter 指标的优缺点正文：1.介绍jitter 指标jitter 指标，也被称为抖动指标，是通信领域中用来衡量数据包传输时延变化的一个重要参数。

在数字信号传输过程中，由于各种原因，数据包的传输时延会出现波动，这种时延的变化就是所谓的jitter。

jitter 指标就是用来描述这种时延变化的程度的。

2.jitter 指标的计算方法jitter 指标的计算方法通常有两种：一种是基于单个数据包的传输时延的计算，另一种是基于多个数据包的平均传输时延的计算。

对于基于单个数据包的传输时延的计算，jitter 指标可以通过公式：jitter = max(t) - min(t) 来计算，其中max(t) 表示数据包传输的最大时延，min(t) 表示数据包传输的最小时延。

对于基于多个数据包的平均传输时延的计算，jitter 指标可以通过公式：jitter = (Σ(t_i - Σ(t_i)) / N) 来计算，其中t_i 表示每个数据包的传输时延，N 表示数据包的数量。

3.jitter 指标的应用场景jitter 指标在通信领域中有广泛的应用，主要用于以下三个场景：（1）网络性能监测：通过监测jitter 指标，可以了解网络的传输质量，及时发现网络中的问题，从而提高网络的性能。

（2）网络设备性能评估：通过比较不同网络设备的jitter 指标，可以评估网络设备的性能，为网络设备的选型和优化提供依据。

（3）网络故障诊断：当网络出现故障时，通过分析jitter 指标的变化，可以定位故障的原因，从而快速进行故障的诊断和修复。

4.jitter 指标的优缺点jitter 指标在通信领域中有重要的应用价值，但也存在一些优缺点：优点：（1）能够反映数据包传输时延的变化情况，可以直观地描述网络的传输质量。

（2）计算方法简单，易于实现，可以在实时监测网络性能。

jitter抖动

抖动（Jitter）的详细分析介绍:这篇文章的焦点是使用户基本的理解什么是jitter以及jitter的发生是由什么引起的，引用的子标题1到7是来自于MJS文档的定义。

请参考Fibre Channel（光纤信道）MJS文档（T11.2/Project 1230/Rev 10 位于ftp:/t11/member/fc/jitter_meth/99-151v2.pdf ）以获得更详细的信息。

Jitter定义:“Jitter是来自与一个事件的理想时间的偏差，参考事件是电子事件的微分零点交叉口（differential zero crossing）和光学系统的标称接收门限功率电平。

Jitter是由确定性内容和高斯（随机）内容组成的。

”下面部分解释了每一个成分以及它们来自于哪里。

图1：jitter定义确定性Jitter（DJ）定义“确定性Jitter是具有一个非高斯概率密度函数的Jitter，确定性jitter总是在幅度上跳跃的并在特定的原因下发生，四种确定性jitter被定义：占空比失真jitter、数据从属jitter、正弦jitter和不相关（对数据）跳跃jitter，DJ的特性由它的跳跃和峰峰值决定。

DJ的形式有几种，时钟信号是典型的易受占空比失真（DCD）和周期Jitter（PJ）的影响的，数据信号也容易受DCD和PJ的影响，还易受符号间干扰（ISI）和数据从属Jitter（DDJ）的影响。

不管采样尺寸如何改变，只要充足的数据点被采集以完成每个周期元素的至少一个完全的周期，那么DJ的总量将保持不变。

图2：串扰例子DJ来自于哪里?DJ是典型的由串扰、EMI、同步开关输出（SSO）、设备功能从属和其它有规律发生的干扰信号引起的，当一根受影响的线（一个电路板上的一根走线或一个电缆中的2根邻近的线）被一根驱动线上产生的磁场影响时，串扰发生。

（图2）受影响的导体的感应系数的增加将使感应磁场转换为感应电流，感应电流的累加（正极或负极）将使被影响的线的电流逐渐增加或电压逐渐减小，电压的逐渐减小将在被影响的线上引起jitter。

