ITU-T O 201 FRENCH-2003 Q-factor test equipment to estimate the transmission performance of optical channels《估计光信道传输性能的品质因素测试设备 系列O 测量设备的规范 测量光信道参数的设备 4号研究组》.pdf

1、 UNION INTERNATIONALE DES TLCOMMUNICATIONS UIT-T O.201SECTEUR DE LA NORMALISATION DES TLCOMMUNICATIONS DE LUIT (07/2003) SRIE O: SPCIFICATIONS DES APPAREILS DE MESURE Appareils de mesure des paramtres des canaux optiquesEquipement de test du facteur Q pour lvaluation des performances de transmission

2、 des canaux optiques Recommandation UIT-T O.201 RECOMMANDATIONS UIT-T DE LA SRIE O SPCIFICATIONS DES APPAREILS DE MESURE Gnralits O.1O.9 Accs pour la maintenance O.10O.19 Systmes de mesure automatiques et semi-automatiques O.20O.39 Appareils de mesure des paramtres analogiques O.40O.129 Appareils de

3、 mesure des paramtres numriques et analogiques/numriques O.130O.199 Appareils de mesure des paramtres des canaux optiques O.200O.209 Pour plus de dtails, voir la Liste des Recommandations de lUIT-T. Rec. UIT-T O.201 (07/2003) i Recommandation UIT-T O.201 Equipement de test du facteur Q pour lvaluati

4、on des performances de transmission des canaux optiques Rsum La prsente Recommandation dfinit les caractristiques de lquipement de mesure du facteur Q (QFME, Q-factor measurement equipment), qui fait appel aujourdhui la mthode de sparation des niveaux utilise pour lvaluation des performances de tran

5、smission des canaux optiques. Source La Recommandation O.201 de lUIT-T a t approuve par la Commission dtudes 4 (2001-2004) de lUIT-T selon la procdure dfinie dans la Recommandation UIT-T A.8 le 22 juillet 2003. Mots cls Equipement de mesure du facteur Q, facteur Q, rapport signal/bruit, rseau de tra

6、nsport optique, seuil de dcision, taux derreur sur les bits (BER, bit error ratio). ii Rec. UIT-T O.201 (07/2003) AVANT-PROPOS LUIT (Union internationale des tlcommunications) est une institution spcialise des Nations Unies dans le domaine des tlcommunications. LUIT-T (Secteur de la normalisation de

7、s tlcommunications) est un organe permanent de lUIT. Il est charg de ltude des questions techniques, dexploitation et de tarification, et met ce sujet des Recommandations en vue de la normalisation des tlcommunications lchelle mondiale. LAssemble mondiale de normalisation des tlcommunications (AMNT)

8、, qui se runit tous les quatre ans, dtermine les thmes dtude traiter par les Commissions dtudes de lUIT-T, lesquelles laborent en retour des Recommandations sur ces thmes. Lapprobation des Recommandations par les Membres de lUIT-T seffectue selon la procdure dfinie dans la Rsolution 1 de lAMNT. Dans

9、 certains secteurs des technologies de linformation qui correspondent la sphre de comptence de lUIT-T, les normes ncessaires se prparent en collaboration avec lISO et la CEI. NOTE Dans la prsente Recommandation, lexpression “Administration“ est utilise pour dsigner de faon abrge aussi bien une admin

10、istration de tlcommunications quune exploitation reconnue. Le respect de cette Recommandation se fait titre volontaire. Cependant, il se peut que la Recommandation contienne certaines dispositions obligatoires (pour assurer, par exemple, linteroprabilit et lapplicabilit) et considre que la Recommand

11、ation est respecte lorsque toutes ces dispositions sont observes. Le futur dobligation et les autres moyens dexpression de lobligation comme le verbe “devoir“ ainsi que leurs formes ngatives servent noncer des prescriptions. Lutilisation de ces formes ne signifie pas quil est obligatoire de respecte

