100G规模部署加速“翻新”测试体系

4/22/2013，去年，业界争论如火如荼的“要不要上100G，什么时候上100G”问题，最终尘埃落定于中国移动跳过40G建设全球最大的100G网络。中国移动投入30亿元进行100G设备集采拉开了中国100G正式商用的序幕。随着100G大规模部署的兴起，对测量、测试仪器也有了全新的需求。

在线OSNR急需解决
 
    大规模建设100G不只是对系统设备、网络等的考验，同样也是对测量、测试仪器的一次大考。
 
    “相对于10G/40G，100G网络可以说是一个全新的网络。对于网络测试来说，更可以说是从原始时期进入到了文明时期。”EXFO大中国区技术总监孙学瑞如此表示。在10G/40G网络中，只需测试线路中有无信号就基本满足测试需求。而对于100G此种测试方法已经失去了有效的作用。100G系统普遍采用DPM-QPSK(偏振复用四相相移键控)的调制方式，信号是一种偏振复用的信号，即无法采用40G系统信噪比测试的方法来进行100G在线测试。

   谈及原测试方法无法测试100G网络的原因，JDSU高级产品专家沙慧军也向《通信产业报》(网)记者介绍到，“由于100G波分系统采用PDM-QPSK的调制技术，即利用光信号的两个偏振态之间相互正交特性来实现在同一个光载波上携带两路信息，使得信号码元速率下降一半。这种特性与40G网络中普遍采用的认为光信号是具有单一任意偏振态的偏振光的偏振态分离法带内信噪比测试原理相违背，而无法继续采用40G的测试方法，且100G光信号频谱较宽更不适合采用类似10G在线OSNR监测的带内法。”

    据了解，中国电信、中国联通，今年也将开启资金规模不小的100G集采工作。中国100G大规模部署的帷幕即将掀起。从100G部署开始，到目前正逐步扩大部署规模。这正预示着100G测试工作再也回不到在实验室、试验网上，测试人员可以随意断网进行测试的时期了。

    100G商用时代的到来，需要全新的满足现场测试、在线测试等新情况的测试仪器。目前，有关于100G测试难点主要集中在在线OSNR(光信噪比)测试，纠前误码率测试，CFP2和CFP4验证，100G压力测试，OTN分组化业务承载等方面。中国移动研究院网络所项目经理李允博表示。

    目前，所有测试厂商均关注并研究这些方面以期早日推出全新的解决方案，满足运营商现场测试需求。

    如在线OSNR测试方面。OSNR是DWDM(密集波分复用)系统非常重要的参数，它与系统设备性能直接相关。通过测试OSNR即可便捷的了解到DWDM系统状态。在谈及OSNR在系统参数中的重要意义时，孙学瑞介绍到，系统OSNR下降严重，则系统性能也将大幅减弱，同时接收信号定存在误码;而从系统维护的角度分析，随着DWDM系统波数增加，OSNR可直观体现出系统整体性能。其是OTN系统维护中一个非常重要的参数，甚至可以说OSNR近乎是唯一的光层参数指标。

    但目前，100G系统面临维护的问题是，并没有商用的测试设备支持在线光信噪比测试，一般采用光谱仪进行测试。

    其主要原因是由于在50GHz的通道间隔下，100G的信号光谱会出现交迭的情况，从而用传统光谱仪无法在线给出光信噪比参数，必须采用与40G采用的带内OSNR(in-band OSNR)的方法相近测试方法。如在40G系统中，可利用信号与噪声的偏振属性不同，比如偏振消光法来测试带内信噪比。而与40G系统不同的是，100G系统普遍采用DPM-QPSK的调制方式，信号是一种偏振复用的信号，也就是说无法采用40G系统信噪比测试的方法来进行100G在线测试。孙学瑞表示。

    目前针对100G的OSNR测试的成熟方法主要是采用关闭信号光的信道噪声积分测试法，但这种方法适用于实验室应用却并不适合现场及在线测试应用。

    针对这一问题，业界也提出了多种测试方法。沙慧军介绍到，除了关闭信号光的信道噪声积分测试法还有其他几种测试方法，如外加参考信号的DSR分析法、CD/PMD补偿的带内相干接收DSP内噪声评估法、及时域周期信号高分辨频偏分析法等，均有各自的优缺点。同时这些方法均不能完全适用于100G波分系统整个网络结构在线测试应用场景。