Jitter 测试解决方案-WQY

缺点
– 容易受示波器触发抖动的影响
– 没有进一步的分析能力
34 2006-12-28
WangQingYu,Tektronix China
新的抖动测量与分析工具
TDSJIT3 v2
35 2006-12-28
WangQingYu,Tektronix China
直方图统计分析
水平轴显示时间，垂直轴为积累的测量次数
内的概率 8 pdf曲线下的面积 = 1
累积分布函数Cumulative Distribution Function (cdf)
8 描述一随机变数的值小于某一给出的值的
cdf
概率
8 cdf曲线是pdf曲线的积分
26 2006-12-28
WangQingYu,Tektronix China
抖动 ABC – 眼睛睁开度 vs 误码率
TIE等
并行总线以及其他所有的源同步数据总线中数据与时钟相关的抖动： setup-hold time jitter等高速串行数据的抖动：TIE（time interval error）等
4 2006-12-28
WangQingYu,Tektronix China
抖动的测量
我们可以从如下的两个角度考虑抖动
8 TIE vs. time 时间间距误差随时间的变化是重复的，周期性波形 8 效果等同于频率调制FM 8 可能的抖动源– 电源的EMI干扰与扩频时钟SSC的调制信号
Peak-to-Peak
Sinusoidal
20 2006-12-28
WangQingYu,Tektronix China
抖动 ABC – 占空比失真DCD
不一样的电平
DDJ
22 2006-12-28

cycle to cycle jitter测量方法

cycle to cycle jitter测量方法
Cycle to Cycle Jitter（周期到周期抖动）的测量方法主要包括以下步骤：
1. 选取合适的测量设备：常用的测量设备包括示波器和时钟分析仪。

示波器对于快速测量循环到循环晃动非常有用，因为它可以直接测量时钟信号的时间变化。

时钟分析仪则可以提供更精确的测量结果，并且具有更多的分析功能。

2. 连接时钟信号源到测量设备：这可以通过使用同轴电缆或专用的BNC线缆来实现。

确保连接稳定，并尽量避免外部干扰。

3. 开始测量循环到循环晃动：测量周期到周期抖动需要指定一定的周期数才能确定抖动的峰值。

JEDEC中要求最少采样1000个周期。

以上步骤仅供参考，如需了解更多信息，建议咨询专业技术人员或查阅专业书籍。

Jitter_数字信号抖动的测试

f 右上方显示光标值
f 此图是频谱图，从图上
可以很容易的分析出抖动的频率分布情况，从而帮助找到抖动的根源，去除抖动，指导电路调试。
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浴盆曲线分析
f 水平轴显示 BER Eye
Opening，垂直轴为累积的bit数
f 此图显示误码率及累积
次数的曲线图，从图上可以很容易的分析出 BER必须使用很长存储深度捕获数据，才能发现数据的变化规律
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周期趋势统计分析
f 水平轴显示每一个测量
点，垂直轴为测量的数值
f 右上方显示光标值
f 此图可呈现每一个周期
的抖动偏移量，从而了解此时钟信号的周期趋势
30
抖动滤波（Jitter3 V2新功能）
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滤波器模型
可以根据需要设置滤波器模型的参数，对时间趋势图或周期趋势图进行低通滤波，带通滤波，高通滤波分析不同频段的抖动趋势。
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抖动滤波应用：用5MHz的截止频率进行低通滤波
33
抖动滤波应用：用35K的截止频率进行低通滤波
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抖动频谱统计分析-追溯抖动根源
f 水平轴显示抖动频率，
垂直轴为每一个频率点抖动幅度
直方图(Histogram)统计分析时间趋势(Time Trend)统计分析周期趋势(Cycle Trend)统计分析抖动频谱(Spectrum)统计分析浴盆曲线(BathTub)统计分析
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测量参数
f TDS7000系列示波器配合
TDSJit3应用软件
f 测量参数包括: – 时钟(10项) – 数据(4项) – 时钟－数据(3项) – 通用(8项) 共 4类25项参数 f 一次可同时测量任意6项参
15