12、r la Recommandation. DROITS DE PROPRIT INTELLECTUELLE LUIT attire lattention sur la possibilit que lapplication ou la mise en uvre de la prsente Recommandation puisse donner lieu lutilisation dun droit de proprit intellectuelle. LUIT ne prend pas position en ce qui concerne lexistence, la validit ou

13、 lapplicabilit des droits de proprit intellectuelle, quils soient revendiqus par un Membre de lUIT ou par une tierce partie trangre la procdure dlaboration des Recommandations. A la date dapprobation de la prsente Recommandation, lUIT navait pas t avise de lexistence dune proprit intellectuelle prot

14、ge par des brevets acqurir pour mettre en uvre la prsente Recommandation. Toutefois, comme il ne sagit peut-tre pas de renseignements les plus rcents, il est vivement recommand aux responsables de la mise en uvre de consulter la base de donnes des brevets du TSB. UIT 2004 Tous droits rservs. Aucune

15、partie de cette publication ne peut tre reproduite, par quelque procd que ce soit, sans laccord crit pralable de lUIT. Rec. UIT-T O.201 (07/2003) iii TABLE DES MATIRES Page 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives 1 3 Dfinitions 2 4 Abrviations et acronymes . 2 5 Prsentation du facteur Q 3 6 C

16、aractristiques de lquipement de mesure du facteur Q 4 6.1 Interfaces physiques et dbits binaires . 4 6.2 Prcision requise et essais de recettes 8 6.3 Prsentation des rsultats 10 7 Fonctions diverses 10 7.1 Accs de tlcommande . 10 7.2 Interface de rseau de gestion des tlcommunications (RGT) . 10 8 Co

17、nditions dexploitation 10 8.1 Conditions ambiantes . 10 8.2 Comportement en cas de dfaillance de lalimentation en nergie. 10 9 Bibliographie 10 10 Lectures complmentaires 11 Annexe A Procdure mathmatique pour lvaluation du facteur Q par la mthode de sparation des niveaux de dcision. 11 A.1 Condition

18、s pralables . 11 A.2 Dpendance thorique du BER lgard du seuil 11 A.3 Sparation du BER(0) et du BER(1) 11 A.4 Calcul des rsultats. 12 Appendice I Thorie du facteur Q. 13 I.1 Thorie du facteur Q. 13 I.2 Dtermination approche de la fonction erfc . 13 I.3 Fonctions erfc(x) et erfc1(x) inverses. 14 Appen

19、dice II Performances de transmission et caractristiques des canaux optiques 15 II.1 Performances de transmission des canaux optiques. 15 II.2 Caractristiques des canaux optiques . 15 Appendice III Imperfections prendre en considration dans les conditions rencontres dans la pratique. 17 III.1 Dgradat

20、ions analogiques. 17 III.2 Interdpendance des squences dessai. 17 III.3 Caractristiques du rcepteur . 17 III.4 Partie retenue pour la phase dchantillonnage. 17 III.5 Effets sur le facteur Q. 18 iv Rec. UIT-T O.201 (07/2003) Page Appendice IV Propositions dimplmentation de lquipement de mesure du fac

21、teur Q 18 IV.1 Schmas de principe. 18 IV.2 Description fonctionnelle . 19 IV.3 Modes de mesure 22 Appendice V Autres essais de vrification . 23 V.1 Rponse impulsionnelle du rcepteur. 23 Rec. UIT-T O.201 (07/2003) 1 Recommandation UIT-T O.201 Equipement de test du facteur Q pour lvaluation des perfor

22、mances de transmission des canaux optiques 1 Domaine dapplication La mesure du facteur Q est une mthode utilise depuis longtemps pour la caractrisation des canaux optiques (voir par exemple les Recommandations UIT-T G.972 7 et G.976 8). En particulier, pour des taux derreur sur les bits peu levs, ce

23、tte mthode prsente lavantage de prendre moins de temps quune mesure classique du taux derreur sur les bits (BER, bit error ratio), qui impose de compter les erreurs sur les bits sur une priode de temps qui soit statistiquement significative. On entend par facteur Q le rapport signal/bruit (lectrique