    测试厂商正对在线OSNR测试进行不断的研发工作以满足市场需求。如EXFO目前可为用户提供100G在线光信噪比测试服务。并承诺用户将来可以通过测试设备升级的方式，对其光谱仪FTB-5240S-P或FTB-5240BP进行升级，从而具备对100G系统进行在线光信噪比测试能力。JDSU对在线测试OSNR领域进行的深入的研究，不久也将会有相应的带内测试方案推向市场。

    此外，纠前误码率测试，CFP2和CFP4配套测试等也成为业内关注的重点，各个测试厂商正在进行相关测试仪器的研究开发当中。

    集成化的设备

    随着100G大规模应用，在100G网络中需要测试的性能指标也不断增加。如测试网络产品从物理层到业务上层的不同业务承载的有效性，多业务混合、故障产生等方面。

    但使用原有的测试仪器有可能是一种测试仪器只能测试一个或几个参数指标。这将大大增加运营商投入成本以及一线测试人员携带设备的负担。

    将尽可能多的测试功能集成到一台设备中已经成为业内以及测试厂商的共识。

    安捷伦亚太区市场发展经理阚先胜表示，100G在验收测试领域，测试人员需便携式、一体化的测试工具，从而能够极其方便地对于系统设备的输出性能进行验证。

   沙慧军介绍，由于光网络架构整体越发扁平化，单个网络产品功能却越加复杂。JDSU认为100G光测试产品应需向深度及广度测试全面覆盖进一步演进，需在同一单个测试平台上全面支持针对网络产品，从物理层到业务上层的不同业务承载的有效验证。其应具备多业务混合的并发压力及故障产生测试能力以便充分验证设备的处理能力和发现深层次设计问题等能力。此外，满足客户根据自身不同测试需求提供对应的测试选件的需求，来充分节约用户投资，降低测试成本。

    孙学瑞也指出，测试工具将集成更多的测试功能，业务侧与线路侧也将集成一体，并需提供星图分析功能。如同一产品集成了对OTN网络中100G以太网接口、OTU4接口、40G/10G/2.5G OTN/SONET/SDH接口等多种接口的测试。此外，测试工具应既支持100G以太网、OTN测试功能，也需要支持线路侧的波分性能测试，比如光谱的测试功能。而从技术上，OTN网络融合了DWDM和SDH功能，OTN结构上分为光层和电层，并且相互影响，例如光层的OSNR出现问题，则在电层将出现误码。100G测试仪与线路侧光谱仪的结合也是技术上的选择。

    为此，多家厂商推出了集成的测试产品，如安捷伦推出的便携一体化光调制分析仪N4392A;EXPO推出的FTB-88100NGE;JDSU推出的便携式100G测试平台MTS-8000 100G。

400G测试需求已现

    有关100G的争论刚刚结束，400G已出现在人们眼前。今年的三月，IEEE正式成立了802.3 400G Ethernet Study Group，针对400G以太网接口指标、标准进行相关的研究，期望草案将在8至12月后形成，将有望在2017年完成。

    业界也推出了多种400G解决方案，如阿朗、华为、中兴等大型系统设备商都已经拥有400G解决方案。同时，已有运营商开始尝鲜400G，如法国电信Orange将部署单波道400Gbps的光纤链路，日本富士通公司、NEC公司和NTT通信公司联合发展400Gbit/s光传输技术，Verizon也在去年进行了1822km的40.5Tb/s传输试验。

    同100G一样，400G也分为客户侧与线路侧两部分。而测试也将在这两方面进行解决。但针对400G的测试目前也只停留在相对初级的阶段。

    沙慧军表示，客户侧的测试难点集中在16×25G不同码型的长期误码验证及相应Crosstalk问题定位和分析;不同25G物理链路间时钟长期漂移对模块/系统数据性能的影响;物理接口对信号抖动的容忍性能测试，以及400G以太网全业务压力测试等。

    其原因在于模块的组件集成稳定性、多通道25G I/O本身技术问题，接插器件间信号损耗、物理散热、FPGA芯片处理能力等方面。

    在线路侧的测试主要难点同样集中于在线OSNR测试、在线PDL(偏振相关损耗)测试等。而原因在于其采取偏振态、更加紧密的相位调制方式，更加紧密的信道间隔等。

    在这些方面，专业的测试厂商也正在加快研发的脚步以满足未来400G测试需求。
 来源：通信产业报