抖动测量的几种方法

抖动测量的几种方法测试抖动常用在测试数据通信IC或测试电信网络中。

抖动是应该呈现的数字信号沿与实际存在沿之间的差。

时钟抖动可导致电和光数据流中的偏差位，引起误码。

测量时钟抖动和数据信号就可揭示误码源。

测量和分析抖动可借助三种仪器：误码率(BER)测试仪，抖动分析仪和示波器(数字示波器和取样示波器)。

选用哪种仪器取决于应用，即电或光、数据通信以及位率。

因为抖动是误码的主要原因，所以，首先需要测量的是BER。

若网络、网络元件、子系统或IC的BER超过可接受的限制，则必须找到误差源。

大多数工程技术人员希望用仪器组合来跟踪抖动问题，先用BER测试仪、然后用抖动分析仪或示波器来隔离误差源。

BER测试仪制造商需要测量其产品的BER，以保证产品符合电信标准。

当需要表征数据通信元件和系统时，BER测试对于测试高速串行数据通信设备也是主要的。

BER测试仪发送一个称之为伪随机位序列(PRBS)的预定义数据流到被测系统或器件。

然后，取样接收数据流中的每一位，并对照所希望的PRBS图形检查输入位。

因此，BER测试仪可以进行严格的BER 测量，有些是抖动分析仪或示波器不可能做到的。

尽管BER测试仪可进行精确的BER测量，但是，对于10-12BER(每1012位为1位误差)精度的网络或器件测试需数小时。

为了把测试时间从数小时缩短为几分钟，BER测试仪采用“BERT sCAN”技术，此技术用统计技术来预测BER。

可以编程BER测试仪在位时间(称之为“单位间隔”或“UI”)的任何点取样输入位。

“澡盆”曲线表示BER是取样位置的函数。

若BER测试仪检测位周期(0.5UI)中心的位，则抖动引起位误差的概率是小的。

若BER测试仪检测位于靠近眼相交点上的位，则将增大获得抖动引起位误差的似然性。

抖动分析仪BER测试仪不能提供有关抖动持性或抖动源的足够信息。

抖动分析仪(往往称之为定时时间分析仪或信号完整性分析仪)可以测量任何时钟信号的抖动，并提供故障诊断抖动的信息。

抖动产生及测试

抖动产生及测试一、信号完整性测试手段抖动测试、波形测试、眼图测试，是三种常用的信号完整性测试。

1.抖动测试：抖动测试现在越来越受到重视，因为专用的抖动测试仪器，比如TIA(时间间隔分析仪)、SIA3000，价格非常昂贵，使用得比较少。

使用得最多是示波器加上软件处理，如TEK 的TDSJIT3 软件。

通过软件处理，分离出各个分量，比如RJ 和DJ，以及DJ 中的各个分量。

对于这种测试，选择的示波器，长存储和高速采样是必要条件，比如2M 以上的存储器，20GSa/s 的采样速率。

不过目前抖动测试，各个公司的解决方案得到结果还有相当差异，还没有哪个是权威或者行业标准。

2.波形测试首先是要求主机和探头一起组成的带宽要足够。

基本上测试系统的带宽是测试信号带宽的3 倍以上就可以了。

实际使用中，有一些工程师随便找一些探头就去测试，甚至是A 公司的探头插到B 公司的示波器去，这种测试很难得到准确的结果。

波形测试是信号完整性测试中最常用的手段，一般是使用示波器进行，主要测试波形幅度、边沿和毛刺等，通过测试波形的参数，可以看出幅度、边沿时间等是否满足器件接口电平的要求，有没有存在信号毛刺等。

由于示波器是极为通用的仪器，几乎所有的硬件工程师都会使用，但并不表示大家都使用得好。

波形测试也要遵循一些要求，才能够得到准确的信号。

其次要注重细节。

比如测试点通常选择放在接收器件的管脚，如果条件限制放不到上面去的，比如BGA封装的器件，可以放到最靠近管脚的PCB 走线上或者过孔上面。

距离接收器件管脚过远，因为信号反射，可能会导致测试结果和实际信号差异比较大;探头的地线尽量选择短地线等。

最后，需要注意一下匹配。

这个主要是针对使用同轴电缆去测试的情况，同轴直接接到示波器上去，负载通常是50 欧姆，并且是直流耦合，而对于某些电路，需要直流偏置，直接将测试系统接入时会影响电路工作状态，从而测试不到正常的波形。

3.眼图测试眼图测试是常用的测试手段，特别是对于有规范要求的接口，比如E1/T1、USB、10/100BASE-T，还有光接口等。

时间抖动（jitter）的概念及其分析方法

时间抖动(jitte‎r)的概念及其‎分析方法随着通信系‎统中的时钟‎速率迈入G‎H z级，抖动这个在‎模拟设计中‎十分关键的‎因素，也开始在数‎字设计领域‎中日益得到‎人们的重视‎。