24、) lentre du circuit de dcision dun rcepteur de signaux numriques (voir Annexe A, Appendice I et B1). Il existe diverses mthodes de mesure du facteur Q, dont on peut tablir les relations mathmatiques avec le taux derreur sur les bits (voir galement les mthodes mentionnes dans les Recommandations UIT-

25、T G.972 7 et G.976 8 pour les systmes sous-marins). La prsente Recommandation traite de la mthode de sparation des niveaux et sapplique lquipement QFME qui utilise cette mthode. Les objectifs de la prsente Recommandation en ce qui concerne lquipement de mesure du facteur Q (QFME) sont les suivants:

26、compatibilit entre les quipements de mesure produits par diffrents fabricants: les rsultats des mesures des performances de transmission des canaux optiques effectues au moyen dun quipement QFME conforme la prsente Recommandation doivent tre compris entre les limites de prcision dfinies dans la prse

27、nte Recommandation; valuation des performances effectives du systme: lvaluation, au moyen dun quipement QFME, du taux derreur sur les bits (BER) pouvant tre obtenu sur un canal optique donn, vise dterminer le BER minimal qui peut tre obtenu avec un quipement de rseau de conception optimale. La prsen

28、te Recommandation na pas pour objet de dfinir les applications propres la mthode de mesure du facteur Q. Certains domaines dapplication possibles sont dcrits dans ses appendices. Si les caractristiques de lquipement QFME sont dfinies dans la prsente Recommandation, la ralisation de la configuration

29、de lquipement ny est pas aborde et devrait tre examine attentivement par le concepteur et lutilisateur. 2 Rfrences normatives La prsente Recommandation se rfre certaines dispositions des Recommandations UIT-T et textes suivants qui, de ce fait, en sont partie intgrante. Les versions indiques taient

30、en vigueur au moment de la publication de la prsente Recommandation. Toute Recommandation ou tout texte tant sujet rvision, les utilisateurs de la prsente Recommandation sont invits se reporter, si possible, aux versions les plus rcentes des rfrences normatives suivantes. La liste des Recommandation

31、s de lUIT-T en vigueur est rgulirement publie. La rfrence un document figurant dans la prsente Recommandation ne donne pas ce document, en tant que tel, le statut dune Recommandation. 1 Recommandation UIT-T G.691 (2000), Interfaces optiques pour les systmes STM-64, STM-256 et autres systmes SDH mono

32、canaux amplificateurs optiques. 2 Rec. UIT-T O.201 (07/2003) 2 Recommandation UIT-T G.707/Y.1322 (2000), Interface de nud de rseau pour la hirarchie numrique synchrone. 3 Recommandation UIT-T G.709/Y.1331 (2001), Interfaces pour le rseau de transport optique. 4 Recommandation UIT-T G.825 (2000), Rgu

33、lation de la gigue et du drapage dans les rseaux numriques hirarchie numrique synchrone. 5 Recommandation UIT-T G.8251 (2001), Rgulation de la gigue et du drapage dans le rseau de transport optique (OTN). 6 Recommandation UIT-T G.957 (1999), Interfaces optiques pour les quipements et les systmes rel

34、atifs la hirarchie numrique synchrone. 7 Recommandation UIT-T G.972 (2000), Dfinition des termes relatifs aux systmes de cbles optiques sous-marins. 8 Recommandation UIT-T G.976 (2000), Mthodes de test applicables aux systmes de cbles optiques sous-marins. 9 Recommandation UIT-T O.3 (1992), Conditio

35、ns climatiques et essais correspondants applicables aux appareils de mesure. 10 Recommandation UIT-T O.181 (2002), Appareils utiliss pour lvaluation des caractristiques derreur sur les interfaces STM-N. 11 CEI 61300-3-29, Measurement techniques for characterising the amplitude of the spectral transf

