摘 要

本文的主要目的是研究40G/100G光通信系统测试的关键技术。

40G和100G系统相对于传统光传输系统采用了新的传输技术和调制解调技术，在测试技术方面也出现了新的挑战，充分研究40G/100G光通信系统的测试技术将有助于骨干网的稳定升级，这也是高速网络传输的保证。

随着40G/100G系统的大规模部署的兴起，国内外主流的测试方案提供商和测试设备供应商都在积极地对其进行测试，但是相关的测试技术还不完全成熟。

本文研究的主要内容包括40G/100G系统物理通道的测试、客户端CFP光通信模块的验证、以太网误码率的测试、多服务类型测试以及采用RFC 2544标准及Y.1564标准进行的网络性能验证。在研究的过程中，还结合了40G和100G系统各自的特点以及测试技术和测试设备存在的问题，分析了进行高速光传输系统测试面临的主要问题和一些可行的解决措施。

关键词：40G；100G；测试技术；测试挑战

Abstract

The main purpose of this paper is to study the testing technologies for the 40G/100G optical communication system.

Compared with the traditional optical transmission system,the 40G/100G system uses a new transmission technology and modulation and demodulation technology and also has new challenges in the aspect of testing technologies.Fully studying the testing technology of 40G/100G optical communication system will be helpful to the stability of backbone network upgrade, which is also the guarantee of high speed network transmission.

With the rise of the large-scale deployment of 40G/100G system, the mainstream of domestic and international testing program providers and testing equipment suppliers are actively on the test, but the relevant test technology is not fully mature.

The main contents of this paper includes the test for 40G/100G system physical layer,the test for CFP optical communication modular of the client,the test for BER of Ethernet,the test for multiply-service types and the test for the network performance using the RFC 2544 standard and the Y.1564 standard.In the course of the study,the problems of testing technology and testing equipment are also combined with their own characteristics of 40G and 100G systems to analyze the main challenges for high-speed optical transmission systems and some possible solutions.

Key Words：40G；100G；Testing technologies；Testing challenges

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 内容及结构安排 3

第2章 40G/100G系统测试概述 4

2.1 40G系统关键技术及测试挑战 4

2.2 100G系统关键技术及测试挑战 4

2.3 40G/100G系统性能测试 5

2.3.1 误码率测试 5

2.3.2 光信噪比评估 6

2.3.3 定时抖动测量 6

2.4 本章小结 7

第3章 40G/100G系统测试关键技术 8

3.1 物理通道测试 8

3.1.1 通道Skew的测试 8

3.1.2 发送通道物理参数测试 9

3.1.3 接收通道物理参数测试 10

3.2 CFP/CFP2验证 11

3.3 以太网误码率测试 12

3.4 多类型服务测试 13

3.5 网络性能验证：RFC 2544和Y.1564测试 13

3.5.1 RFC 2544性能测试 13

3.5.2 Y.1564测试 13

3.6 本章小结 15

第4章 40G/100G系统测试技术的问题分析 16

4.1 物理通道测试分析 16

4.2 CFP光通信模块测试分析 16

4.3 网络性能测试分析 17

4.4 本章小结 17

第5章 总结与展望 18

参考文献 19

致 谢 20

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

随着高速光传输网络的不断升级以及高清视频、高速数据流量业务的不断发展，现代光网络正在逐渐实现全IP化，世界范围内的带宽需求也在急剧增长。在短短的几年时间里，数据通信系统的传输速率已经提高了不止10倍。数据的传输速率曾经一度低于1Gb/s，现在基本上都要高于10Gb/s。现如今光通信的传输速率通常设计达到100Gb/s及以上，而在不久的将来，研究设计的目标已经接近1Tb/s。特别是最近几年来，100G/400G光通信系统已经成为骨干网升级和新建的重点方向。

研究统计的数据表明，2017年单播视频业务所占用的流量将达到300%的年增长率，而视频业务流量的总体增长率可能会达到720%。^[1]由此可见，为了应对高速数据流量业务的急剧增长，光通信传输网络需要在保证稳定的传输性能的基础上进一步提升系统的带宽容限。在100G/400G商用时代的正式到来之前，一方面，电信运营商需要在进行宽带光纤接入网络建设和城域网扩容的同时提高网络速率；另一方面，设备运营商也需要不断地提高设备的兼容性，以确保高速光传输网络的稳定性。100G/400G系统的大规模部属的兴起，在对系统设备、网络等提出考验的同时，对测量、测试仪器也提出了全新的挑战。

相对于传统的低速率光通信传输设备，40G/100G系统除了具备更大的传输带宽外，还在传输制式上进行了改革，测试方法较40G以下速率的传输设备存在一定的不同。主要体现在：低速率的传输设备采用的主要是串行传输的方式，测试的是单个通道，测试是在单个波长上进行的；而40G/100G及以上速率的系统采用的是密集型光波复用（DWDM）技术，测试的过程需要在多个波长和多个通道上进行。而100G系统更是在线路侧采用了相干光检测技术。在调制技术方面，标准化组织OIF规定了100G系统采用统一的PM-QPSK调制方式，而这种调制方式的信号本身的复杂性，又使得100G系统的测试面临了更大的挑战。