当CCITT (现在为 ITU-T)在1988年对SONET/SDH 进行规范化时,最高速率只要156M – 与现在的10G 和40G 网络是大不相同的东西. ITU-T 在规范无误码的10G 和40G的通讯体系的最大颤动时运用了和156M体系相同的假定.可是,现在并没有规范的程序用于承认颤动测验是精确的,也没有任何已知的颤动数值能够作为参阅源.
ITU-T规范了三个颤动测验目标以确保传输体系在互连时没有误码- 颤动发生,颤动容限,和颤动传递. 为了使传输体系的颤动在颤动容限值之下, ITU-T 界说了能够承受的颤动发生值应小于 0.1 UIp-p (从 4 MHz 到 80 MHz). 为确保这个目标,对带内颤动的正确评价显得十分重要.
一般地,有两个要素会导致传输体系的颤动 – 由传输体系发生的单边带噪声而引起的随机性颤动,和由SDH/SONET帧信号发生的承认的颤动. 随机颤动的数值随测验时刻不同而改变,由于随机颤动的概率散布契合高斯散布. 所以,测验时刻必需清晰给出.
另一方面, 承认性颤动和测验时刻无关.所以,正确地评价这些杂乱数据是十分重要的.尤其是在OC-192 (10G) 和 OC-768 (40G)的高速率情况下, 必需要将颤动控制在0.1 UI之内, 或许 对10G 和 40G 别离10 ps 和 2.5 ps.
颤动测验的问题
有许多测验体系能够丈量10G颤动,但每一个设备都简直得到不同的颤动成果,这是一个严峻的问题. 已然没有可追溯的通用规范,那么树立一个可信的校准程序来验证颤动测验是势在必行的.可是,SONET/SDH信号中多种的颤动使得测验变得杂乱和困难. 为有效地应对该应战,颤动可追溯性是必要的.
当运用自环测验来评价颤动测验设备时,发端和收端各自发生的颤动份额应当确知.一些厂家假定发端不发生颤动,以为一切的颤动由收端发生.这种做法是不对的,由于SDH/SONET 信号在未扰码的区域包括了帧字节的初始颤动.因而,承认发端信号有多少颤动是很重要的,尤其是站在可追溯性的观念来看.
颤动的可追溯性
图 1 显现了10G OC-192 信号的光波形.它是运用了安立公司的脉冲发生器作为规范的低颤动信号源,并通过宽带E/O转化器的输出信号.
100 mV/div 20 ps/div
图 1. 规范 10G 光波形
发端的颤动巨细能够运用图2所示的可追溯性体系来丈量.这个数值然后就能够用来评价收端并树立起收端的可溯源性.
图 2. 图画颤动评价体系
评价图画颤动
颤动能够不运用颤动测验设备来剖析.如图2所示,从可编程的脉冲发生器发生的OC-192 帧信号能够被用于丈量图画颤动. E/O转化器发生一个可用于被采样示波器调查的光信号. 通过运用图画触发来触发示波器, 能够显现出来一个固定的图画而不是眼图.时钟信号做为无颤动的参阅信号一起也被丈量.颤动测验成果能够在图3看到.非扰码的脉冲颤动是显着的.
Figure 3. Result of Jitter Evaluation (Optical)
进行64次测验平均是必要的,以下降示波器触发电路的剩余颤动的影响,使这种源的差错能够到达疏忽的意图.A1图画的第一个边缘和时钟信号的边缘能够运用采样示波器的推迟功能来调整以完成对数据沿和时钟沿时刻差的测验.
丈量完一切边缘(X1, X2, X3, …)的时刻差后运用数字信号处理器和滤波技能就能够核算出发端的图画颤动.该测验技能使得采样示波器的剩余颤动的影响能够被疏忽.
SDH/SONET 帧每125us在段开支(SOH)发生图画颤动.这是由于该处的A1/A2字节是不被扰码帧的同步字节,依据界说发生图画依靠性颤动,这个图画依靠性颤动的周期发生了以3.24MHz为中心频率的很多颤动.