在高速系统‎中，时钟或振荡‎器波形的时‎序误差会限‎制一个数字‎I/O接口的最‎大速率。

不仅如此，它还会导致‎通信链路的‎误码率增大‎，甚至限制A‎/D转换器的‎动态范围。

有资料表明‎在3GH z‎以上的系统‎中，时间抖动（jitte‎r）会导致码间‎干扰（ISI），造成传输误‎码率上升。

在此趋势下‎，高速数字设‎备的设计师‎们也开始更‎多地关注时‎序因素。

本文向数字‎设计师们介‎绍了抖动的‎基本概念，分析了它对‎系统性能的‎影响，并给出了能‎够将相位抖‎动降至最低‎的常用电路‎技术。

本文介绍了‎时间抖动（jitte‎r）的概念及其‎分析方法。

在数字通信‎系统，特别是同步‎系统中，随着系统时‎钟频率的不‎断提高，时间抖动成‎为影响通信‎质量的关键‎因素。

关键字：时间抖动、jitte‎r、相位噪声、测量时间抖动的‎概念在理想情况‎下，一个频率固‎定的完美的‎脉冲信号（以1MHz‎为例）的持续时间‎应该恰好是‎1us，每500n‎s 有一个跳‎变沿。

但不幸的是‎，这种信号并‎不存在。

如图1所示‎，信号周期的‎长度总会有‎一定变化，从而导致下‎一个沿的到‎来时间不确‎定。

这种不确定‎就是抖动。

抖动是对信‎号时域变化‎的测量结果‎，它从本质上‎描述了信号‎周期距离其‎理想值偏离‎了多少。

在绝大多数‎文献和规范‎中，时间抖动（jitte‎r）被定义为高‎速串行信号‎边沿到来时‎刻与理想时‎刻的偏差，所不同的是‎某些规范中‎将这种偏差‎中缓慢变化‎的成分称为‎时间游走（wande‎r），而将变化较‎快的成分定‎义为时间抖‎动（jitte‎r）。

图1 时间抖动示‎意图1．时间抖动的‎分类抖动有两种‎主要类型：确定性抖动‎和随机性抖‎动。

抖动测试原理

Slide 5
抖动和漂移的定义
(a) Reference signal
(b) Measured signal
Jitter amplitude (UIpp)
(c) Measured signal Phase 1
(d) Measured signal Phase 2 Tm = (e) Measured signal Phase 3 1 fm
基于2048 kbit/s 系列的数字网络中的抖动和漂移的控制基于1544 kbit/s 系列的数字网络中的抖动和漂移的控制基于SDH系列的数字网络中的抖动和漂移的控制基于光纤上SDH的数字线路系统
SDH设备功能块的特性
SG15
G.958 G.783
Slide 11
Slide 7
抖动和漂移的定义
1 UI 1 UI 1 UI
(a) RZ (Return to Zero)
"1" 1 UI "0" 1 UI "1"
1 UI
(b) NRZ (Non Return to Zero)
"1" "0" "1"
1 UI
1 UI
1 UI
(c) Bipolar Code
1 UI
1 UI
Slide 10
ITU-T 主要抖动和漂移标准
SG No. Rec. No SG4 O.171 O.172 SG13 G.811 G.812 G.813 G.823 G.824 G.825 建议名称 PDH抖动和漂移测量设备 SDH抖动和漂移测量设备基群参考时钟的定时要求从时钟的定时要求
SDH设备从时钟的定时特性

jitter指标

jitter指标摘要：一、什么是Jitter指标二、Jitter指标的重要性三、Jitter指标的测量方法四、降低Jitter指标的策略五、Jitter指标在实际应用中的作用正文：Jitter指标是衡量数据传输过程中时延变化的一个参数，它反映了网络传输的稳定性和质量。

在计算机网络、通信领域以及实时应用系统中，Jitter指标具有重要的意义。

本文将详细介绍Jitter指标的概念、重要性、测量方法以及降低Jitter的策略。

一、什么是Jitter指标Jitter（抖动）是指数据包在传输过程中到达时间的不稳定性。

当数据包的传输时延发生变化时，会引起Jitter。

Jitter指标通常用数据包的传输延迟波动程度来表示，单位为毫秒（ms）。

二、Jitter指标的重要性1.实时性应用：在实时性要求较高的应用场景中，如语音通信、视频流传输等，Jitter会影响数据的正确传输和接收，进而导致通话中断、视频卡顿等问题。

