Многоканальная система на основе генератора сигналов произвольной формы M8195S

Программа формирования модуляции оптических сигналов 81195A

Ключевые возможности и технические характеристики

– Формирование парных I/Q сигналов (от BPSK до QAM256) с гибкими параметрами (например, форма импульса, задержка и т.д.) со скоростью передачи до 8 Гсимволов на одну I/Q пару

– Опция RSP (обработка сигналов в режиме реального времени) при использовании совместно с генератором M8195A позволяет изменять параметры сигналов (например, форму импульса, задержку и т.д.) в процессе работы программы в режиме реального времени, без загрузки новой формы сигнала

– Опция OSP обеспечивает формирование оптических сигналов с заданными параметрами:

– фазовый шум (ширина линии лазера)

– контроль поляризации (скорость вращения плоскости поляризации более 1000 крад в секунду)

– статическая поляризационная модовая дисперсия (PMD): до 218 пс (дифференциальная групповая задержка) и более 11 000 пс² (PMD второго порядка)

– при использовании опции RSP совместно с генератором M8195A параметры оптических сигналов можно изменять в режиме реального времени

Описание

Программа формирования модуляции оптических сигналов 81195A открывает новую эру в области тестирования оптических устройств. При использовании совместно с генераторами сигналов произвольной формы Keysight M8195A и M8196A благодаря уникальному режиму реального времени эта программа позволяет сократить время испытаний в 100 раз. Это поможет разработчикам магистральных и городских оптических сетей повысить эффективность тестирования, и, тем самым, сократить сроки и стоимость разработки.

Программа формирования модуляции оптических сигналов 81195A обеспечивает формирование парных сигналов с I/Q модуляцией для тестирования линий связи с поляризационным мультиплексированием с определенными параметрами и оптическими характеристиками сигналов.

При работе совместно с четырехканальным генератором сигналов произвольной формы Keysight M8195A программа 81195A позволяет формировать сигналы со скоростью передачи данных до 32 Гбод и до 8 Гсимволов на канал с использованием одного модуля M8195A в режиме обработки в реальном времени (опция RSP).

Опция OSP обеспечивает детерминированное моделирование параметров оптических сигналов и экстремальных условий тестирования приемников (например, величины фазового шума, вращения плоскости поляризации и поляризационной модовой дисперсии) с помощью генератора M8195A.

При использовании программы совместно с опцией RSP параметры сигналов можно изменять в генераторе M8195A в режиме реального времени, без загрузки новой формы сигнала.

Модуль многоканальной синхронизации M8197A для генераторов сигналов M8195A

Ключевые возможности и технические характеристики

Синхронизация работы до 4 модулей генераторов сигналов произвольной формы Keysight M8195A или до 16 независимых каналов для создания сложных сценариев сигналов

– Модуль в формате AXIe высотой 1 U для обеспечения высокой плотности каналов

– Прецизионная синхронизация для стабильных измерений

– Один входной сигнал запуска обеспечивает запуск до четырех модулей M8195A с детерминированной задержкой

– Воспроизводимость сдвига фазы между модулями: 2 пс, независимо от частоты дискретизации

– Калибровка значения временного сдвига между любыми двумя каналами с разрешением 50 фс

Описание

Модуль многоканальной синхронизации M8197A компании Keysight и от одного до четырёх модулей генераторов сигналов произвольной формы M8195A используются для создания многоканальной системы генерации полностью синхронных фазокогерентных сигналов, содержащую до 16 аналоговых каналов в одном 5-слотовом шасси в формате AXIe.

При работе в синхронном режиме все модули M8195A используют один и тот же тактовый сигнал дискретизации и запускаются в один и тот же момент времени. В качестве источника общего тактового сигнала дискретизации (Sys Clk) используется либо внутренний синтезатор тактового сигнала M8197A, либо внешний тактовый сигнал дискретизации, подключаемый ко входу опорного тактового сигнала (REF CLK IN).

