是否為復(fù)雜調(diào)制信號提供新的質(zhì)量參數(shù)?在傳統(tǒng)的 OOK 中，我們僅使用一維將信息編入載波信號，由光振幅表示。進行復(fù)雜調(diào)制時，我們通常會在幅度上方添加另一個維 — 光相位。正交相移鍵控 (QPSK) 調(diào)制機制屬于特例，信息僅在載波信號的相位中進行編碼，但是信號仍能在二維圖中顯示。(由于雙線偏振更像是額外的傳輸通道，而非第三個調(diào)制參數(shù)，所以不必將其看作是第三維。) 二維編碼已經(jīng)對前面問題的答案作了暗示:“是否為復(fù)雜調(diào)制信號提供新的質(zhì)量參數(shù)?”

在下一步分析之前，我們首先要了解 OOK 信號的指定和分析方法，以及將這種方法應(yīng)用到復(fù)雜調(diào)制信號的制約因素。

圖 1 顯示了從開關(guān)鍵控信號的眼圖中導(dǎo)出的典型參數(shù)。在大多數(shù)情況下，通過信號“1”和“0”幅度分段的噪聲分布可以推導(dǎo)出比特誤碼率(BER) 的估算值。假定高斯噪聲分布，可在統(tǒng)計規(guī)律的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出 Q 因數(shù)，并與 BER 預(yù)期值直接有關(guān)。此外，模板命中率通常被視為一個描述信號或系統(tǒng)質(zhì)量的參數(shù)。性能標準規(guī)定了模板命中率的限制范圍。該模板已在標準中定義，測量接收機特性的相關(guān)影響因素也合乎標準，例如在測試儀器的輸入端使用具有定義帶寬的 Bessel-Thomson 濾波器。

通過了解復(fù)雜調(diào)制信號的眼圖細節(jié)，我們就能立即看出這些測試概念不完全具有可比性。我們首先使用 100 Gb/s 傳輸系統(tǒng)中的 QPSK 信號。圖 2 顯示了 QPSK 信號的眼圖。眼圖是信號在實軸或正交軸上的投影，因而復(fù)雜信號擁有兩個眼圖。

在星座圖中我們可以看到，I 眼圖出現(xiàn)一個從低到高的過渡，但我們無法區(qū)分它是從“01”過渡到“11”、從“01”到“10”、從“00”到“11”，還是從“00”過渡到“10”。Q 眼圖中同樣存在這種模糊性，導(dǎo)致用戶對于眼圖能否幫助表征復(fù)雜調(diào)制信號產(chǎn)生了懷疑。I (同相或?qū)嵅?

對于 OOK，一般通過逐步更改判定電平并計算每次更改后的 Q 因數(shù)或 BER，從而得出**判定電平。最低 BER 意味著**判定電平。因為相干接收機是在不同時間對星座圖的最近符號進行二維搜索，而不是基于幅度閾值來確定判定電平，所以眼圖在信號質(zhì)量測量中的作用便被削弱。

另一個難題 — 區(qū)分 I 和 Q 眼圖投影 — 要求提供測試分配的清晰文檔。

最后，圖 3 顯示了特定 16-QAM 星座圖的結(jié)果 (參考 1)。QAM 信號在星座圖中的點呈現(xiàn)非矩形分布，從而增強了抵抗光纖鏈路失真的堅韌性。通過查看信號的投影軸，可立即找出可能失敗的 (基于眼圖分析的) 信號質(zhì)量測量。

總而言之，我們在應(yīng)用 OOK 中的測試理念時必須要考慮幾點限制因素。這是因為:

– 與開關(guān)鍵控相比, 復(fù)雜信號具有額外的調(diào)制維度

– 在 I 軸和 Q 軸投影上存在眼圖模糊度

– QAM 信號的電平增加會導(dǎo)致測量結(jié)果與眼圖測量參數(shù)之間的關(guān)系變得非常棘手

只有一個調(diào)制參數(shù)的 QPSK 屬于特例，市場上還有幾種測量方法可將開關(guān)鍵控的測量理念應(yīng)用到復(fù)雜調(diào)制。這些方法暫時有效，但它們存在的限制因素早已初露端倪。

射頻行業(yè)推進了誤差矢量幅度 (EVM) 概念，這一概念在 WLAN 等標準中是很常見的。它基于一個非常簡單的理念:“接收信號與理想信號之間的偏差是什么? ”這就是誤差矢量幅度測量。

由于這一概念能夠克服先前描述的限制因素，因而在射頻行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。

我們可在任意幅度和相位電平上比較測量信號與理想信號，并比較我們定義的任意星座圖點位置。由于每個測得的星座圖點都與最近的理想信號有關(guān)聯(lián)，這種方法避免了眼圖模糊性。錯誤關(guān)聯(lián)意味著在真正的傳輸接收機中存在符號錯誤。

這個概念還意味著測量接收機只需測量與真正接收機時間相同的信號，以確定接收的符號種類。有關(guān)過渡的任何信息都不屬于本概念的范疇。它可用于測量過渡中的誤差矢量，在測量結(jié)果與標準化過渡結(jié)果一致時尤為有用。

如前所述，OOK 的關(guān)鍵測試條件要求是遵循參考接收機的 Bessel-Thomson 特征。對于復(fù)雜的傳輸接收機，還要考慮其它影響參數(shù):

– 接收機帶寬– 接收機傳輸特征

– 接收機損壞, 例如偏斜

– 噪聲

– ADC 的有效位數(shù)

– 接收機失真

– 信號處理算法

其中一個主要參數(shù)是在 PIN 二極管和 ADC 路徑中的電帶寬 (包括 ADC 本身)。

EVM 在光通信行業(yè)中眾所周知。然而，它尚未作為復(fù)雜調(diào)制信號質(zhì)量的“標準”參數(shù)，也未在 BER 評測中推廣。