Analyse de la stabilité d’horloge et
récupération d’horloge

Mesure du taux d’erreurs

Afin de vérifier la stabilité de nos horloges, nous avons pensé nous orienter vers la mesure du taux d’erreur binaire. Il s’agit d’un facteur utilisé couramment pour tester la qualité d’une transmission, en reportant le rapport entre le nombre de bits erronés et le nombre de bits émis. En effet, un signal, codé en bit/s, est vu par le récepteur comme une succession de symboles binaires 1 ou 0 suivant le niveau d’amplitude. Pour cela, on définit un seuil de décision au dessus duquel le signal sera vu comme un 1 et en dessous comme un 0. Or, des erreurs peuvent être commises si les fluctuations d’amplitude et temporelles sont trop importantes. Dans le cas de nos horloges, il faut d’abord effectué un codage pour avoir des données de type 1 ou 0 ce qui transforme le GHz en GBit/s. Nous verrons donc dans un premier temps les étapes de cette mesure avant de montrer les résultats obtenus. 

Principe de la mesure

Afin d’avoir une comparaison, nous disposons d’une mesure prise avec un signal dont nous sommes sûrs de sa stabilité. La figure 6.1 présente le schéma expérimental de la mesure du taux d’erreur binaire de cette référence. Il s’agit d’un multiplexage optique temporel 1 de 42,7 Gbit/s vers 170,8 Gbit/s du signal à 42,7 GHz issu du laser à bâtonnets quantiques et modulé à 42,7 GBit/s. À la réception, le signal est démultiplexé optiquement vers 42,7 Gbit/s à l’aide d’un modulateur à électro-absorption puis analysé dans un récepteur classique. Dans le cas de notre horloge générée à 170 GHz, le principe de la mesure est représenté sur la figure 6.2. L’horloge est d’abord codée à 42,5 Gbit/s. À la réception, le même procédé que pour la référence est utilisé : le demultiplexage optique donne 4 trains à 42,5 Gbit/s et l’une de ces séquences correctement modulée est analysée par le récepteur ETDM.La figure 6.3 montre le diagramme de l’oeil du signal obtenu après ce codage et utilisé pour l’émission. Compte tenu du rapport quatre entre le débit de codage et le taux de répétition de l’horloge, idéalement la séquence est quadruplée par rapport à la séquence d’origine. Cependant, les temps de montée et de descente du modulateur 42,5 Gbit/s ferment deux des quatre impulsions du diagramme de l’oeil. 

 Résultats de la mesure pour l’horloge à 170,8 GHz générée avec les réseaux de Bragg

La figure 6.4 représente le tracé du taux d’erreur binaire en fonction de la puissance injectée sur le récepteur. La courbe verte est le résultat pour l’horloge générée à 170,8 GHz tandis que le tracé en bleu est la mesure obtenue pour le signal nous servant de référence. Nous constatons alors que les deux courbes sont presque superposées. Ainsi, l’utilisation de l’horloge à 170,8 GHz n’ajoute aucune pénalité comparé à l’utilisation d’un signal issu du multiplexage optique des impulsions émis en sortie du laser QD. Cette mesure confirme la stabilité de notre horloge en terme de bruit de partition et de gigue temporelle.

Résultat pour des horloges générées à l’aide du filtre programmable

Nous utilisons le même principe que précédemment afin de vérifier la stabilité de notre système. Le résultat de la mesure correspond à la courbe rouge visible sur la figure 6.4 et ceci valide le fait que les deux filtrages sont similaires puisque les courbes sont superposées Aucune pénalité n’est visible par rapport à la référence prise avec le signal du laser à bâtonnets quantiques. Le réglage de l’ensemble des paramètres afin d’obtenir une mesure valable demande beaucoup de temps déjà à 170 GHz ; c’est pourquoi nous n’avons pas fait de mesures à plus haut-débit.