图 4 显现了一帧的概率散布函数测验成果非扰码的字节发生的颤动峰值为6.61ps(65.8mUIp-p).其他的扰码字节的颤动比较小.所以,由非扰码的字节发生的颤动是颤动发生的首要原因.
图 4. 通过HP1+LP滤波器的图画依靠颤动的概率散布函数
评价随机颤动
为剖析随机颤动,一定要丈量发送信号的SSB噪声.以运用从SDH/SONET信号转化过来的1010图画 作为发送信号为例,通过HP1 + LP滤波器后核算出的随机颤动只要0.15 mUIrms.
60s测验时刻的悉数颤动 (PDFT) 是图画颤动 (PDFy) 和随机颤动 (%&&&&&%r)的总和. 以这种办法对9.95328-Gbit/s 图画的参阅信号所找到的悉数颤动为6.981 ps (69.47 mUIp-p). 作为成果,当运用很低SSB相位噪声的组成信号源作为规范信号源时,悉数颤动差不多等于图画颤动.SSB相位噪声只要0.15 mUIrms (HP1 + LP),简直能够疏忽. 所以,很显着,当测验小于0.1 UIp-p 的颤动时,图画颤动必需要被精确地测验.
SDH/SONET图画的图画颤动
图 5 显现了通过仿真器核算出的SDH/SONET图画中存在的图画颤动的频率散布. 虽然SDH/SONET图画颤动包括了无穷大的8-kHz 频谱, 峰值在 1 到 10 MHz. 乃至规范信号很洁净(例如图1所显现的), 在光信号上依然存在由SDH/SONET帧图画导致的大约 65.8-mUIp-p 的图画依靠颤动.颤动并没有通过HP1+LP颤动滤波器衰减,由于它在颤动测验带宽内.
Figure 5. Spectrum Elements of SDH/SONET Pattern (STM-64)
为确保精确的颤动发生,一切的颤动测验设备必需运用规范的可追溯的信号来校准.颤动接纳端能够运用随机颤动很小,并且没有图画颤动的1010图画进行校准.接纳端的剩余颤动能够通过已知的发送颤动来承认.例如,当成果显现为 80 mUIp-p, 接纳段的剩余颤动为 14.2 mUIp-p ,由于发送端的颤动是65.8 mUIp-p. 虽然发送端是测验设备剩余颤动的首要来历,它并不影响测验成果;由于它通过被测设备的传递特性被按捺了.
可追溯的颤动参阅的重要性
OC-768的图画依靠颤动频率仅仅相对的比OC-192的图画依靠颤动频率高,由于ITU-T 减少了40G的A1/A2的数目, 也因而减少了OC-768非扰码字节的区域.其颤动频率大约为 40 MHz, 依然在ITU-T规则的颤动带宽内(80 kHz-320 MHz). 因而,这个图画颤动必需要精确地丈量,尤其是在40G体系的规范十分严厉的情况下.
40G 的规范仍是比较严厉的,0.1 UI (最大答应颤动)对40G来说是2.5 ps, 大约是10G体系答应目标10 ps 的四分之一. 精确地测验 2.5 ps 是十分困难的,由于没有可追溯的规范参阅.
图6 显现了用这儿评论的验证技能测验一个典型的SONET发送器的 OC-768 图画颤动. 图 7 显现了运用安立的40G颤动剖析仪测验同一个发送器的颤动解调输出. 两个成果根本附近,可是远超过了ITU-T的规范.因而,生产厂家必需进步他们40G的器材功能,或许ITU-T 要重新考虑40G的颤动规范.
图 6. OC-768 (40G) 验证成果
图 7. OC-768 信号颤动测验仪的解调输出波形
定论
在高速率下的精确的颤动测验是十分困难的,由于涉及到十分小的时刻(2.5 ps, 10 ps) ,而恰恰是这样小的时刻是确保网络无误码运转的根底. 这儿描绘的办法显现了对10G和40G的颤动精确测验必需精确地核算图画颤动和随机颤动. 图画颤动在更大的程度上是由发端发生的,而不是收端. 对图画颤动的源头做不正确的假定将导致对高速颤动测验的对立.这篇文章所列的办法处理了这些问题.
