100G網(wǎng)絡傳輸設備的測試方法探討

1、    100g網(wǎng)絡傳輸設備的測試方法探討    羅禮開【摘 要】本文通過介紹100g傳輸技術的實現(xiàn)，并對100g產(chǎn)品測試方法進行分析?！娟P鍵詞】100gb/s；傳輸；測試tn929.1 a 1672-5158（2013）03-0038-011 100g關鍵技術實現(xiàn)1.1 調(diào)制方式為了實現(xiàn)50ghz的間隔，需要將100g的波特率降低到有效的范圍內(nèi)。通過40g技術采用的正交相位調(diào)制（qpsk）可以將波特率降低到50gband左右，但這在50ghz的間隔中顯然會造成較大的誤碼率。因此需要在qpsk基礎上加入偏振復用調(diào)制，如圖1所示，即偏振復用- 正交相位調(diào)制

2、（pm- qpsk）。通過pm- qpsk 可以將波特率進一步較低到25 32gband，使其可以在50ghz的間隔內(nèi)有效傳輸。pm- qpsk是業(yè)界廣泛認可的100g調(diào)制技術，已被oif列為標準。除此之外，正交頻分復用（ofdm）和正交幅度調(diào)制（qam）作為更加先進的調(diào)制技術被學者所青睞。目前這兩種技術在400g和1t的研究中得以應用。1.2 前向糾錯技術前向糾錯技術（fec）技術一直以來都是作為提高傳輸性能的重要手段。通過fec技術可以降低信號的誤碼率，提高系統(tǒng)的osnr靈敏度，增強傳輸系統(tǒng)的可靠性。10g技術采用了級聯(lián)方式的硬判決。所謂硬判決是fec譯碼器輸入序列中僅包含0和1，其復雜度

3、低，理論成熟，被廣泛應用。硬判決方式可提高8db的編碼增益。100g技術采用了更高級的軟判決，即fec譯碼器輸入為多級量化電平，在相同碼率下，軟判決較硬判決有更高的增益，但譯碼復雜度會成倍增加。軟判決可將編碼增益提高到10db以上，以保證100g長距離傳輸?shù)男枨蟆?.3 相干接收技術傳統(tǒng)的10g技術采用非相干解調(diào)的調(diào)制方式，其完全在光域?qū)π盘柾瓿善窠鈴陀煤拖辔唤庹{(diào)。而100g技術采用了相干解調(diào)的調(diào)制方式，即利用信號光與本振光混頻，在電域中對信號進行偏振估計和相位估計。相干接收中本振光源可在一定程度上補償信號光功率的損耗，例如信號光功率過低時，適當提高本振光源功率可以增加相干混頻后的光信號幅度

4、，以改善光電轉(zhuǎn)換后電信號的誤碼率，相干調(diào)制原理圖如圖2所示。圖2 相干解調(diào)原理圖1.4 數(shù)字信號處理技術100g的相干解調(diào)是在電域中對信號進行偏振估計和相位估計，因此高效的dsp技術對于100g的發(fā)展至關重要。100g信號經(jīng)數(shù)字信號處理后可以提高色散容限，減少線路色散補償?shù)氖褂?，抑制非線性損傷的影響；提高自適應線路色散變化的相應速度，避免了40g技術采用的色散補償器的弊端；使系統(tǒng)pmd容限大幅度提升。pmd效應也不再成為限制系統(tǒng)傳輸距離的因素，系統(tǒng)組網(wǎng)能力及靈活性將得到極大的提高。目前，pdm- qpsk、相干接收和dsp技術的配合使用，已成為100g傳輸系統(tǒng)最主流的技術配置方案。而dsp技術

5、由于設計復雜，成本高昂，一直是100g發(fā)展的瓶頸。因此高性能低成本的高速數(shù)字信號處理技術是 100g大規(guī)模商用的關鍵因素之一。2 100ge和otu4的新測試要求及測試方法2.1通道skew的測試（1）最大skew容限測試測試時直接將測試儀與被測設備連接，設備上設置環(huán)回，將測試信號在pcs層后環(huán)回到測試儀表，儀表應處于無誤碼狀態(tài)。利用ont測試儀的發(fā)送lanes kew設置功能在任意某個或某幾個lane上設置最大相對延時180ns或者1856bi t s（40gbps）、928b i t s（100gbps）的延時，同時保留至少一個lane的延遲為“0”。這時儀表上應該能夠達到無誤碼狀態(tài)。（2

6、）最大skew variation測試測試連接方式與靜態(tài)skew相同，儀表任意選擇某一個的lane，然后加入動態(tài)的skew，在儀表上在整個過程中應該不出現(xiàn)誤碼/告警。2.2發(fā)送通道物理參數(shù)測量測試（1）發(fā)光波長、發(fā)光功率、smsr的測試將被測設備的發(fā)送光口連接到osa110光譜儀上，從光譜儀測量到的光譜上可以讀出各通道的參數(shù)，包括中心波長、通道功率、smsr。值得注意的是，對于各通道發(fā)光功率的測試，由于目前的普通光功率計不能測量單個波長的光功率，因此用光譜儀進行通道功率的測量是最直接的方法，測量時需要計算每個通道的積分功率而不是中心波長上的峰值功率。（2） oma、er和發(fā)光眼圖測試光譜分析儀

7、可以分辨wdm信號，但測試oma，er和發(fā)光眼圖的儀表卻無法分辨wdm信號，因此，本測試項目和下面的多通道測試功能一樣，都需要用到100g系統(tǒng)的分波/合波設備，另外測試這些項目也需要測試信號中發(fā)送合適的測試數(shù)據(jù)圖案。ont測試儀的作用是產(chǎn)生合適的測量圖案，如prbs圖案；wdmdemux的作用是將4個物理lane分開，眼圖儀的作用是測量每個通道的oma、er、眼圖。測試連接是：ont測試儀通過dut測試設備再到100g demux連接眼圖儀。2.3接收通道測試ont測試儀與被測設備通過100g端口連接，但由于要單獨控制4個25g通道，因此需要串入一個100g的波長mux/demux設備，該設備

8、可以上下100gbase-lr4/er4或者40gbase-lr4的每一個物理波長通道。同時，我們還要在ont測試儀上進行設置，才能測試每一個物理通道。ont儀表有l(wèi)amda group設置功能，可以將儀表發(fā)送的邏輯lane與實際的物理通道對應起來。這樣我們就可以測試每個物理通道的參數(shù)了，包括接收機的接收靈敏度、過載光功率。如果要測試壓力接收靈敏度或者做抖動測量，可以將一個低速10.3g（針對100gbase-lr10）、10.75g（otl3.4）或者11.18g（otl4.10）的抖動測試儀表串接在復用解復用出來的10g速率通道上，在10g速率上注入抖動調(diào)制進行測試。3 結束語隨著城市化的發(fā)展，光纜、管道