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1、,Communications Test&Measurement,JDSU,高速光传输系统测试所面临的挑战和发展,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,2,高速光传输系统,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,3,高速光传输系统,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,4,1,
2、1?0?,高速光传输系统高速传输系统传输损伤如何？,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,5,高速光传输系统的特点以下因素需要重新考虑：,1.2.3.4.5.6.7.,色谱色散(CD)偏振模色散(PMD)光纤的非线性效应(SPM,iXPM,iFWM,XPM,FWM,SRS,SBS)不同的调制方式不滤波器的匹配所造成的总的抖动效果40GE/100GE还需要处理更多问题,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY
3、INFORMATION,6,光信号内的不同波长以不同的速度沿光纤传输，并以不同的时刻到达接收端。,色散补偿模块（DCM，Dispersion compensationmodules）可以补偿色散的影响,色谱色散(CD,Chromatic Dispersion)光功率光纤长度,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,7,高速光传输系统的特点色谱色散(CD)对传输系统的限制Telcordia GR-253-CORE,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CON
4、FIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,8,偏振模色散(PMD,Polarisation Mode Dispersion)输入脉冲输出,脉冲,光纤信号的不同偏振态（水平和垂直）由于光纤的非完美表现，在统计上以不同的速度传输可能的原因：,传输媒介在其长度方向并非是完美的圆柱状包层掺杂导致过高的折射率以统计方式分布光纤在铺设中弯曲，扭曲或拉伸,结果是导致脉冲展宽的效果.,光 纤 链 路 允 许 的 PMD(ps),ps(STM 16),2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMA
5、TION,9,最大可允许的光纤长度 L 2/c2 km,10,160,1,10010,0,1,10,40,3传 输 速 率(Gib/s),ps(STM 4)40,ps(STM 64)2.5 ps(STM 256),最大10%,max=TB/1001,高速光传输系统的特点偏振模色散(PMD)的统计特性需考虑到以下事实：对最大的可允许的PMD时延，只有比特宽度 TB 的十分之一是被允许的。允 许 的 PMD1000,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,10,25 km,最大距离：6400
6、km 2.5 Gbit/s400 km 10 Gbit/s25 km 40 Gbit/s NRZ OOK,PMD对传输距离的限制6,400 km400 km在0.5/ps*km-1/2系数下,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,11,高速光传输系统的特点由硅制造的光纤在注入大强度的光信号时，其折射率会增加(optical Kerr effect，光兊尔效应):n=n2Popt/Aeff,n22.6 1020m2/W光通信信号可以导致并（或）产生严重的信号畸变，由于很长的相互作用的长度，
7、该畸变会随着光纤的长度增加。由非线性效应产生的损伤可以分成以下几类：Self-phase modulation(SPM)自相位调制 Intra-channel cross-phase modulation(iXPM)通道内相位交互调制 Intra-channel four-wave mixing(iFWM)通道内四波混频 Inter-channel cross-phase modulation(XPM)通道间相位交互调制 Inter-channel four-wave mixing(FWM)通道间四波混频 Nonlinear polarization rotation 非线性极化旋转 Rama
8、n Scattering(SRS)喇曼散射 Brillouin Scattering(SBS)布里渊散射,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,12,40G传输系统相对于 10G所面临的挑战,4倍的信号带宽色散容忍度减小16分之一接收端灵敏度降低4分之一OSNR容忍度减小4分之一PMD容忍度减小4分之一对非线性的容忍度更弱在40G速率下，脉冲展宽/重叠的风险程度是 10G速率的 16倍!,时间,重叠,重叠,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFI
9、DENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,13,Amplitude Modulation NRZ/RZ on/off keying(ook)Baud rate=bit rateSingle Polarization State Phase Modulation Normalized Phase and Amplitude at Center of Bit DPSK(differential phase shift keying)Baud rate=bit rate DQPSK(differential quadratur phase shift keying)Baud r
10、ate=bit rateDual Polarization State Phase Modulation(DP-QPSK),Absolute Phase and Amplitude at Center of Bit,3-D Phase Constellation Diagram Baud rate=bit rate,光信号的调制,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,14,Duobinary,NRZ-DPSK,RZ-DPSK,NRZ-DQPSK,不50-GHz 和 100-GHz ROA
11、DM 的匹配,调制谱不 10个级联的 WSS（wavelength-selective switche）的传输窗口的对比 红色：100-GHz 通道间隔(JDSU WSS-100)绿色：50-GHz 通道间隔(JDSU WSS-50)100-GHz WSS的传输窗口对于所有的 40G调制方式（甚至是 RZ-DPSK）都是足够的。Duobinary,NRZ-DQPSK 以及 Dual-Polarization QPSK 调制方式的谱宽足够窄，其可通过几个级联的 50-GHz ROADM,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRI
12、ETARY INFORMATION,15,40G的调制方式:不光传输损伤的关系,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,16,高速光传输系统的测试-抖动要想降低误码，了解相位噪声并控制它是解决问题的角度之一在设备和网络测试中，通过对抖动指标进行测试来了解它。,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,17,40GE/100GE遇到的新因素 3大主要因素：光接口,MLD,编码转换 光接口
