In-Band OSNR Messung mit OSA und WDM-Aware

EXFO hat im Januar 2012 eine neue Technologie vorgestellt, die die hoch entwickelten Optischen Spektrum Analysatoren (OSA) FTB-5240S-P / FTB-5240BP geradezu revolutionieren soll.
Wir blicken auf heutige Anforderungen an die Messtechnik und den neuen Lösungsansatz der WDM-Aware Software.

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Netzanbieter stehen vor dem Problem, gleich in 2 Richtungen optimieren zu müssen. Der Konkurrenzdruck zwingt zur Kostenoptimierung, während der Kunde mehr Bandbreite verlangt. Dieses Dilemma lässt sich nur mit angepasster Messtechnik lösen, die einerseits mit den komplexen „Next Generation Networks“ zurechtkommt und andererseits in der Lage ist, mithilfe automatisierter Prozesse Zeit zu sparen und den Feldtechniker zu entlasten.

Die Bestimmung des „optischen Signal-Rausch-Abstands“ (OSNR) mit dem OSA ist weiterhin die wichtigste Kennwertermittlung, jedoch ist die bisher verwendete Standardmethode nach IEC (mit Bestimmung der Rauschwerte zwischen den Kanälen) in NGN-Netzen beim Einsatz von ROADMs und/oder 40G Signalen nicht mehr anwendbar, da fehlerhaft (Grafik1). In solchen Fällen ist es notwendig, die Rauschwerte unterhalb des eigentlichen Signals und damit „In-Band“ zu messen. 

Grafik 1 - WDM-Kurve von 10G Signalen

Grafik 1: WDM-Kurve von 10G Signalen - die Kanäle 002, 004 und 005 haben mehrere ROADMs durchlaufen, während Kanal 003 nur einen ROADM durchlaufen hat. ©EXFO

Bei gleichzeitiger Übertragung von 10G und 40G Signalen kann es zu einer gegenseitigen Beeinflussung durch Übersprechen kommen. Hohe PMD kann die eigentliche spektrale Signalform nachteilig beeinflussen, sichtbar als verzerrte Kanäle (Grafik2).

Grafik 2 - PMD und Übersprechen

Grafik 2: PMD und Übersprechen - ein 40G Signal (Kanal 002) umgeben von 10G Kanälen.

 

Abweichungen zwischen OSNR Messung und In-Band-Methode

Kanal IEC OSNR In-Band OSNR Abweichung / Differenz Datenrate Erfordert in-band OSNR?
C_001 16,73 dB 17,86 dB -1,13 dB 10 G Ja
C_002 9,33 dB 18,69 dB -9,36 dB 40 G Ja
C-003 13,57 dB 18,37 dB -4,80 dB 10 G Ja

Die oben stehende Tabelle zeigt die Abweichungen zwischen normaler OSNR Messung und der hier unerlässlichen In-Band-Methode ©EXFO

Das sind schon 3 Faktoren, die Einfluss auf die korrekte Bestimmung des OSNRs haben. Normalerweise erfordert dies bereits ein entsprechendes Expertenwissen des Anwenders, um die korrekte Einstellung der Messmethode vorzunehmen – und das individuell pro Kanal.
Mit der WDM-Aware Technik ist das Expertenwissen sozusagen bereits in das Gerät eingebaut.
Die WDM-Aware-Technik übernimmt die Optimierung der OSNR-Messmethode für jeden einzelnen Kanal! Zunächst wird analysiert, ob das Eingangssignal durch äußere Faktoren beeinflusst wird, wie z.B.:

  • PMD
  • Übersprechen
  • Polarisations Multiplexing
  • Polarisations Mischung
  • ROADMs


Danach werden die notwendigen Einstellungen vorgenommen, wie es auch der ausgewiesene Experte täte.

Die WDM-Aware Näherung basiert auf der Annahme, dass das Signal zu mehr als 50% polarisiert ist (DOP) und die Störungen (Rauschen) zu einem höheren Grad unpolarisiert sind.
Ein Polarisationssplitter teilt das Licht in 2 Polarisationszustände, SOP-1 und SOP-2, während der interne Polarisationscontroller so eingestellt wird, dass zwischen SOP-1 und SOP-2 einige Dezibel Unterschied entstehen. Da wir davon ausgehen, dass das Rauschen unpolarisiert ist, muss der Anteil in beiden Polarisationszuständen gleich sein.

Grafik 3 zeigt die Methode zum Herausrechnen des Rauschanteils

Grafik 3 zeigt die Methode zum Herausrechnen des Rauschanteils

Auf diese Weise kann, wie in Grafik 3 dargestellt, das Rauschen herausgerechnet werden. Anders als beim „Polarization-Nulling“ arbeitet die EXFO-Lösung mit der „Polarization-Diversity-Methode“ und ist selbst bei vorhandener PMD noch anwendbar. Darüber hinaus ist sie noch deutlich schneller als andere In-Band Messverfahren.
 
Die WDM-Aware Technologie steht jedem Anwender als neue In-Band Funktionalität zur Verfügung, auswählbar als „i In-Band“ (intelligente In-Band-Methode).
Aufgrund der automatischen Optimierung der Messparameter eines jeden Kanals und aufgrund der guten Wiederholbarkeit der Messungen empfiehlt sich die WDM-Aware Technik insbesondere für komplexe Netzstrukturen.

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