Гарантируется, что временной сдвиг между любыми двумя каналами не превысит ±75 пс (без калибровки системного уровня) независимо от частоты дискретизации. Используя функцию точной настройки задержки M8195A с разрешением 50 фс, можно добиться, чтобы значение временного сдвига между любыми двумя каналами не превышало 1 пс. Выполнив такую настройку один раз, можно быть уверенным в том, что при загрузке новых сигналов, изменении частоты дискретизации и выполнении циклов выключения и включения питания значение временного сдвига не превысит 1 пс.

Общий вход запуска на модуле синхронизации обеспечивает одновременный запуск всех подключённых к нему модулей M8195A с детерминированной задержкой. Сигналы, генерируемые в режиме запуска, имеют точно такие же значения временного сдвига между каналами, что и сигналы в режиме непрерывной генерации (НГ-сигналы). Для достижения минимально возможной неопределённости задержки запуска вход запуска можно засинхронизировать относительно внешнего выхода тактового сигнала синхронизации (REF CLK OUT).

Кроме того, модуль M8197A имеет вход динамического управления и выход общего назначения, которые могут использоваться с одним или несколькими модулями генераторов M8195A.

Основные области применения

– Многоканальные приложения последовательной передачи данных

– Многоканальная генерация фазокогерентных I/Q сигналов: до 8 пар I/Q сигналов

– Многоканальная генерация фазокогерентных ВЧ/ПЧ сигналов: до 16 ВЧ/ПЧ сигналов

– Физика

– Системы MIMO

Генератор сигналов произвольной формы в формате AXIe M8195A

– Частота дискретизации до 65 Гвыб/с (до 4 каналов одновременно)

– Аналоговая полоса частот: 25 ГГц

– Разрешение ЦАП: 8 бит

– Глубина памяти сигналов: до 16 Гвыб на модуль AXIe

– 1, 2 или 4 дифференциальных канала в 1-слотовом модуле в формате AXIe (число каналов можно увеличить с помощью программной лицензии)

– Многоканальная синхронизация: до 16 каналов в 5-слотовом шасси AXIe

– Развитые средства управления последовательностями, позволяющие использовать до трёх уровней, с возможностью внешнего динамического управления сценариями

– Возможность оперативной загрузки новых сигналов “на лету” без прерывания воспроизведения предыдущего сигнала (попеременное переключение памяти)

– Амплитуда сигналов: до 1 В (размах) (несимметр.)/ до 2 В (размах) (дифф.); окно напряжения: от –1,0 до +3,3 В

– Время нарастания/спада (между уровнями 20% и 80%): < 18 пс (тип.)

– Ультранизкий уровень собственного джиттера (RJ < 200 фс (СКЗ) для ПСДП 211-1 при скорости передачи данных 32 Гбит/с)

– Встроенная функция калибровки АЧХ и ФЧХ для обеспечения высокой чистоты выходного сигнала

– Аппаратный КИХ-фильтр, включающий 16 элементов, для компенсации АЧХ

– До 2 маркеров с разрешением, равным 1 выборке (маркеры не ухудшают разрешение по вертикали)

– Встроенные функции цифровой обработки сигналов (ЦОС) обеспечивают формирование сигналов и искажений в режиме реального времени

Основные области применения

Генерация когерентных оптических сигналов

M8195A поддерживает исследования в области разработки передовых оптических систем передачи, обеспечивающих скорости передачи данных 100 Гбит/с, 400 Гбит/с и 1 Тбит/с, для которых требуются широкополосные электрические сигналы стимулов со сложными форматами модуляции от QPSK до nQAM и OFDM с символьными скоростями до 32 Гбод и выше. Для возбуждения систем с двойной поляризацией M8195A имеет 4 независимых, но точно синхронизированных аналоговых выходных канала в одном модуле. Поскольку сигналы всех 4 каналов генерируются одним и тем же прибором без использования каких-либо внешних схем, точность синхронизации может поддерживаться в фемтосекундном диапазоне. M8195A использует цифровые методы ввода предыскажений для компенсации АЧХ и ФЧХ выхода генератора и любых внешних цепей, чтобы получить в тестируемом устройстве (ТУ) чистый сигнал. Искажения, генерируемые кабелями, усилителями и другими цепями, можно скомпенсировать путём встраивания/исключения S-параметров соответствующих цепей, либо проведения калибровки в рабочем положении, используя программу формирования модуляции оптических сигналов 81195А компании Keysight.

