人们对增加带宽的要求越来越强烈，这使得服务提供商只有跟随潮流，通过调整网络来为客户提供更多服务。此外，新技术随着时间的推移而越来越近，再加上成本的限制，使得供应商面临着艰难的择决。在这种背景下，从 10 Gbit/s 升级到 40 Gbit/s 高级调制模式就是必要的，但不能不计成本。
每次升级背后的三个主要推动因素是：服务提供商希望使用现有光纤和网元，以从已经部署的基础设施获取最大收益；希望提升运营的灵活性，这意味着更高效的服务准备和通过向客户提供新服务来增加收益；以及希望增加网元的密度。但是中心局的容量有限，所以需要将用于运行和维护这些网元的能量合理分配。解决该问题的方法是使用更少的接口和更简单的网络拓扑。
然而，由于新的调制速率（40 Gbit/s 和 100 Gbit/s）会给现有网络带来诸多限制，上述这些要求又会增加挑战的难度。从 10 Gbit/s 升级到 40 Gbit/s，或者甚至升级到 100 Gbit/s，会对光学缺陷容限产生巨大的影响，这些光学缺陷包括：噪声相对于信号的水平、色散 (CD)、差分群延迟 (DGD)、偏振模色散 (PMD)，以及网络中存在的滤波器的带宽。例如，从 10 Gbit/s 升级到 100 Gbit/s 就意味着，要获得相同的服务等级，光信噪比 (OSNR) 需要提高 10 dB，而 CD 和 DGD 需要降低到原有值的 10%。
一旦决定从现有网络升级到高级调制模式，要做的第一步就是验证现有网络的特性，以确保网络能够按照供应商的规格指标维持新的调制模式。
如果通过链路验证确定现有网络适合升级到 40 Gbit/s，下一步就是选择最适合的系统及其在现场的安装和试运行：
通过传输性能测试来测量发送器和接收器的性能、光放大器性能、差错行为，以及通过波分复用器 (WDM) 网元累积起来的相关效应，因为任何问题都会对服务提供商的收入造成直接影响。
使用光谱分析仪 (OSA) 测量中心波长和信号功率；之后需要测量的另一个重要参数是 OSNR，因为它会在很短的时间内立刻给出对系统所有通道的整体性能的间接评估结果。
OSNR 是展示所有光学噪声效应的极佳方法；它是指光链路上的接收信号与附加噪声之比，用于总体地给出光链路上的全部噪声效应。（通常情况下，光放大器的 ASE 噪声是 OSNR 的主要组成部分。）
OSNR 和误码率 (BER) 之间有着直接的关系；较高的 OSNR 会导致较低的 BER。光网络运营商希望网络以很低的误码率运行，并且通常希望 BER 的数量级在 1x10-12 到 1x10-15 之间。可以根据特定光链路的所需比特率直接外推得出所需 OSNR。如果实测 OSNR 高于获得所需 BER 所要求的水平，就说明光链路的能力还有提升的空间，可以用来传输更多波长，将信号传送至更远的距离，或者增加传输数据的比特率；所有这些措施都将提升整体容量。
图 1. 用于 OSNR 测量的插值法，根据 IEC 61280-2-9
通常会遵循 IEC 61280-2-9 的建议，使用插值法来测量 OSNR（如图 1 所示）。 该方法基于噪声水平在相邻波峰之间和下方大致平坦这一假设。使用具有相应波长分辨率和光抑制比的 OSA，就可以通过合理利用踪迹上的光标来确定相邻波峰之间的噪声水平。然后可以对波峰下方的噪声值进行插值（也如图 1 所示）。计算得出的 OSNR 就是峰值功率（在大信号的情况下，为积分信号功率）和波峰下方噪声之间的差值。
图 2. 不能插值的情形 1：波峰紧密排列
遗憾的是，在两种情形下，不能够进行插值：
波峰的间距非常小（比如 40 Gbit/s 大信号，或超密集波分复用 (UDWDM) 的情况）并且串扰在 ASE 噪声中占主要部分（参见图 2）
波峰下方噪声不平坦，如窄滤波器造成的波峰下方噪声（参见图 3）
图 3. 不能插值的情形 2：波峰下方的噪声不平坦
偏振差分光谱分析法是一种创新性的方法，它的基础是使用信号和噪声之间的根本差异进行的高级分析；通过这种方法可以在通道中进行充分的噪声测量，而无需关闭发送器 (FTB-5240S-P)。有关 EXFO 的带内 OSNR 方法的详细信息，请阅读标题为测量较窄光通道内的信噪比的文章。
结论
转变到高速网络时，必然会面对随之而来的种种复杂问题，因此拥有必要的工具来确保成功升级就至关重要。我们的测试设备涵盖了试运行和开通阶段从 OSNR 测量到传输层和连通性测试 (FTB-8140) 的方方面面，能让您的网络在迈出每一步时都保持最佳运行状态。请访问以下链接，了解 40G 技术、我们的相关测试方法及产品的详细信息。
作者：Marie-Hélène Côté，EXFO光业务部门高级产品经理
