下一代電信網(wǎng)絡(luò)測試儀

　　終端用戶的新接入業(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(shù)字體系(SDH)的下一階段相符合。眾所周知的技術(shù)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(shù)，這為測量設(shè)備帶來了新的挑戰(zhàn)。

　　從10Gbps通信技術(shù)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(shù)性的調(diào)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?

　　15年前，建立了SDH/SONET技術(shù)，那時侯對于使用全光網(wǎng)絡(luò)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(luò)發(fā)展，而DWDM技術(shù)正在給予動力援助。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(chǔ)，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(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(luò)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(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候，它并沒有實現(xiàn)任何突破。廣域網(wǎng)絡(luò)通過使用SDH/SONET技術(shù)而在全球范圍內(nèi)得到了大部分的認可，而并沒有發(fā)生向全光網(wǎng)絡(luò)的進一步發(fā)展。現(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(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(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(luò)元件所需要的所有測試。

　　　　　圖1：具有40/43Gbps模塊(插入式)包括抖動應(yīng)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(luò)對于網(wǎng)絡(luò)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(luò)元件上使用GPS，可以實現(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)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(shè)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(guān)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(jié)構(gòu)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(fù)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(fù)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(shè)備必須證明在相關(guān)的抖動頻率范圍內(nèi)50mUI的最大內(nèi)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(shè)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(shù)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(luò)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(nèi)在抖動的固定限度。規(guī)定這類抖動測量設(shè)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(shè)備而獲得的結(jié)果是可以比較的。確定結(jié)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(shè)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(diào)制方法來進行，以提高效率。同時，可再配置光分插復(fù)用設(shè)備(ROADM)這樣的新型模塊正成功地進入到網(wǎng)絡(luò)概念中。因此，光交換再次成為一個熱點。在新的網(wǎng)絡(luò)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(shù)性的要求仍然必須予以實現(xiàn)，因此測量設(shè)備必須要適應(yīng)新的技術(shù)環(huán)境，以滿足新的要求。