長期平均誤碼率，簡稱誤碼率(BitErrorRate，BER)，是光通信網絡及設備的重要指標之一。目前光通信網絡及設備正朝著小型化、高頻率、高速率、大容量的方向發展，對作為測量儀器的誤碼測試儀速率及功能的要求也越來越高。雖然國內外儀器儀表廠，如安捷倫(Agilent)、泰克(Tektronix)等推出了各種高速誤碼測試儀，但是大多價格昂貴，并且系統復雜。所以，對于國內通信行業，開發一種價廉、方便、速率可達10 Gb/s的高速誤碼測試系統，具有實用價值。

　　1 系統概述

　　本誤碼測試系統由兩部分組成：誤碼測試部分和上位機人機界面部分。其中誤碼測試部分由高速誤碼儀、光衰減器、光功率計和光源等組成。高速誤碼儀以微控制器ADμC7020為核心，控制XFP收發控制器Si5040來實現。

　　ADμC7020是ADI公司的基于ARM7TDMI的體系結構的控制器，支持16/32位精簡指令集(RISC)。片內集成了12位的ADC(1MSPS)、4通道12位帶緩沖的DAC、電壓比較器、62 KB可在系統中編程(ISP)的片內閃速/電擦除存儲器Flash和8 KB RAM，串行接口包括UART、SPI、2個I2C、用于下載/調試的JTAG端口、4個定時器、14個通用I/0引腳、片內可編程邏輯陣列(PLA)。CPU時鐘高達45 MHz，可使用片內晶體振蕩器和片內PLL。

　　Si5040是Silicon Laboratories公司高速物理層(highspeed PHY)產品線的產品。采用其已通過市場驗證的DSPLL技術，同時在數據發送和接收路徑提供信號抖動消除功能的10 Gb/s XFP收發器。Si5040支持3種不同的模擬與數字信號質量監測功能，分別是模擬信號LOS監測、CID(連O或連1)監測以及專有的數字眼圖開度測量功能，還提供線路環回測試、XFI回路測試和接收/發送雙方向的PRBS碼流生成和檢查功能。

　　此設計中，ADμC7020作為控制器，對Si5040芯片進行配置和初始化，完成誤碼數的采集，并作為整個系統上位機和Si5040之間的橋梁，及時向上位機提供測量的誤碼及狀態值等數據;Si5040完成偽隨機碼型(PRBS)的產生、同步及對比檢測，計算出誤碼數(Error Count);上位機由LabWindows/CVI構造的測試平臺，通過上位機PC的并口貼片繞線電感(LPT)模擬I2C總線讀ADμC7020所構建的寄存器映射表，將測試系統各器件的狀態(包括Si5040)及誤碼數顯示出來，計算誤碼數和測試時間內的總發送碼數的比值得出誤碼率(BER)，通過I2C總線讀寫ADμC7020的寄存器表完成對系統各部分(包括Si5040)的控制和查詢。

　　2 原理及組成

　　誤碼測試儀框圖如圖1所示。

　　2.1 測試原理

　　在數字光纖通信系統中，經常測試或驗證系統和器件的誤碼率指標，若要獲得精確的測試結果，必須進行無限長時間的試驗。根據統計置信度原理，只要驗證數字系統或器件的誤碼率指標是否優于某一規定標準，即可在測量精度和測試時間之間進行折中處理，而且仍能保證測試結果的可信度。產生誤碼的主要原因是傳輸系統的噪聲和脈沖抖動，誤碼性能用誤比特率BER來衡量。但在實際測量中，常以長時間測量中誤碼數目與傳送的總碼元數之比來表示BER，BER=錯誤比特數/傳輸總的比特數。

　　由于這是一個統計過程，因此當被測比特數接近于無窮大時，被測BER才能接近實際BER。但是在大多數情況下，只需測試小于預定義閾值的BER即可。完成測試所需的比特數取決于所需的置信度和BER閾值。置信度是指，系統的真實BER小于指定BER時的測試占全部測試的百分比。由于無法測量無窮位，也無法準確預測什么時候會出現誤碼，因此置信度永遠不會達到100%。另外，IEEE802.3規定最壞情況的誤碼率是10E-10。在這種條件下，出現的誤碼不會降低網絡的性能，因為所有的網絡軟硬件都按這個要求建立。因此，這個條件下出現的噪聲將不足以改變接收端的比特值，不會造成誤碼。一般情況下，選擇的誤碼率標準比IEEE標準高出100倍，并把10E-12誤碼率稱為零誤碼率。零誤碼率意味著每10萬億位中產生的誤碼小于1個。置信度的公式如下：

　　其中CL為置信度，Nbits為接收的總比特數。

　　在生產和測試中，只考慮零誤碼且置信度為標準的95%的情況，用比特數除以數據速率可確定測試所需時間。得出常用的方程式如下： 大功率電感廠家 |大電流電感工廠