13、间隔的变化,WDM,并行的带壮光纤 MLD Multi-Lane Distribution Bus（多通道分布总线）,虚通道（VirtualLanes）编码转换 将40GE适配进OTU3,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,18,40GE/100GE 光接口 光接口面临的挑战 使用现有架构实现更高的速率 重复利用目前的技术,40Gbps,100Gbps,PMDBackplane1mCopper Cable,10mMMF100m on OM3SMF10kmSMF40km,Ribbon F
14、ibre,4x10GCWDM4x10G,Ribbon Fibre10 x10G,LAN-WDM 4x25GLAN-WDM4x25G,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,19,40GE/100GE 光接口 WDM对比 LAN WDM,ITU G.694.11305 1319nm宽度4nm(800GHz)间隔2.5nm带宽,CWDM,ITU G.694.21264 1338nm宽度20nm间隔13nm带宽Source:http:/www.ieee802.org/3/ba/public/ma
15、r08/cole_01_0308.pdf,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,20,40GE/100GE MLD Multi-Lane Distribution(MLD)介于Tx PCS 和 Rx PCS之间的接口Source:http:/www.ieee802.org/3/ba/public/may08/gustlin_01_0508.pdf,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATIO
16、N,21,40GE/100GE MLD 主要的概念 基于10GBASE-R 64B/66B 的 PCS 数据在某一时刻通过虚通道（virtual lane）分布在 66比特的数据块上(20 VL for 100G,4 VL for 40G)循环分布 在每一个虚通道上添加周期性的定位数据块，以便在接收端 PCS进行对齐 PMA将n路电信号的通道映射到 m个光通道上 PMA只是简单的比特级别的复用 并不知道PCS编码，也不关心 PCS编码Source:http:/www.ieee802.org/3/ba/public/may08/gustlin_01_0508.pdf,2010 JDSU.All
17、rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,22,40GE/100GE MLD 100GE 4x25G 举例：Source:http:/www.ieee802.org/3/ba/public/may08/gustlin_01_0508.pdf,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,23,40GE 编码转换 40GE必须装进预先定义好的 OPU3净荷，并具备最小的 PCS编码和定时透明性 包括带有 MLD通道标识的
18、64B/66B编码在内的 40GE的PCS编码的总比特率应该不超过 41.25 Gbit/s 100ppm 40GE的PCS编码应该使用不超过 15个控制块类型 提供编码转换的透明性Source:http:/www.ieee802.org/3/ba/public/may08/gustlin_01_0508.pdf,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,24,40GE/100GE的测试,Datacenter,Metro/Core,Short Range,40km,100Gbit/s per
19、 PortIEEE HSSG Focus,测试种类 板级测试 子系统测试 系统测试CPE:,No 100Gbit/s NICsbefore 2015,Ethernet Transport:Aggregate Bandwidth 100Gbit/s,Multi-Lane Connections 100 Gbit/s per WavelengthCool4x25G CWDM,测试类型 MLD接口测试 收发器测试 流量测试nx100G DWDM,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,25,JD
20、SU针对高速光传输系统的测试方案JDSU的产品线：,1.2.3.4.,CD，PMD测试仪表：MTS-600040G/43G抖动测试仪:ONT-506100GE测试仪：ONT-503SRS压力眼图测试仪：Hydra,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,26,CD/PMD测试方案,最轻,最小的色散测试仪表!适用于高速 DWDM的色散测试解决方案,LTS/VFL functions-optional,市场上最好的集成方案!提供MTAU和SCRIPT的自动测试序列 通过可交换的模块使得一台仪表
21、支持所有功能ODM forCD/PMD/APPlug-in ModuleMulti-Test Access,Plug-in Module,Bi-Dir OLTS(OFI)Plug-in Module,Chromatic dispersion,AttenuationprofileOTDRPlug-in Module,Loss test Set+ORLfunction,(1310/1550/1625nm)-optional,PMD,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,27,40/43G抖动
22、和漂移测试有效地了解和控制系统的总抖动对于提高系统性能，改善系统的可靠性和稳定性具有决定性作用！汇聚型网络系统LAN40/43G抖动和漂移测试的首选:ONT-506,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,28,抖动测试的精度很高ITU-T O.172附件VII/VIII SDH/OTN光口和电口测试，155M-43G 40/43G速率上50mUI的精度，10/10.7G速率上 15mUI的精度，2.5G速率上25mUI的精度 完全满足 ITU-T O.172 附件VII/VIII,使用“
23、Golden TX”参考源 提供详细的精度图 极好的抖动测试精度确保在做被测系统验证时足够的富余,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,29,高速光传输系统的测试-100GECFP模块和线卡测试100GE 4x25GCFP模块 每个25Gbit/s的波长映射 5个虚通道 进行每个波长的 BER测试 同时可在一个波长上施加压力眼图,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,30,系统测试
24、包括：,单向 PRBS 接口间的QoS测试(相同速率，可变速率)帧丢失,延迟,包抖动 二层/以太网测试和三层IPv4/v6测试(支持 ARP)RFC2544,10GE,100GE/40GE,100GE/40GE,高速光传输系统的测试-100GE10GE 和 40GE/100GE 互联测试 系统联通性测试的例子流量,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,31,高速光传输系统的测试ONT-503 100GE测试MTS-6000/ODMCD/PMD测试Hydra 压力测试ONT-506 40/43G 抖动测试,2010 JDSU.All rights reserved.,JDSU CONFIDENTIAL&PROPRIETARY INFORMATION,32,JDSUCommunications Test&Measurement谢谢!,