2.网络性能：Jitter指标直接影响着网络的性能和稳定性。

高Jitter会导致网络吞吐量下降、服务质量降低，甚至可能引发网络拥塞。

3.系统可靠性：Jitter指标对系统的可靠性也有很大影响。

长时间处于高Jitter状态的网络，容易出现数据包丢失、传输失败等问题，从而导致系统不可靠。

三、Jitter指标的测量方法1.基于历史数据：通过收集和分析历史数据，计算数据包到达时间的波动程度。

2.实时监测：利用网络监测工具，实时收集数据包的传输延迟，并计算Jitter指标。

3.仿真实验：通过构建网络仿真环境，模拟实际数据传输过程，评估Jitter 指标。

四、降低Jitter指标的策略1.优化网络拓扑：合理规划网络结构，减少数据包传输过程中的路由跳数，降低时延。

2.提高带宽：增加网络带宽，提高数据传输速度，降低Jitter。

3.优化传输协议：改进传输协议的设计，提高传输效率，减少数据包在网络中的等待时间。

4.引入缓存机制：在数据传输过程中，引入缓存机制，对数据包进行缓存和调度，降低Jitter。

时间抖动(jitter)的概念及其分析方法

时间抖动(jitter)的概念及其分析方法随着通信系统中的时钟速率迈入GHz级，抖动这个在模拟设计中十分关键的因素，也开始在数字设计领域中日益得到人们的重视。

在高速系统中，时钟或振荡器波形的时序误差会限制一个数字I/O接口的最大速率。

不仅如此，它还会导致通信链路的误码率增大，甚至限制A/D转换器的动态范围。

有资料表明在3G Hz以上的系统中，时间抖动（jitter）会导致码间干扰（ISI），造成传输误码率上升。

在此趋势下，高速数字设备的设计师们也开始更多地关注时序因素。

本文向数字设计师们介绍了抖动的基本概念，分析了它对系统性能的影响，并给出了能够将相位抖动降至最低的常用电路技术。

本文介绍了时间抖动（jitter）的概念及其分析方法。

在数字通信系统，特别是同步系统中，随着系统时钟频率的不断提高，时间抖动成为影响通信质量的关键因素。

关键字：时间抖动、jitter、相位噪声、测量时间抖动的概念在理想情况下，一个频率固定的完美的脉冲信号（以1MHz为例）的持续时间应该恰好是1us，每500n s有一个跳变沿。

但不幸的是，这种信号并不存在。

如图1所示，信号周期的长度总会有一定变化，从而导致下一个沿的到来时间不确定。

这种不确定就是抖动。

抖动是对信号时域变化的测量结果，它从本质上描述了信号周期距离其理想值偏离了多少。

在绝大多数文献和规范中，时间抖动（jitter）被定义为高速串行信号边沿到来时刻与理想时刻的偏差，所不同的是某些规范中将这种偏差中缓慢变化的成分称为时间游走（wander），而将变化较快的成分定义为时间抖动（jitter）。

图1 时间抖动示意图1．时间抖动的分类抖动有两种主要类型：确定性抖动和随机性抖动。

确定性抖动是由可识别的干扰信号造成的，这种抖动通常幅度有限，具备特定的（而非随机的）产生原因，而且不能进行统计分析。

随机抖动是指由较难预测的因素导致的时序变化。

例如，能够影响半导体晶体材料迁移率的温度因素，就可能造成载子流的随机变化。

抖动测试原理

(f) Measured signal Phase 4
图1-3
Slide 6
抖动和漂移的定义
抖动的单位
抖动是数字信号的相位变化, 抖动的幅度可以评价传输系统的质量。所有的传输编码需要一个共同的单位。抖动幅度的单位就是Unit Interval (UI，单位间隔) ，一个UI 被定义为一个比特时钟的周期(见图1-4)。实际有两种单位: UIp-p (相位变化宽度的峰峰值）和UIrms (相位变化宽度的有效值)。因为这两种单位是与比特率无关的标准参数，抖动的幅度在不同的比特率信号之间也可以比较 (见图1-5).
1 UI
(d) CLOCK
图 1-4
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抖动和漂移的定义
1 UI
STM-64 9953.28 Mbit/s
"1"
"0"
"1"
"1"
"1"
"0"
"1"
"0"
"1"
"0"
"0"
"0"
1 UI
STM-16 2488.32 Mbit/s
"1"
"0"
"1"
100 ps
图 1-5
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主要标准化组织(传输系统)

