網(wǎng)絡(luò)升級到40Gbit/s時(shí)的測試效率和挑戰(zhàn)

人們對增加帶寬的要求越來越強(qiáng)烈，這使得服務(wù)提供商只有跟隨潮流，通過調(diào)整網(wǎng)絡(luò)來為客戶提供更多服務(wù)。此外，新技術(shù)隨著時(shí)間的推移而越來越近，再加上成本的限制，使得供應(yīng)商面臨著艱難的擇決。在這種背景下，從10Gbit/s升級到 40 Gbit/s 高級調(diào)制模式就是必要的，但不能不計(jì)成本。

每次升級背后的三個(gè)主要推動(dòng)因素是：服務(wù)提供商希望使用現(xiàn)有光纖和網(wǎng)元，以從已經(jīng)部署的基礎(chǔ)設(shè)施獲取最大收益；希望提升運(yùn)營的靈活性，這意味著更高效的服務(wù)準(zhǔn)備和通過向客戶提供新服務(wù)來增加收益；以及希望增加網(wǎng)元的密度。但是中心局的容量有限，所以需要將用于運(yùn)行和維護(hù)這些網(wǎng)元的能量合理分配。解決該問題的方法是使用更少的接口和更簡單的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

然而，由于新的調(diào)制速率（40Gbit/s和100 Gbit/s）會(huì)給現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)帶來諸多限制，上述這些要求又會(huì)增加挑戰(zhàn)的難度。從 10 Gbit/s 升級到 40 Gbit/s，或者甚至升級到 100 Gbit/s，會(huì)對光學(xué)缺陷容限產(chǎn)生巨大的影響，這些光學(xué)缺陷包括：噪聲相對于信號的水平、色散 (CD)、差分群延遲 (DGD)、偏振模色散 (PMD)，以及網(wǎng)絡(luò)中存在的濾波器的帶寬。例如，從 10 Gbit/s 升級到 100 Gbit/s 就意味著，要獲得相同的服務(wù)等級，光信噪比 (OSNR) 需要提高 10 dB，而 CD 和 DGD 需要降低到原有值的 10%。

一旦決定從現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)升級到高級調(diào)制模式，要做的第一步就是驗(yàn)證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的特性，以確保網(wǎng)絡(luò)能夠按照供應(yīng)商的規(guī)格指標(biāo)維持新的調(diào)制模式。

如果通過鏈路驗(yàn)證確定現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)適合升級到40Gbit/s，下一步就是選擇最適合的系統(tǒng)及其在現(xiàn)場的安裝和試運(yùn)行：

通過傳輸性能測試來測量發(fā)送器和接收器的性能、光放大器性能、差錯(cuò)行為，以及通過波分復(fù)用器(WDM)網(wǎng)元累積起來的相關(guān)效應(yīng)，因?yàn)槿魏螁栴}都會(huì)對服務(wù)提供商的收入造成直接影響。

使用光譜分析儀(OSA)測量中心波長和信號功率；之后需要測量的另一個(gè)重要參數(shù)是OSNR，因?yàn)樗鼤?huì)在很短的時(shí)間內(nèi)立刻給出對系統(tǒng)所有通道的整體性能的間接評估結(jié)果。

OSNR是展示所有光學(xué)噪聲效應(yīng)的極佳方法；它是指光鏈路上的接收信號與附加噪聲之比，用于總體地給出光鏈路上的全部噪聲效應(yīng)。（通常情況下，光放大器的ASE噪聲是 OSNR 的主要組成部分。）

OSNR和誤碼率(BER)之間有著直接的關(guān)系；較高的 OSNR 會(huì)導(dǎo)致較低的 BER。光網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商希望網(wǎng)絡(luò)以很低的誤碼率運(yùn)行，并且通常希望 BER 的數(shù)量級在 1x10-12 到 1x10-15 之間?？梢愿鶕?jù)特定光鏈路的所需比特率直接外推得出所需 OSNR。如果實(shí)測 OSNR 高于獲得所需 BER 所要求的水平，就說明光鏈路的能力還有提升的空間，可以用來傳輸更多波長，將信號傳送至更遠(yuǎn)的距離，或者增加傳輸數(shù)據(jù)的比特率；所有這些措施都將提升整體容量。

圖1.用于OSNR 測量的插值法，根據(jù) IEC 61280-2-9

通常會(huì)遵循IEC61280-2-9的建議，使用插值法來測量 OSNR（如圖 1 所示）。 該方法基于噪聲水平在相鄰波峰之間和下方大致平坦這一假設(shè)。使用具有相應(yīng)波長分辨率和光抑制比的 OSA，就可以通過合理利用蹤跡上的光標(biāo)來確定相鄰波峰之間的噪聲水平。然后可以對波峰下方的噪聲值進(jìn)行插值（也如圖 1 所示）。計(jì)算得出的 OSNR 就是峰值功率（在大信號的情況下，為積分信號功率）和波峰下方噪聲之間的差值。

圖2.不能插值的情形1：波峰緊密排列

遺憾的是，在兩種情形下，不能夠進(jìn)行插值：

波峰的間距非常小（比如40Gbit/s大信號，或超密集波分復(fù)用 (UDWDM) 的情況）并且串?dāng)_在 ASE 噪聲中占主要部分（參見圖 2）

波峰下方噪聲不平坦，如窄濾波器造成的波峰下方噪聲（參見圖3）

圖3.不能插值的情形2：波峰下方的噪聲不平坦

偏振差分光譜分析法是一種創(chuàng)新性的方法，它的基礎(chǔ)是使用信號和噪聲之間的根本差異進(jìn)行的高級分析；通過這種方法可以在通道中進(jìn)行充分的噪聲測量，而無需關(guān)閉發(fā)送器(FTB-5240S-P)。有關(guān)EXFO的帶內(nèi) OSNR 方法的詳細(xì)信息，請閱讀標(biāo)題為測量較窄光通道內(nèi)的信噪比的文章。

結(jié)論

轉(zhuǎn)變到高速網(wǎng)絡(luò)時(shí)，必然會(huì)面對隨之而來的種種復(fù)雜問題，因此擁有必要的工具來確保成功升級就至關(guān)重要。我們的測試設(shè)備涵蓋了試運(yùn)行和開通階段從OSNR測量到傳輸層和連通性測試(FTB-8140) 的方方面面，能讓您的網(wǎng)絡(luò)在邁出每一步時(shí)都保持最佳運(yùn)行狀態(tài)。請?jiān)L問以下鏈接，了解 40G 技術(shù)、我們的相關(guān)測試方法及產(chǎn)品的詳細(xì)信息。