下一代電信網(wǎng)絡(luò )測試儀

　　終端用戶(hù)的新接入業(yè)務(wù)增加了對于廣域網(wǎng)絡(luò )中更高帶寬的需求。傳輸速度為40/43Gbps的發(fā)展與同步數字體系(SDH)的下一階段相符合。眾所周知的技術(shù)呈現了全新的前景，現在正在實(shí)施下一個(gè)合理步驟：引入40/43Gbps技術(shù)，這為測量設備帶來(lái)了新的挑戰。

　　從10Gbps通信技術(shù)達到SDH中的下一個(gè)更高級別似乎很簡(jiǎn)單。但是，它需要許多技術(shù)性的調整，以達到電信級的質(zhì)量。

　　較高的傳輸速度而不管未使用的DWDM波長(cháng)?

　　15年前，建立了SDH/SONET技術(shù)，那時(shí)侯對于使用全光網(wǎng)絡(luò )還只有很少或根本沒(méi)有任何想法，而光通信通道可以通過(guò)使用光交叉連接器而透明地交叉連接。電信正在迅速地向這種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )發(fā)展，而DWDM技術(shù)正在給予動(dòng)力援助。在SDH中使用的網(wǎng)絡(luò )操作中心(NOC)信令機制仍然以端對端連接為基礎，而光通信信道則沒(méi)有被說(shuō)明。正如建議G.709中所說(shuō)明的那樣，ITU已經(jīng)為此加緊推進(jìn)了光傳送網(wǎng)絡(luò )(OTN)的標準化。這種光傳送網(wǎng)絡(luò )體系對于SDH得主要優(yōu)勢在于：它定義了光通信信道和相關(guān)的信令功能。

　　在OTN中除了OUT開(kāi)銷(xiāo)外，ITU-T第G.709號建議也規定了前向誤碼糾錯(FEC)的使用，它并不只是允許了線(xiàn)攬交換網(wǎng)絡(luò )中的位錯檢測，也進(jìn)行了糾錯，以實(shí)現較長(cháng)的傳輸路徑。

　　由G.709所描述的光傳送網(wǎng)絡(luò )體系并不是一種新的發(fā)展技術(shù)。當該項技術(shù)在多年前最初被定義的時(shí)候，它并沒(méi)有實(shí)現任何突破。廣域網(wǎng)絡(luò )通過(guò)使用SDH/SONET技術(shù)而在全球范圍內得到了大部分的認可，而并沒(méi)有發(fā)生向全光網(wǎng)絡(luò )的進(jìn)一步發(fā)展?，F在，隨著(zhù)傳輸體系中下一個(gè)階段的實(shí)現，有了對于OTN技術(shù)的需求。圖1顯示了世界上第一臺依照G.709的測試儀，它是由JDSU制造的。它是一種模塊化系統，可以為STM-256和OTU3而裝配上接口卡，為抖動(dòng)發(fā)生器和抖動(dòng)分析器留下兩個(gè)空槽。滿(mǎn)配置的測試儀可以進(jìn)行40/43Gbps網(wǎng)絡(luò )元件所需要的所有測試。

　　　　　圖1：具有40/43Gbps模塊(插入式)包括抖動(dòng)應用程序的ONT-506

　　抖動(dòng) —傳輸中信號損傷的危險源

　　在SDH/SONET標準中以及后來(lái)的OTN第G.709號建議中所說(shuō)明的同步網(wǎng)絡(luò )對于網(wǎng)絡(luò )元件的同步以及時(shí)鐘信號和數據信號的相位穩定性有著(zhù)特別高的需求。通過(guò)參考標準的銣時(shí)鐘信號或通過(guò)在網(wǎng)絡(luò )元件上使用GPS，可以實(shí)現網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )中的同步。然而，時(shí)鐘信號中的不確定性仍然出現，尤其是在傳輸設備中，由于不同的物理機制而出現的不確定性。抖動(dòng)和漂移被用來(lái)說(shuō)明沿著(zhù)理想數字信號時(shí)間軸的通常周期變化，例如，如果時(shí)鐘信號在接收器采樣過(guò)程中是不穩定的。正如ITU-T第G.810號建議中所說(shuō)明的那樣，如果這種周期性低于10赫茲，那么它被稱(chēng)為漂移。抖動(dòng)和漂移具有不同的原因。

　　噪聲和串擾造成了主要是在高頻器件中的非系統性抖動(dòng)。模式相關(guān)的系統抖動(dòng)是由符號間的干擾所產(chǎn)生的，它是數字脈沖的之前和之后脈沖的影響。幀模式抖動(dòng)是一種抖動(dòng)現象，它是由信號結構所產(chǎn)生的，并且是由SDH或OTN信號的非擾碼部分所造成的。由于在較高數據傳輸率上開(kāi)銷(xiāo)字節數量的增長(cháng)，這種影響在STM-256或 OTU3信號中變得更加重要。

　　為什么抖動(dòng)對于傳輸有這樣的威脅?