С помощью ПО 81195A как чистые, так и преднамеренно искажённые сигналы могут быть сгенерированы в автономном режиме на ПК или в режиме реального времени, используя аппаратный блок ЦОС.

Генерация многоуровневых/многоканальных цифровых сигналов

Повышение пропускной способности данных цифровых интерфейсов может быть достигнуто не только увеличением скорости передачи данных или числа параллельных каналов, но также использованием многоуровневых методов кодирования (NRZ, PAM4, PAM8, DMT).

M8195A идеально подходит для разработки многоуровневых многоканальных интерфейсов, использующих любые стандартные или специализированные форматы данных. Гибкость генерации сигналов на высоких скоростях в сочетании с превосходными характеристиками собственного джиттера делают M8195A действительно перспективным прибором независимо от дальнейших направлений развития технологий.

На скоростях передачи данных, достигающих нескольких Гбит/с, необходимо учитывать влияние кабелей, проводников печатных плат, соединителей и других цепей для того, чтобы в контрольной точке ТУ сгенерировать требуемый сигнал. M8195A включает цифровые методы ввода предыскажений для компенсации АЧХ и ФЧХ выхода генератора и любых внешних цепей, чтобы обеспечить генерацию в ТУ требуемого сигнала. Каналы могут встраивать/исключать эти цепи при наличии соответствующих S-параметров.

Имея до 4 дифференциальных выходных каналов в 1-слотовом модуле в формате AXIe и возможность синхронизации нескольких модулей, M8195A хорошо подходит для генерации сигналов стимулов высокоскоростных интерфейсов, использующих множество линий (multi-lane).

Исследования в области физики, химии и электроники

Генерация любых сигналов произвольной формы, которые можно описать математически, например, в MATLAB, и загрузка непосредственно в M8195A. В том числе обеспечивается генерация ультракоротких (до ~100 пс), но точных импульсов, либо очень коротких, но широкополосных ВЧ-импульсов и радиоимпульсов с ЛЧМ. C модулем M8197A эти сигналы могут запускаться от внешних источников с очень низким уровнем джиттера.

Генерация широкополосных ВЧ-/СВЧ-сигналов

M8195A может использоваться для генерации широкополосных сигналов с мгновенной полосой от 0 до 25 ГГц и быстрой скачкообразной перестройкой частоты при разработке систем беспроводной широкополосной связи, систем РЛС, РЭБ, систем наземной и спутниковой связи. Встроенная калибровка АЧХ и ФЧХ обеспечивает непосредственную генерацию широкополосных многотональных сигналов с равномерной АЧХ до 25 ГГц. Сигналы систем беспроводной широкополосной связи с любым форматом модуляции (nPSK, nQAM, APSK, OFDM и т.д.) могут генерироваться непосредственно на частотах несущих до 25 ГГц. Во многих случаях это устраняет необходимость в дополнительном каскаде преобразования с повышением частоты (как, например, в случае с IEEE 802.11ad), либо позволяет генерировать сигналы непосредственно на частоте несущей.

Программное обеспечение

Управление базовыми функциями M8195A осуществляется с помощью приложения “Soft Front Panel” (программная передняя панель), работающего на встроенном контроллере в формате AXIe или внешнем ПК. Кроме основных установок параметров (частота дискретизации, амплитуда выходного сигнала), приложение обеспечивает загрузку сигналов из файлов, генерацию сигналов стандартной формы (синус, меандр и другие), многотональных сигналов, сложных модулированных сигналов (nPSK, nQAM и другие), двоичных и многоуровневых цифровых сигналов, последовательных сигналов данных, а также управление КИХ-фильтрами. Кроме приложения Soft Front Panel, для управления M8195A могут также использоваться интерфейсы дистанционного управления SCPI и IVI-COM. Для генерации и загрузки сигналов непосредственно в M8195A с помощью SCPI или IVI-COM можно использовать внешние среды разработки приложений: MATLAB, LabView, C++, C# или любой другой язык .NET.

M8195A интегрируется с программными приложениями компании Keysight: M8070В, M8085A, 81195A, M9099A, W146x.