下一代電信網(wǎng)絡測試儀

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

　　從10Gbps通信技術達到SDH中的下一個更高級別似乎很簡單。但是，它需要許多技術性的調整，以達到電信級的質量。

　　較高的傳輸速度而不管未使用的DWDM波長?

　　15年前，建立了SDH/SONET技術，那時侯對于使用全光網(wǎng)絡還只有很少或根本沒有任何想法，而光通信通道可以通過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型的網(wǎng)絡發(fā)展，而DWDM技術正在給予動力援助。在SDH中使用的網(wǎng)絡操作中心(NOC)信令機制仍然以端對端連接為基礎，而光通信信道則沒有被說明。正如建議G.709中所說明的那樣，ITU已經(jīng)為此加緊推進了光傳送網(wǎng)絡(OTN)的標準化。這種光傳送網(wǎng)絡體系對于SDH得主要優(yōu)勢在于：它定義了光通信信道和相關的信令功能。

　　在OTN中除了OUT開銷外，ITU-T第G.709號建議也規(guī)定了前向誤碼糾錯(FEC)的使用，它并不只是允許了線攬交換網(wǎng)絡中的位錯檢測，也進行了糾錯，以實現(xiàn)較長的傳輸路徑。

　　由G.709所描述的光傳送網(wǎng)絡體系并不是一種新的發(fā)展技術。當該項技術在多年前最初被定義的時候，它并沒有實現(xiàn)任何突破。廣域網(wǎng)絡通過使用SDH/SONET技術而在全球范圍內得到了大部分的認可，而并沒有發(fā)生向全光網(wǎng)絡的進一步發(fā)展?，F(xiàn)在，隨著傳輸體系中下一個階段的實現(xiàn)，有了對于OTN技術的需求。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(tǒng)，可以為STM-256和OTU3而裝配上接口卡，為抖動發(fā)生器和抖動分析器留下兩個空槽。滿配置的測試儀可以進行40/43Gbps網(wǎng)絡元件所需要的所有測試。

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

　　抖動 —傳輸中信號損傷的危險源

　　在SDH/SONET標準中以及后來的OTN第G.709號建議中所說明的同步網(wǎng)絡對于網(wǎng)絡元件的同步以及時鐘信號和數(shù)據(jù)信號的相位穩(wěn)定性有著特別高的需求。通過參考標準的銣時鐘信號或通過在網(wǎng)絡元件上使用GPS，可以實現(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡中的同步。然而，時鐘信號中的不確定性仍然出現(xiàn)，尤其是在傳輸設備中，由于不同的物理機制而出現(xiàn)的不確定性。抖動和漂移被用來說明沿著理想數(shù)字信號時間軸的通常周期變化，例如，如果時鐘信號在接收器采樣過程中是不穩(wěn)定的。正如ITU-T第G.810號建議中所說明的那樣，如果這種周期性低于10赫茲，那么它被稱為漂移。抖動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(tǒng)性抖動。模式相關的系統(tǒng)抖動是由符號間的干擾所產(chǎn)生的，它是數(shù)字脈沖的之前和之后脈沖的影響。幀模式抖動是一種抖動現(xiàn)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(shù)據(jù)傳輸率上開銷字節(jié)數(shù)量的增長，這種影響在STM-256或 OTU3信號中變得更加重要。

　　為什么抖動對于傳輸有這樣的威脅?

　　用于在理想點上(每個位的中心)對傳輸信號進行取樣的時鐘信號，是接收器對傳輸信號本身時鐘恢復階段得到的。由于信號上的低頻抖動，得出的時鐘信號跟隨著頻率變化，而只要抖動振幅不是特別的大，那么取樣一般都是沒有誤差的。由于高頻抖動，時鐘恢復電路對于變化的跟隨不能達到使信號取樣沒有誤差的程度。在相位變化大于時鐘周期的一半時(=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。其他因素可以更進一步地減少判定域值的范圍。如果抖動振幅太高，那么有可能有效載荷信號會失去同步(幀丟失，LOF)。

　　OTU3高頻抖動的最高級別是100mUI(單位間隔的10%)。峰-峰值通常是瞬時的，所以均方根(RMS)值是由積分計算的。由于它的時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(guī)定數(shù)值，這種振蕩器需要花費很大的費用開發(fā)。根據(jù)ITU-T第O.172號建議，測量設備必須證明在相關的抖動頻率范圍內50mUI的最大內在抖動。

　　輸入階段的最大容許抖動(MTJ)是通過使用一個產(chǎn)生OTN或SDH信號的設備而確定的。正弦曲線抖動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頻率上的抖動振幅，超過規(guī)定的限值直到開始出現(xiàn)誤碼。

　　抖動傳遞特性說明了網(wǎng)元通過使用合適的技術減少或提高輸入信號和輸出信號之間抖動幅度的能力。這種抖動的減少對于在網(wǎng)狀網(wǎng)絡中防止在幾個網(wǎng)段上積聚抖動尤其是必需的。

　　確定抖 動接收器的測量準確度

　　在ITU-T第O.172號建議中具體規(guī)定了抖動發(fā)生器內在抖動的固定限度。規(guī)定這類抖動測量設備的測量準確度將確保通過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(qū)間的唯一方法是相對于一個無抖動發(fā)生器來校對接收器。生產(chǎn)這樣的發(fā)生器是具有挑戰(zhàn)性的工作。在附錄VII 的ITU-T第O.172號建議中，說明了一種確定抖動測量設備的置信區(qū)間和測量準確度的方法。

　　要邁向通信體系中的下一個更高級別最初似乎“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。目前正在進行的工作是以新型的、多級調制方法來進行，以提高效率。同時，可再配置光分插復用設備(ROADM)這樣的新型模塊正成功地進入到網(wǎng)絡概念中。因此，光交換再次成為一個熱點。在新的網(wǎng)絡概念(例如數(shù)字通訊)中，像抖動這樣的模擬參數(shù)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。由于高技術性的要求仍然必須予以實現(xiàn)，因此測量設備必須要適應新的技術環(huán)境，以滿足新的要求。