36、er functions of DWDM components. 3 Dfinitions La prsente Recommandation dfinit le terme suivant: 3.1 facteur Q: rapport signal/bruit lectrique (ESNR) lentre du circuit de dcision du rcepteur (voir lAnnexe A et lAppendice I). 4 Abrviations et acronymes La prsente Recommandation utilise les abrviation

37、s suivantes: AGC commande automatique de gain (automatic gain control) APD photodiode avalanche (avalanche photo diode) BER taux derreur sur les bits (bit error ratio) BERT appareil de mesure du taux derreur sur les bits (bit error ratio tester) CEI Commission lectrotechnique internationale DFB ract

38、ion rpartie (diode laser) (distributed feed-back) DWDM multiplexage par rpartition en longueur donde haute densit (dense wavelength division multiplex) EDFA amplificateur fibres dopes lerbium (erbium doped fiber amplifier) ER rapport dextinction (extinction ratio) ESNR rapport signal/bruit lectrique

39、 (electrical signal-to-noise ratio) FEC correction derreur directe (forward error correction) ISI brouillage intersymboles (inter-symbol interference) Rec. UIT-T O.201 (07/2003) 3 ISO Organisation internationale de normalisation (International Organization for Standardization) OADM multiplexeur opti

40、que dinsertion-extraction (optical add-drop multiplexer) OCh canal optique (optical channel) OSA analyseur de spectre optique (optical spectrum analyzer) OSNR rapport signal optique/bruit optique (optical signal-to-noise ratio) OTM multiplexeur de terminaison optique (optical termination multiplexer

41、) OTN rseau de transport optique (optical transport network) OTUk unit de transmission optique de niveau k (optical transport unit-k) OXC brasseur optique (optical cross connect) QFME quipement de mesure du facteur Q (Q-factor measurement equipment) PRBS squence binaire pseudo-alatoire (pseudo-rando

42、m binary sequence) RX rcepteur (receiver) SNR rapport signal/bruit (signal-to-noise ratio) SPM modulation autophase (self phase modulation) STM-N module de transport synchrone de niveau N (synchronous transport module-N) TIA Association des industries de tlcommunication (Telecommunications Industry

43、Association) WDM multiplex par rpartition en longueur donde (wavelength division multiplex) 5 Prsentation du facteur Q LAnnexe A et lAppendice I dfinissent la thorie dvaluation du facteur Q. Dans des conditions idales, on part du principe que le facteur Q est donn par les niveaux logiques 0et 1ainsi

44、 que par les rpartitions du bruit gaussien au voisinage de ces niveaux logiques, qui correspondent aux carts types 0et 1. La zone de chevauchement des queues de rpartition correspond la probabilit dapparition de dcisions errones. LAppendice IV prsente plusieurs mthodes de mesure des rpartitions du b

45、ruit et de dtermination du facteur Q. Dans la pratique, plusieurs influences engendrent des distorsions qui ont pour effet de faire perdre aux rpartitions leur forme gaussienne (voir la liste de ces influences dans lAppendice III). Toutefois, il apparat que ces distorsions affectent principalement l

46、es parties suprieures de la rpartition, alors que les queues continuent de pouvoir faire lobjet dune approximation trs prcise par rpartition gaussienne. Le calcul du coefficient de corrlation conformment lAnnexe A permettra de confirmer lapplicabilit dune telle approximation des queues par rpartitio

47、n gaussienne. Pour chaque mesure du facteur Q pour laquelle on devra observer les limites de prcision spcifies au 6, le coefficient de corrlation retenu se situera entre 0,95 et 1,0. Si lajustement gaussien constitue la mthode de base qui a fait ses preuves pour “lextrapolation des queues“, il existe sans doute des modles de rpartition plus labors, qui satisfont galement aux caractristiques de prcision dfinies au 6. Ces modles feront lobjet dun complment dtude. 4 Rec. UIT-T O.201 (07/2003) 6 Caractristiques de lquipement de mesure du facteur Q 6.1 Interfaces physiques et dbits bi