DIN EN 61280-2-11-2006 Fibre optic communication subsystem test procedures - Part 2-11 Digital systems - Averaged Q-factor determination using amplitude histogram evaluation for op.pdf

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1、November 2006DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 16DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 3

2、3.180.01!,o9“9768822www.din.deDDIN EN 61280-2-11Prfverfahren fr Lichtwellenleiter-Kommunikationsuntersysteme Teil 2-11: Digitale Systeme Bestimmung des mittleren Q-Faktors durch Auswertung desAmplitudenhistogramms zur Qualittsberwachung optischer Signale(IEC 61280-2-11:2006);Deutsche Fassung EN 6128

3、0-2-11:2006Fibre optic communication subsystem test procedures Part 2-11: Digital systems Averaged Q-factor determination using amplitude histogram evaluation for optical signalquality monitoring (IEC 61280-2-11:2006);German version EN 61280-2-11:2006Procdures dessai des sous-systmes de tlcommunicat

4、ions fibres optiques Partie 2-11: Systmes numriques Dtermination du facteur de qualit moyenn par lvaluation dhistogramme damplitudepour la surveillance de la qualit des signaux optiques (CEI 61280-2-11:2006);Version allemande EN 61280-2-11:2006Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772

5、Berlin www.beuth.deGesamtumfang 33 SeitenDIN EN 61280-2-11:2006-11 2 Beginn der Gltigkeit Die von CENELEC am 2006-02-01 angenommene EN 61280-2-11 gilt als DIN-Norm ab 2006-11-01. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61280-2-11:2005-01. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgre

6、mium UK 412.2 Komponenten fr Kommunikationskabelanlagen“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (http:/www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom SC 86C Fibre optic systems and active devices“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entsc

7、hieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ mit den Daten zu dieser Publikation angegebenen Datum (maintenance result date) unverndert bleiben soll. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publi-kation besttig

8、t, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neue

9、ste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Be-zug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhan

10、g besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 61280-2-11 April 2006 ICS 33.180.

11、01 Deutsche Fassung Prfverfahren fr Lichtwellenleiter-Kommunikationsuntersysteme Teil 2-11: Digitale Systeme Bestimmung des mittleren Q-Faktors durch Auswertung des Amplitudenhistogramms zur Qualittsberwachung optischer Signale (IEC 61280-2-11:2006) Fibre optic communication subsystem test procedure

12、s Part 2-11: Digital systems Averaged Q-factor determination using amplitude histogram evaluation for optical signal quality monitoring (IEC 61280-2-11:2006) Procdures dessai des sous-systmes de tlcommunications fibres optiques Partie 2-11: Systmes numriques Dtermination du facteur de qualit moyenn

13、par lvaluation dhistogramme damplitude pour la surveillance de la qualit des signaux optiques (CEI 61280-2-11:2006) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2006-02-01 angenommen. Die CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt si

14、nd, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Eur

15、opische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status

16、 wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rum

17、nien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Ze

18、ntralsekretariat: rue de Stassart 35, B-1050 Brssel 2006 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 61280-2-11:2006 DEN 61280-2-11:2006 2 Vorwort Der Text des Schriftstcks 86C/682/FDIS, zuknf

19、tige 1. Ausgabe von IEC 61280-2-11, ausgearbeitet von dem SC 86C Fibre optic systems and active devices“ des IEC/TC 86 Fibre optics“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2006-02-01 als EN 61280-2-11 angenommen. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Dat

20、um, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2006-11-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2009-02-01 Die Internationale Elektrotech

21、nische Kommission (IEC) und CENELEC weisen darauf hin, dass die berein-stimmung mit dieser Norm die Verwendung von Patenten hinsichtlich der Bestimmung des mittleren Q-Fak-tors bedeuten kann. Die IEC und CENELEC nehmen keine Stellung zur Rechtmigkeit, zur Gltigkeit und zum Anwendungs-bereich dieser

22、Patentrechte. Der Halter dieser Patentrechte hat IEC zugesichert, dass er bereit ist, ber Lizenzen zu vernnftigen und nicht diskriminierenden Geschftsbedingungen mit Antragstellern in der ganzen Welt zu verhandeln. In die-sem Zusammenhang ist die Erklrung des Halters dieser Patentrechte bei IEC regi

23、striert. Informationen sind erhltlich bei: NTT Corporation Tokyo Japan Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieser Norm Patentrechte berhren knnen, ohne dass diese vorstehend identifiziert wurden. IEC und CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Pa

24、tentrechte zu identifizieren. Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 61280-2-11:2006 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. EN 61280-2-11:2006 3 Inhalt Seite Vorwort .2 0 Einleitung5 0.1 Hintergrund.5 0.