ITU-T (International Telecommunication Union Telecommunication Sector)国际电联-电信
ETSI (European Telecommunications Standards Institute):

信号完整性分析基础系列之十——理解串行数据测试中的总体抖动算法

在高速串行数据的测试中，抖动的测试非常重要。

在串行数据的抖动测试中，抖动定义为信号的边沿与其参考时钟之间的偏差。

对于抖动测量值的量化，通常有抖动的峰峰值和有效值这两个参数。

不过，抖动的峰峰值随着测量时间的增加，测量值不断变大，不能将抖动值与误码率直接联系起来，所以对于抖动测试，抖动的峰峰值并不是一个理想的指标来很衡量器件和系统的性能。

总体抖动（Total Jitter，简称Tj）为某误码率（Bit Error Ratio，简称BER）下抖动的峰峰值，在很多串行数据的规范中通常需要测量误码率为10e-12的Tj，简写为Tj@BER=10e-12。

对于BER小于10e-8的Tj的测量，通常只有误码率测试仪BERT可以直接测量到。

对于示波器，假设该高速信号为2.5Gbps的PCIe，单个bit的时长为Unit interval = 400ps，假设示波器采样率为20G采样率，则1个bit上包括了400ps/50ps = 8个采样点，一次分析1M个bit需要8M的存储深度，如果要测量10个比特的抖动，需要让示波器在8M的存储深度下扫描100次，由于示波器在8Mpts时计算抖动已经很耗时，重复100次的测试时间会非常长。

所以示波器测量小于10e-12的误码率时的总体抖动必须通过某些算法来估算Tj。

图1：TIE抖动图示与抖动概率密度函数（PDF）基于示波器求解抖动的算法通常在三个领域观察和分析，即时域、频域、统计域。

比如TIE track即为TIE抖动在时域的函数；在频域分析抖动的频谱，可以计算周期性抖动Pj和随机抖动Rj；TIE直方图、Tj的概率密度函数（Probability Density Function，简称PDF）是在统计域来分析抖动。

对于总体抖动的计算，通常从统计域分析，即分析抖动的直方图、概率密度函数PDF和累计分布函数（Cumulative Distribution Function，简称CDF）。

数字系统的信号完整性测试抖动成分及其产生原因分析

抖动成分及其产生原因分析抖动是数字系统的信号完整性测试的核心内容之一，是时钟和串行信号的最重要测量参数（注：并行总线的最重要测量参数是建立时间和保持时间）。

一般这样定义抖动：“信号的某特定时刻相对于其理想时间位置上的短期偏离为抖动”（参考：Bell Communications Research,Inc(Bellcore),"Synchrous Optical Network(SONET) Transport Systems:Common Generic Criteria,TR-253-CORE",Issue 2, Rev No.1, December 1997".如图1所示。

其中快过10HZ的偏离定义为抖动（Jitter)，漫过10Hz的偏离定义为漂移（Wander)。

图1. 时钟和数据抖动的定义抖动和相位噪声和频率噪声有什么关系呢？图2.抖动和相位噪声和频率噪声的关系随着信号速率的不断提高和对精度的越来越高要求，需要进行抖动成分的分离以更深入表征抖动特征和查找问题根源。

一般按图3进行抖动成分的分离。

图3.抖动成分分离图Total Jitter(TJ)：总体抖动；Random Jitter(RJ):随机抖动；Deterministic Jitter(DJ):确定性抖动；Data Dependent Jitter(DDJ)：数据相关抖动；Periodic Jitter(PJ):周期性抖动；Inter-symbol Interference(ISI):码间干扰Duty Cycle Distortion(DCD)：占空比失真；Sub Rate Jitter(SRJ):子速率抖动。

