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1、40G/100G 测试技术交流,100G 市场概述 40/100G 基本概念 OTN 概述 OSNR相关 EoOTN 概述 以太网 概述 结论,目录,带宽增加 40G/100G 市场成长,部署 40G/100G 系统将推动市场在未来 3-5 年持续增长 DellOro 预测 40G/100G DWDM 转发器从现在到 2015 年将保持 50% 的年均复合增长率 大多数网络设备制造商都拥有成熟的商用技术：Ciena、NSN、ALU、中兴、华为、Cisco 等,The high-speed market, will grow at a CAGR of 16% to reach $2.6B by
2、2015 40G/100G transceivers will account for 40% of total 10G/40G/100G transceiver revenue by 2015,40G/100G Market Growth,100G will exceed 40G port deployments in 2014 by 66% Carriers clearly favor 100G over 40G for new greenfield builds,Source: Infonetics Research, 40G/100G wavelength deployment str
3、ategies: global service provider survey, Dec 15th, 2011,40G/100G 概念,线路侧 vs 业务侧,业务侧 面向用户 业务为导向 大部分针对分组业务 40G 串行 SDH NRZ 并行光通道 Eg. 4x10G 100G 并行光通道 Ethernet 802.3ba Eg. 4x25G,线路侧 面向网络 长距离 传输为导向 40G 大多数 OTU3 NRZ, DPSK 100G 串行光传输 采用 OTU4 112G,128G & Up OIF: DP-QPSK, 还有其他类型,100G NE 总览：从业务侧到线路侧,网元,PSO-200
4、,FTB-85100G,IEEE 802.3ba - 标准要点,支持 40 Gb/s 和 100Gb/s 的 MAC 数据速率 在 MAC 层提供 10-12 的 BER 为 OTN 提供相应支持 提供的物理层规范支持：,100G 以太网概念,100G The Ethernet frame used at 40 & 100G is the same frame used at 10G,The Ethernet frame is transmitted over 20 PCS parallel lanes, which is then convert to 10 CAUI lanes befor
5、e the transmission over the CFP,100G The Ethernet frame used at 40 & 100G is the same frame used at 10G,PCS 通道偏差,偏差定义为不同 PCS 通道之间的传输延迟 因此，网络需要容忍偏差并对传入 64B/66B 数据块进行缓冲，直到接收完全，然后再次重组此数据块 通道偏差分为种类型： 静态：链接建立后即固定 动态：可在链接建立后改变，主要来自传输介质 主要源端 PCS（Tx 和 Rx） CAUI/XLAUI（Tx 和 Rx） Ser/Des（Tx 和 Rx） PMA 和 PMD（Tx 和
6、Rx） 传输（光学或电学介质） 端到端偏差最大为 180 ns（每通道 928 比特）,PCS 通道偏差SKEW（续）,偏差是信号经过一条通道所花时间与其经过其他通道所花时间之差 沿数据通道的每个元件（即 CFP、光纤等）都对总偏差有所贡献 运营商需要确保总偏差不超过标准允许的最大值,40G/100G PCS 通道标记,PCS 通道标记是用于记录和重新对齐 PCS 通道的机制 标记包括通道编号，以 64B/66B 控制符进行编码 在每条 PCS 通道上，每 210 s 或每 16383 个数据块同时发送标记 每条 PCS 通道：允许接收方 PCS 识别并记录每条通道 同时：允许接收方 PCS
7、重新对齐每条通道,接口,物理接口,XFP（用于比较）,物理接口,单速率 CFP：40GE 或 100GE 双速率 CFP：40GE/OTU3 或 100GE/OTU4 注意：双速率 10 x 10 CFP 可支持 40GE/100GE/OTU3/OTU4,通过 CXP 和 QSFP，100G 和 40G 也可用于较短距离,100G CFP 概念,10:4,PCS 通道,CAUI 通道,PMD 通道,单模光纤,4 x 25G：4 条通道，每条运行于 25G,4 x 25G,分包数据转换为 64b/66b 符号 并通过 PCS 通道发送,100G CFP 概念,10 x 10G：10 条通道，每条
8、运行于 10G,分包数据转换为 64b/66b 符号 并通过 PCS 通道发送,10:4,PCS 通道,CAUI 通道,PMD 通道,单模光纤,10 x 10G,100G/40G 接口和传输距离,CFP 路线图,CFP,CFP2,CFP4,CXP,CXP2,预期第二代光学器件在 2012 - 2014 年左右具备更低功耗和更小尺寸,2008,2010,2012,2014,2016,传统 40G SONET/SDH 速率的情况：,介绍串行 40G CFP (40GBASE-FR) 三重速率支持 OC-768/STM-256、40GE-FR、OTU3 1550nm 光学 TX 波长 目标 8W 功