25、2 Gleichung fr den mittleren Q-Faktor.6 1 Anwendungsbereich.7 2 Normative Verweisungen .7 3 Begriffe .7 4 Abkrzungen 7 5 Prfeinrichtung .8 5.1 Optisches Bandpassfilter .8 5.2 Empfnger9 5.3 Taktoszillator 10 5.4 Elektrischer Impulsgenerator .10 5.5 Abtastmodul .10 5.6 Signalverarbeitungsschaltung10 5

26、.7 Parameter des berwachungssystems .10 6 Durchfhrung11 6.1 Anschluss der Einrichtung11 6.2 Festlegung der Schwellwertpegel 11 7 Berechnung12 Anhang A (normativ) Messunsicherheit, Zuverlssigkeit und Empfindlichkeit15 Anhang B (informativ) Nebensprechen und Frequenzverstimmung eines optischen Bandpas

27、sfilters .18 Anhang C (normativ) Hchster Grenzwert fr Qavg.22 Anhang D (informativ) Abhngigkeit von der Bitrate .24 Anhang E (informativ) Formatabhngigkeit.25 Anhang F (informativ) Abhngigkeit von Qavg, 1,avg, |1,avg 0,avg| und Q von chromatischer Dispersion und OSNR26 Anhang G (informativ) Beziehun

28、g zwischen Qavgund Q mit einer Beeintrchtigung durch PMD 28 Literaturhinweise 30 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen31 Bild 1 Asynchrones Augenmuster und Amplitudenhistogramm 6 Bild 2 Aufbau zur Messung des m

29、ittleren Q-Faktors.8 Bild 3 Abhngigkeit von Qavgvon Q fr unterschiedliche -Werte mit Tr= 1/4 Tslots, Bre= 0,75 B Hz, Bopt= 4 B Hz, Tres= 1/256 Tslots, Nsamp= 16 384 (214)13 Bild 4 Abhngigkeit von R von mit Tr= 1/4 Tslots, Bre= 0,7 B Hz, Bopt= 4 B Hz, Tres= 1/256 Tslots, Nsamp= 16 384 (214)13 EN 6128

30、0-2-11:2006 4 Seite Bild 5 Abhngigkeit des optimalen Wertes fr von Boptmit Tr= 1/4 Tslots, Bre= 0,75 B Hz, Tres= 1/64 Tslots, Nsamp= 16 384 (214). 14 Bild A.1 Definition von Qavgund Q . 15 Bild A.2 Abhngigkeit der Standardabweichung von Qavgvon Nsampmit Tr= 1/4 Tslots, Bre= 0,7 B Hz, Bopt= 4 B Hz, T

31、res= 1/256 Tslots, = 0,3, Q = 16 dB (BER 1010) . 15 Bild A.3 Abhngigkeit des Anstiegs der linearen Anpassung von Qavgals Funktion von Q bei Boptmit Tr= 1/4 Tslots, Bre= 0,7 B Hz, Tres= 1/256 Tslots, = 0,3 16 Bild A.4 Abhngigkeit der Standardabweichung von acht Messpunkten fr Qavgvon Tresmit Tr= 1/4

32、Tslots, Bre= 0,75 B Hz, Bopt= 4 B Hz, Nsamp= 16 384 (214), = 0,3, Q = 16 dB (BER 1010) . 17 Bild B.1 Definition des WDM-Signals und des OBPF-Frequenzgangs 18 Bild B.2 fobpf-Abhngigkeit von Q und Qavgfr fWDMvon 100 GHz (a), 50 GHz (b) und 25 GHz (c) . 19 Bild B.3 Definition der Verstimmung der Mitten

33、frequenz des OBPF fc. 20 Bild B.4 fc-Abhngigkeit von Qavgfr fWDMvon 100 GHz (a), 50 GHz (b) und 25 GHz (c) . 21 Bild C.1 Abhngigkeit von Qavgvon Q, wenn B 10 GHz betrgt, mit Tr= 1/4 Tslots, Bre= 0,75 B Hz, Bopt= 4 B GHz, Tres= 1/256 Tslots, Nsamp= 16 384 (214), = 0,3. 22 Bild C.2 Abhngigkeit des hch

34、sten Grenzwertes fr Qavgvon der Anstiegszeit nach dem O/E-Wandler 23 Bild D.1 Beispiel fr die Beziehung zwischen Qavgund Q bei unterschiedlichen Bitraten . 24 Bild E.1 Abhngigkeit von Qavgvon Q mit D = 0 ps/nm, Rduty= 0,4, Bre= 0,6 B Hz, Bopt= 240 GHz, Tres= 1/64 Tslots, Nsamp= 16 384 (214) und = 0,

35、2 oder 0,3 25 Bild E.2 Abhngigkeit von Qavgvon Q mit D = 1 020 ps/nm, Rduty= 0,4, Bre= 0,6 B Hz, Bopt= 240 GHz, Tres= 1/64 Tslots, Nsamp= 16 384 (214) und = 0,2 oder 0,3 25 Bild F.1 Abhngigkeit von 1, 1 0und Qavgvon (a) der chromatischen Dispersion und (b) dem OSNR fr optische 10-Gbit/s-NRZ-Signale,