　　用于在理想點(diǎn)上(每個(gè)位的中心)對傳輸信號進(jìn)行取樣的時(shí)鐘信號，是接收器對傳輸信號本身時(shí)鐘恢復階段得到的。由于信號上的低頻抖動(dòng)，得出的時(shí)鐘信號跟隨著(zhù)頻率變化，而只要抖動(dòng)振幅不是特別的大，那么取樣一般都是沒(méi)有誤差的。由于高頻抖動(dòng)，時(shí)鐘恢復電路對于變化的跟隨不能達到使信號取樣沒(méi)有誤差的程度。在相位變化大于時(shí)鐘周期的一半時(shí)(=0.5UI，或單位間隔)，錯誤的有效載荷信號取樣就是不可避免的了，它造成了誤碼。其他因素可以更進(jìn)一步地減少判定域值的范圍。如果抖動(dòng)振幅太高，那么有可能有效載荷信號會(huì )失去同步(幀丟失，LOF)。

　　OTU3高頻抖動(dòng)的最高級別是100mUI(單位間隔的10%)。峰-峰值通常是瞬時(shí)的，所以均方根(RMS)值是由積分計算的。由于它的時(shí)鐘振蕩器也受到熱噪聲和相位不純性的制約，因此在它自身也有對于抖動(dòng)分析器的高需求。這種振蕩器的性能必須是最理想的，以測量具有任何程度不確定性的規定數值，這種振蕩器需要花費很大的費用開(kāi)發(fā)。根據ITU-T第O.172號建議，測量設備必須證明在相關(guān)的抖動(dòng)頻率范圍內50mUI的最大內在抖動(dòng)。

　　輸入階段的最大容許抖動(dòng)(MTJ)是通過(guò)使用一個(gè)產(chǎn)生OTN或SDH信號的設備而確定的。正弦曲線(xiàn)抖動(dòng)在不同頻率上都適用于這種有效載荷信號。測量程序提高了在每個(gè)頻率上的抖動(dòng)振幅，超過(guò)規定的限值直到開(kāi)始出現誤碼。

　　抖動(dòng)傳遞特性說(shuō)明了網(wǎng)元通過(guò)使用合適的技術(shù)減少或提高輸入信號和輸出信號之間抖動(dòng)幅度的能力。這種抖動(dòng)的減少對于在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )中防止在幾個(gè)網(wǎng)段上積聚抖動(dòng)尤其是必需的。

　　確定抖 動(dòng)接收器的測量準確度

　　在ITU-T第O.172號建議中具體規定了抖動(dòng)發(fā)生器內在抖動(dòng)的固定限度。規定這類(lèi)抖動(dòng)測量設備的測量準確度將確保通過(guò)使用不同制造商的不同測試設備而獲得的結果是可以比較的。確定結果的置信區間的唯一方法是相對于一個(gè)無(wú)抖動(dòng)發(fā)生器來(lái)校對接收器。生產(chǎn)這樣的發(fā)生器是具有挑戰性的工作。在附錄VII 的ITU-T第O.172號建議中，說(shuō)明了一種確定抖動(dòng)測量設備的置信區間和測量準確度的方法。

　　要邁向通信體系中的下一個(gè)更高級別最初似乎“僅僅”是使位速率提高四倍。40/43Gbps傳輸速度對于光纖傳輸要求更多。目前正在進(jìn)行的工作是以新型的、多級調制方法來(lái)進(jìn)行，以提高效率。同時(shí)，可再配置光分插復用設備(ROADM)這樣的新型模塊正成功地進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò )概念中。因此，光交換再次成為一個(gè)熱點(diǎn)。在新的網(wǎng)絡(luò )概念(例如數字通訊)中，像抖動(dòng)這樣的模擬參數正變得愈加重要，而由于接口模塊微型化因經(jīng)濟原因而得到的快速發(fā)展，它也影響了較低的傳輸速度。由于高技術(shù)性的要求仍然必須予以實(shí)現，因此測量設備必須要適應新的技術(shù)環(huán)境，以滿(mǎn)足新的要求。