下面分别讨论每种抖动成分的特征和产生原因。

1、随机抖动RJ随机抖动是不能预测的定时噪声，因为它没有可以识别的模式。

典型的随机噪声实例是在无线电接收机调谐到没有活动的载频时听到的声音。

尽管在理论上随机过程具有任意概率分布，但我们假设随机抖动呈现高斯分布，以建立抖动模型。

信号抖动的种类与测量

信号抖动的种类与测量ITU-T G.701标准对抖动的定义为：“抖动是指数字信号在短期内重要的瞬时变化相对于理想位置发生的偏移”。

还有一个跟抖动很类似的概念，即漂移。

一般情况下，抖动是指发生得比较快的定时偏差，而漂移是指发生的比较慢得定时偏差。

ITU把漂移和抖动之间的门限定义为10Hz，偏移频率大于10Hz的叫抖动，小于10Hz的叫做漂移。

抖动可以分为随机性抖动(RJ)和确定性抖动(DJ)，而确定性抖动又可以分为周期性抖动(PJ)、数据相关抖动(DDJ)和占空比抖动(DCD)三种，如下图所示：缩略语：TJ：Total Jitter 总抖动DJ：Deterministic Jitter 确定性抖动RJ：Random Jitter 随机抖动PJ：Periodic Jitter 周期性抖动DDJ：Data Dependent Jitter 数据相关抖动DCD：Duty Cycle Distortion 工作周期抖动TIE：Time Interval Error 时间区间误差RMS：Root Mean Square 均方根ISI：Inter Symbol Interference 码间干扰1.随机抖动(RJ)随机抖动产生的原因很复杂，很难消除。

器件的内部热噪声，晶体的随机振动，宇宙射线等都可能引起随机抖动。

随机抖动满足高斯分布，在理论上是无边界的，只要测试的时间足够长，随机抖动也是无限大的。

高斯分布概率密度函数图形如下图所示。

所以随机抖动的锋-锋值必须伴同误码率BER表示出来，RJRMS＝概率密度函数(pdf)的标准偏差:σ，随机抖动的锋-锋值RJpk-pk=N*σ,按不同的BER，N不同，如下图所示：2.确定性抖动(DJ)确定性抖动不是高斯分布，通常是有边际的，它是可重复可预测的。

信号的反射、串扰、开关噪声、电源干扰、EMI等都会产生DJ。

DJ的概率密度函数图形如下图所示:1).周期性抖动(PJ)以周期方式重复的抖动称为周期性抖动，由于可以将周期波形分解为与谐波相关的正弦曲线的傅立叶级数，因此，这类抖动有时也称为正弦抖动。

网络抖动（jitter）的计算

⽹络抖动（jitter）的计算⽹络抖动(jitter)的计算2009-08-30 13:50嗯，最近在做⼀些很古⽼的Congestion Control的⼯作，⽤UDP设计⼀套仿照TCP AIMD的机制，最重要的⼏点就在于：1. 如何判断拥塞发⽣2. ⽤什么样的策略来调整窗⼝（对UDP来说是sending rate）对于1来说，使⽤两个threshold，⼀个就是jitter，另⼀个收到两个feedback之间的时间差。

这⾥转载两篇节选的关于jitter计算的⽂章。

⼀篇英⽂，是Stanford⼀个research center在1998年做的⼀些实验，叹⼀句，⼈家做的果然是很早啊。

Website:, see also ,The short term variability or "jitter" of the response time is very important for real-time applications such as telephony. Web browsing and mail are fairly resistent to jitter, but any kind of streaming media (voice, video, music) is quite suceptible to jitter. Jitter is asymptom that there is congestion, or not enough bandwidt to handle the traffic. The jitter specifies the length of the VoIP to prevent over- or under-flow. An objective could be to specify that say 95% of packet delay variations should be within the interval [-30msec, +30msec].The ITU has a . This requires injecting packets at regular intervals into the network and measuring the variability in the arrival time.The IETF has (see also and ).We measure the instantaneous variability or "jitter" in two ways.1. Let the i-th measurement of the round trip time (RTT) be R i, then we take the "jitter" as being the Inter Quartile Range (IQR) ofthe frequency distribution of R. See the for an example of such a distribution.2. In the second method we extend the IETF draft on , which is a one-way metric, to two-way pings. We take the IQR of thefrequency distribution of dR, where dR i=R i-R i-1. Note that when calculating dR the packets do not have to be adjacent. Seethe for an example of such a distribution.Both of the above distributions can be seen to be non-Gaussian which is why we use the IQR instead of the standard deviation as the measure of "jitter".By viewing the it can be seen that the two methods of calculating jitter track one another well (the first method is labelled IQR and the second labelled IPD in the figure). They vary by two orders of magntitude over the day. The jitter between SLAC & FNAL is much lower than between SLAC and DESY or CERN. It is also noteworthy that CERN has greater jitter during the European daytime while DESY has greater jitter during the U.S. daytime.We have also obtained a measure of the jitter by taking the absolute value dR, i.e. |dR|. This is sometimes referred to as the "moving range method" (see Statistical Design and Analysis of Experiments, Robert L. Mason, Richard F. Guest and James L. Hess. John Wiley & Sons, 1989). It is also used in as the definition of jitter ( has another definition of jitter for real time use and calculation) See the for an example. In this figure, the magenta line is the cumulative total, the blue line is an exponentail fit to the data, and the green line is a power series fit to the data. Note that all 3 of the charts in this section on jitter are representations of identical data.这个包含很多IETF（）起草的RFC draft的定义，属于⽐较详细的了，其实我还没见着更详细的。