9、耗 电接口 4 x 10G MLD（STL256.4、XLAUI、OTL3.4） LC 连接器选件 电学和机械兼容 CFP-LR4 和 CFP-SR4,40G SONET 和 SDH 现在可以通过串行 CFP 传输,STL-256.4 (ITU-T G.783),客户端,客户端,SONET/SDH 净荷,OH,STL-256.1,1, 2, 4,STL 类型和比特率 STL-256.4 = 9.953Gb/s,STM 信号通过 4 条通道传输,新,STL-256.2,STL-256.3,STL-256.4, 3,提供通过多通道并行接口适配 STM-256 的功能。,40G SONET 和 SD
10、H 现在可以通过并行 CFP 传输,客户端与线路端,线路端和客户端分别是什么？为什么区分这两者很重要？,客户端 指向客户 面向服务 面向大多数数据包 40G SONET/SDH NRZ 100G (802.3ba) 并行光器件 NRZ 例如 4x25G、10x10G,线路端 指向网络 长距离 面向传输 40G 大多数 OTU3 NRZ、DPSK 100G 串行光器件 必须为 OTU4 112G 或 128G OIF：DP-QPSK，但也允许其他,OTN 概述,WDM 光传送网 (OTN) 传输,为什么采用 OTN？,OTN 帧结构,OTN (ITU-T G.709) 基于并行光器件,客户端,O
11、Ch 净荷单元 (OPU) 净荷,OPU OH,OCh 数据单元 (ODU) 净荷,ODUOH,OCh 传输单元 (OTU) 净荷,OTU OH,FEC,OTUk 和比特率 OTU3 = 43Gb/s OTU4 = 112Gb/s,OTUk 信号通过 n 条通道传输,OTL（光通道传输通道）,传统 GigE 映射,新型 GigE 映射,ODU0,ODUflex,ODUflex 是于 2009 年 10 月推出的新型 OTN 可变容器 允许灵活的 ODU 速率以透明传输任何客户端信号，使用与 VCAT 类似的流程，不同之处是没有差分延迟，因为信号映射到相同的物理容器中 以两种方式适配： 对于恒定
12、比特率 (CBR) 客户端信号 速率 = 239/238 x CBR 速率 对于 GFP-F 映射的数据包客户端信号 速率 = N x 1.25Gbit/s (ODU0)，其中 1 N 80,ODUflex HAO,类似于 LCAS,G.709 中尚未规定；草案版本正在讨论中,ODU 净荷类型,AMP（异步映射）是将客户端信号映射到 OTN 的传统方法 PT=20 GMP（通用映射）是适用于多种客户端信号（即以太网、FC、ESCON 等）的新型映射方法 PT=21,接下来是,接下来是建议,由于 OTN 的下一个速率一定取决于下一个以太网速率，所以应根据有关时序和技术方向的 IEEE 802.3
13、 来选择下一个速率,接下来是建议,40G/100G OTN 测试需求,实验室 验证,标准符合性，映射/解映射能力，FEC 功能，开销字节的正确传送，端-到-端故障管理,OSNR Same as 10G?,从下面光谱上看哪些是 10G 信号，哪些是 40G 信号?,10G信号,40G信号,下面是一个10G和40G DPSK信号混传的系统,10G 信号OSNR的计算,OSNR : 光信噪比 (Optical signal-to-noise ratio ) 光信噪比最早是在 IEC 61280-2-9 标准文件中定义的，是光信号功率与噪声的比。由于噪声是由通道之间噪声内插计算得到，作为区别，我们也把
14、IEC测试方法叫做传统的带外OSNR测试方法。 计算公式如下 :,传统内插测试 方法噪声水平,系统真实的 噪声水平,目前的40G 信号的DWDM系统，频率间隔主要为 50GHz，各波道40G信号由于光谱较宽，存在光谱交叠 传统的基于IEC标准的内插测试方法 将不再适用 目前各系统设备和传统测试设备无法提供准确的OSNR值,需要一种全新的OSNR 测试方法,40G 信号OSNR的计算一样吗？,全新的OSNR测试方法,积分法,第一步：手动得到信号功率+噪声的积分功率,第二步：关断信号，手动测试噪声的积分功率,第三步：手动计算OSNR,积分法是目前40G工程中常用的方法。分别手动测试信号功率和噪声功
15、率，计算OSNR结果。是一种需要停业务的测试方法,积分法测试是最佳测试方法吗?,非常费时、费力的一种人工测试方式，特别是通道数多的情况下，比如 80X40G 系统,是一种断业务的测试方式，无法用于维护的目的!,其它：当通道数少时，由于功率的重新分布，造成大的测试误差,下图是一个9波的系统，在信号开启和关闭前后相邻通道的功率变化 即使在功率控制很好的情况下，相邻通道的功率偏差依然近1dB 所以积分法必须作相应的修正处理,积分法测试中的功率重新分布的问题-必须进行相应的修正,信号开启前的光谱曲线,信号关闭后的光谱曲线,比较：相邻通道的功率差,Signal + Noise,PA,Subtract P
16、A-PB = (2-1) * S,Noise cancels out leaving,P = S + N,“Reconstructed signal”,= S = K(PA-PB),Remove S from P = N,EXFO 带内测试方法,Yes or No. 除了上述原因外 依赖系统的非线性噪声大小： 积分法测试:信噪比只包括了ASE噪声； 带内OSNR测试:包括了所有噪声来源(非线性噪声和ASE噪声)。 目前，大部分系统具有较好的非线性噪声控制，故结果一致 右图的结果，两种方法测试结果非常一致（差别小于0.5dB）,带内测试与积分法测试结果是否完全一致?,两种方法结果一致性较好的情况,下面的测试结果中，两种方法的差别在12dB 从噪声分析可以看到非线性噪声偏大 目前EXFO也可以为部分研究目的用户提供纯ASE对应的OSNR，已便于两种方法的比较,带内测试与积分法测试结果是否完全一致?,非线性噪声部分,两种方法结果有差别的情况,光谱仪（OSA）是一钟波分系统例行维护的工具 每一个波