36、 wenn Bopt= 40 GHz und = 0,3 betrgt. 26 Bild F.2 Abhngigkeit von 1, 1 0und Qavgvon (a) der chromatischen Dispersion und (b) dem OSNR fr optische 10-Gbit/s-NRZ-Signale, wenn Bopt= 240 GHz und = 0,2 betrgt. 26 Bild G.1 Abhngigkeit von Qavgvon Q mit einer mittleren DGD von 30 ps 28 Bild G.2 Histogramm

37、von Qavg, wenn Q zwischen 18,5 dB und 18,7 dB liegt 29 Tabelle 1 Parameter des berwachungssystems 10 Tabelle D.1 Werte fr Tr, Bre, Boptund Tres. 24 EN 61280-2-11:2006 5 0 Einleitung 0.1 Hintergrund Die berwachung der Signalqualitt ist ein wichtiger Aspekt fr den Betrieb und die Wartung optischer Tra

38、ns-portnetze (OTN). Aus Sicht des Netzbetreibers sind berwachungstechniken erforderlich, um Verbindungen herzustellen, Schutzfunktionen einzurichten, eine Wiederherstellung und/oder Dienstleistungsverarbeitung zu ermglichen. Damit diese Funktionen mglich sind, sollten die verwendeten berwachungstech

39、niken bestimmte allgemeine Anforderungen erfllen: In-Betrieb-Messung (unterbrechungsfreie Messung), Erken-nung der Signalverschlechterung (sowohl Abbau des SNR als auch Verzerrung der Wellenform), Fehler-ortung (Ortung beeintrchtigter Abschnitte oder Knoten), Transparenz und Skalierbarkeit (unabhngi

40、g von der Signalbitrate und den Signalformaten) und Einfachheit (geringe Gre und niedrige Kosten). Es gibt mehrere Anstze unter Anwendung der Analog- sowie der Digitaltechnik zur Erkennung verschiede-ner Beeintrchtigungen: Ermittlung der Bitfehlerrate (BER) 1, 2, Fehlerblockerkennung, Messung der op

41、ti-schen Leistung, Ermittlung des optischen SNR mit Spektrummessung 3, 4, Pilottonerkennung 5, 6, berwachung des Q-Faktors 7, Ermittlung der Pseudo-BER unter Anwendung von zwei Entscheidungsschaltungen 8, 9 und Auswertung des Histogramms mit Messung des synchronen Augendiagramms 10. Ein grundlegende

42、r berwachungsparameter fr das Betriebsverhalten jedes digitalen bertragungssystems ist seine Strecken-BER. Die BER kann jedoch nur mit BER-Messungen bei unterbrochenem Betrieb unter Anwendung eines bekannten Prfbitmusters anstelle des tatschlichen Signals richtig bewertet werden. Andererseits knnen

43、In-Betrieb-Messungen nur eine grobe Schtzung durch Messung digitaler Parameter (z. B. BER-Ermittlung, Fehlerblockerkennung und Fehlerzhlung bei der Vorwrtsfehlerkorrektur) oder analoger Parameter (z. B. optisches SNR und Q-Faktor) liefern. Was gewnscht und untersucht wird, sind Verfahren zur berwach

44、ung der Signalqualitt, die ein gutes Ma fr die Signalqualitt ohne die Komplexitt der Ablufe liefert. Wenn die BER des Systems zu gering ist, um innerhalb einer angemessenen Dauer gemessen zu werden, ist es hilfreich, Messungen des Q-Faktors durchzufhren. Smtliche Verfahren auf der Grundlage von Abta

45、stungen erfordern jedoch eine Synchronisa-tion und dann eine Auswertung, damit sie hinsichtlich der Kosten und der Komplexitt einem dem Protokoll entsprechenden Ablauf gerecht werden. Tatschlich erfordert eine synchrone Abtastung eine Taktrckgewin-nung mithilfe einer komplexen Einrichtung speziell f

46、r jede BER und jedes Format. Die angegebene Situation hat sich glcklicherweise seit kurzem gendert. Es wurde ein einfaches asynchro-nes Histogrammverfahren fr die Messung des Q-Faktors entwickelt 11, 12. Es knnen unterschiedliche Verschlechterungsarten (d. h. Abbau des SNR und Wellenlngenverzerrung

47、durch chromatische Dispersion) berwacht werden 13 und so Informationen ber den Ursprung der Verschlechterungen liefern 14. Eine asynchrone Abtastung ermglicht eine von der Bitrate unabhngige berwachung des Q-Faktors und die-selbe Einrichtung erfasst Bitraten bis 160 Gbit/s 15. Darber hinaus knnen so

48、wohl optische NRZ- als auch RZ-Signale berwacht werden 11, und die berwachung ist unabhngig von der Bitrate und dem Signalfor-mat, die der Wellenlngenmultiplexkanal (WDM-Kanal) benutzt 16. Die berwachung des Betriebsverhal-tens kann an unterschiedlichen berwachungspunkten wie Repeatern der optischen Leitung, Regeneratoren oder optischen Switch-Knoten (erfordert Vormessung) erfolgen 17. Mit anderen Worten kann dieses Verfah-ren an berwachungspunkten angewen