高速数字信号的眼图和抖动测量技术(基于Keysight示波器测量)

Separate Jitter into constituent components
Data-Correlated
Total Jitter (TJ)
Data-Uncorrelated
Deterministic Jitter (DJ) Periodic Jitter (PJ) Sub Rate Jitter (SRJ)
•
Inter-symbol interference (ISI) Duty cycle distortion (DCD)
Display Views RJ/PJ histogram TJ histogram DDJ histogram Composite histogram (TJ, DDJ, RJ/PJ) Jitter spectrum (zoomable) DDJ vs. bit (for repeating patterns) Bathtub curve (eye-opening vs. BER) 。。。
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抖动的常见术语
周期抖动(Period Jitter)
• 信号周期的差异
周期-周期抖动(Cycle-to-Cycle Jitter)
• 相邻周期之间的变化
时间间隔误差(Time Interval Error)
• 相对于理想时钟的时间差异
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• 眼图形成方法1：
Data
使用同步时钟触发形成眼图（如左图）
Clock
• 眼图形成方法2：仪器从信号中恢复时钟，按时钟边沿累积显示，形成眼图（如下图）
从信号中恢复的时钟
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分析波形和分析眼图的区别

网络测量中的时延抖动和丢包延迟测量方法解析(七)

网络测量中的时延抖动和丢包延迟测量方法解析在现代社会中，网络已成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。

为了保证网络连接的稳定和快速，网络测量是一项重要的技术活动。

其中，时延抖动和丢包延迟是评估网络质量和性能的关键指标。

本文将解析网络测量中的时延抖动和丢包延迟的常用测量方法。

一、时延抖动测量方法时延抖动（jitter）是指网络数据在传输过程中出现的不一致的延迟变化。

时延抖动对于实时应用如语音通话和视频会议非常重要，因为它反映了数据包到达目的地的可靠性和稳定性。

1. 技术实时测量技术实时测量方法是一种直接测量数据包到达时间的方法。

它通过记录每个数据包的到达时间，并计算相邻数据包之间的时间差来衡量时延抖动。

然而，该方法需要在收发端都运行测量程序，对于大规模网络来说很难实施。

2. 时序迹线分析时序迹线分析是一种间接测量时延抖动的方法。

它通过绘制每个数据包到达时间的序列图来分析时延抖动的特征。

通常，时序迹线分析可以从抖动图中看出周期性、临时峰值和持续性的抖动现象，帮助定位网络故障。

二、丢包延迟测量方法丢包延迟（packet loss delay）是指在数据包传输过程中丢失的数据包数量和丢失后的延迟时间。

对于网络性能的评估和问题排查，丢包延迟的测量非常重要。

1. Ping测量Ping测量是一种广泛应用的简单丢包延迟测量方法。

它通过向目的主机发送网络控制消息，并计算从发送到接收所需的时间来测量延迟。

如果Ping请求超时或失败，则可以推断出存在丢包延迟。

2. TraceRoute测量TraceRoute测量是一种通过跟踪数据包在网络中的路由路径来测量丢包延迟的方法。

它通过发送一系列的数据包，逐步增加每个数据包的time-to-live（TTL）值，以便在传输过程中找到路径上的每个路由器。

如果某个数据包在传输过程中丢失，则可以推断出存在丢包延迟。

三、其他常用测量方法除了时延抖动和丢包延迟的测量方法外，还有一些其他常用的网络测量方法。