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40G速度下的PMD统计和环境组成的问题

发布时间:2020-02-14 05:11:59 阅读: 来源:玄关厂家

PMD是不断变化的一种统计现象。随着脉冲的缩短以及传输速度的提高,变化的程度以及其造成的影响和结果越来越棘手。

多年以来,为了设立一些定义,从而让操作员之类的人员能够容易地将不同链路进行比较,而不用考虑传输速率,人们一直在进行争论,并且建立起了一些数学模型。然而,由于PMD是一种统计现象,所以它总是在变化。您可以来到现场进行测量,但测量值只对于这个特定时刻才是有效的。如果您再测量一次,测量值很可能就会改变。

为了切实将这个因素考虑在内,操作员必须连续多个月测量PMD,才能获得对于该环境有效的平均值。当然,我们在这里谈论的是一般常见环境(而不涉及地下或架空光纤之类的特定条件,或龙卷风之类的极端风力条件等)。因此,难以应对PMD现象,因为它具有显著影响。

可能的结果

如果我们回顾一下基本理论,会发现PMD系数被表达为ps/√km。例如,假设传输速率为10Gbit/s,PMD系数为0.5ps/√km,那么对于两个地点之间80km长的光缆,计算得到的PMD值约为4.5ps。这其实是一个平均值,因此4.5ps对应于接收端脉冲的平均展宽;所以我们说,脉冲由于PMD现象而展宽了。

如果PMD值过大而导致信号脉冲展宽得过大,脉冲就会和其前后的脉冲重叠。如果超过了预设的可接受阈值,这种时间重叠现象就会导致误码。该现象被称为符号间干扰(ISI)。发生符号间干扰时,系统不再能够区分0和1位。当脉冲包含的1位的宽度与另一个脉冲包含的0位的宽度相同时,就会发生干扰。

由于PMD现象的本质是一种统计现象,因此服从某种统计分布,这在根本上意味着它是一个平均值。涉及传输和PMD时,这项分布则服从一种被称为麦克斯韦分布的数学分布。这种分布所形成的曲线与高斯曲线不同;麦克斯韦分布生成的曲线也意味着有平均值,但曲线的后半部分被拉长了(有“尾巴”)。有时候,如果脉冲展宽而且对应于出现在曲线尾部的分布值,那么与对应于平均值的脉冲相比,这种展宽现象会导致脉冲展宽的程度大得多(一些脉冲会比其它脉冲更宽),并且一些脉冲可能展宽到灾难性比例。

“正常”展宽和占据灾难性比例的展宽之间有什么差异?

在平均展宽中,脉冲会以给定的长度扩展,但是有时候,脉冲的展宽程度会远远大于平均的正常长度。发生这种情况时,就会导致网络中断;如果这种脉冲占据灾难性比例,接收端就会生成告警。

在40G传输中这一点更为重要;原因何在?由于脉冲变得越来越短,并且间距非常之窄,因此潜在的重叠与两个脉冲之间的距离直接成比例关系,而两个脉冲之间的距离又与比特率成比例关系。

要考虑的因素

由于PMD现象的本质是一种统计现象,所以仅仅进行一次PMD测量并没有太大意义。如果操作员决定只进行一次测试,那么他必须意识到这样做的后果。如果平均PMD值相对于预设阈值而言非常小,那么这就真的不是什么问题;但要是反过来的话,很快就会发生中断。因此,需要牢记在心的是,应对这种统计现象需要扎实的技术知识和良好的判断力。

比较特别的是,由于其对环境条件很敏感,并且由于这些条件会发生改变,所以它们对PMD有着直接和持续的影响。理解光缆设计也很重要;某些光缆的PMD容限要高于其它光缆。例如,与绞线相比,只包含一根柔软架空光缆的链路更容易受到风的影响。光缆受这种变化的影响越大,对光缆呈现出的PMD级别的影响就会越大。

简言之,记住光缆的类型(架空还是地下),以及环境条件,如风量。

风的作用是有层次的;地面没有刮风并不意味着更高的空间没有刮风(反之亦然)。

一般情况下,我们可以认为地下光缆受到的保护比架空光缆更好。但是,地震和建筑工程等导致的变化会影响到地下光缆。

例如,某些地下光缆铺设在车道之间地面的下方,因此会受繁忙的通行车辆影响。最易受到影响的地下光缆设施当数桥梁下的那些;当货运列车驶过桥梁时,可能会导致严重的有害变化。为了控制影响,就必须知道列车的共振频率!

不过,有很多方法可以将PMD对实际传输的影响降低到最低程度。欢迎访问EXFO的博客,了解实现这个目标的不同方法。

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