1、中华人民共和国国家标准信息处理系统光纤分布式数据接口第部分令牌环物理层媒体相关部分发布实施国家技术监督局发布前言本标准等同采用国际标准信息处理系统光纤分布式数据接口第部分令牌环物理层媒体相关部分在信息处理系统光纤分布式数据接口总标题下目前包括以下个部分信息处理系统光纤分布式数据接口第部分令牌环物理层协议信息处理系统光纤分布式数据接口第部分令牌环媒体访问控制信息处理系统光纤分布式数据接口第部分令牌环物理层媒体相关部分本标准附录至均是提示的附录本标准由中华人民共和国电子工业部提出本标准由电子工业部标准化研究所归口本标准起草单位北京庄和科技发展公司本标准主要起草人段小航王凌前言国际标准化组织和国际电
2、工委员会是世界性的标准化专门机构国家成员体它们都是或的成员国通过国际组织建立的各个技术委员会参与与制定针对特定技术范围的国际标准和的各技术委员会在共同感兴趣的领域内进行合作与和有联系的其他官方和非官方国际组织也可参与国际标准的制定工作对于信息技术和建立了一个联合技术委员会即由联合技术委员会提出的国际标准草案需须分发给国家成员体进行表决发布一项国际标准至少需要的参与表决的国家成员体的投标赞成国际标准是信息技术联合技术委员会制定的目前由下述个部分组成第部分令牌环物理层协议第部分令牌环媒体访问控制第部分令牌环物理层媒体相关部分附录到附录仅提供参考信息引言本标准主要涉及令牌环网络的物理媒体相关部分其适
3、于在高性能多站网络使用本协议是为采用令牌环结构使用光纤作为传输媒体在几千米长的的网络而设计的中华人民共和国国家标准信息处理系统光纤分布式数据接口第部分令牌环物理层媒体相关部分国家技术监督局批准实施范围本标准为光纤分布式数据接口规定了物理层媒体相关部分的要求使用光纤作为传输媒体为计算机和外围设备之间提供一个高带宽的通用互连可配置来支持大约的持续传送速率它可能不能满足所有无缓冲的高速设备的响应时间要求建立分布于几千米的许多结点之间的连接的默认值是按条物理链路和总长为的光纤通路计算的由以下几部分组成物理层它分成两个子层物理层媒体相关部分为网络结点间提供数字基带点对点通信手段应提供在结点间传送一个经适
4、当编码的比特流所需的各种服务规定了在媒体接口连接器两侧符合站及光缆装置要求的互连点由下列部分组成使用光缆和光旁路开关的光缆装置的光功率预算插座的机械匹配要求包括键琐特性光缆要求向和提供的服务物理层协议它在和数据链路层之间提供连接对上游编码比特数据流建立时钟同步并把到达的代码比特流解码成高层使用的等效符号流在数据及控制指示符的符号和代码比特之间提供了编码和解码提供媒体调节和初始化提供入和出代码比特的时钟同步以及按去往或来自较高层信息传输要求提供八位位组边界定界在接口媒体上待发送的信息由编码成分组的传输代码数据链路层它控制媒体的访问和帧校验序列的生成和验证以确保有效数据正确地交付给其他层在网络中也
5、关心设备地址的生成和识别以及同层对同层的联系对于本标准而言引用是通过媒体访问控制实体来进行的此实体是最低子层站管理它在结点级上提供必要的控制以便管理各种不同的层中正在进行的进是本系列标准将来的讨论课题程使得结点可以在令牌环上协调地工作提供诸如配置管理的控制故障隔离与恢复以及过程调度等服务本标准是的支持文件应结合该标准一起阅读文件应作为支持结点和网络配置的参考信息本系列标准规定了必要的接口功能和操作以确保在符合的实现之间的互操作性本标准是一种功能描述与之相符合的实现可以利用任何不违反互操作性的设计技术引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所
6、有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性信息处理系统光纤分布式数据接口第部分令牌环物理层协议信息处理系统光纤分布式数据接口第部分令牌环媒体访问控制定义本标准采用下列定义衰减光功率损耗电平以分贝为单位平均功率当站发送符号流时使用平均读数功率计所测得的光功率旁路在维持光缆装置的连通性时站所具备的与网的光隔离能力中心波长功率谱半幅点上所测量到的两个光波长的平均值代码比特物理层在媒体上传输所使用的最小信号码元集中器除本身与网络连接所需外还具有附加的实体的结点这些附加的实体用于其他结点包括其他集中器以树形拓扑方式连接连接器插头用于终接光导体缆的装置连接器插座安装在面板或隔墙上的
7、连接中的固定或静止的那半部分插座与插头相互匹配相向回转使两条信号通路每方向一条存在于一环状拓扑结构中的一种构成方式双连接集中器可提供两个连接部分给网络的集中器这两个连接部分能适应相向回转双环双连接站可提供两个连接部分给网络的站这两个连接部分适应相向回转双环双环双环一对相向回转的逻辑环实体开放系统互连层中或子层中活动的服务或管理元素消光比站在发送符号流时低或断开光功率电平与高或接通光功率电平之比消光比光纤传导光的介质材料光波导纤维光缆包含一根或多根光纤的光缆信道间隔离防止因与另一信号光路耦合引起不希望的光能出现于一条信号通路的能力数据相关抖动抖动与被发送的符号序列有关是由于光通路的有限带宽特性和
8、光通路元件的缺陷所引起的是非理想的单脉冲响应和编码脉冲序列的平均值变化的结果而且该编码脉冲序列会引起基线漂移和接收器抽样阀值的变化占空度畸变抖动通常由低至高和高至低跃变之间的传播延迟差值而引起的畸变一般以额定波特时间的脉冲宽度畸变来标称随机抖动随机抖动由热噪声引起并以高斯过程为模型的峰峰值具有概率特征因此任何特定值都要求有相关概率逻辑环串行连接构成单环的集合媒体接口连接器一对匹配的连接器它提供结点和光缆装置之间的连接由插头和插座组成插头终接光缆中的插头部分插座在结点上所包含的中的插座部分网络网络互连成干线形树形或带子树的干线形的结点集合最后一种拓扑结构有时被称为带子树的双环结点适用于任一环连接
9、站或集中器的通用术语数值孔径光纤辐射或接收半角的正弦乘以与出射面或入射面相接触的材料折射率光下降时间后沿时间光脉冲下降沿从脉冲幅度的下降到所需的时间间隔光基准平面定义插头与插座之间光学界限的平面光上升时间前沿时间光脉冲上升沿从脉冲幅度的上升到所用的时间间隔物理连接网络中相邻实体在集中器或站中之间的全双工物理层联系即一对物理链路物理链路网络中从一个实体的发送功能部分至相邻实体的接收功能部分在集中器或站中的单工通路经由和连接的媒体原语由一实体提供给另一实体的服务元素光接收器将光信号转换成电逻辑信号的光电电路环站的集合信息在站间顺序传递每个站依次检测或复制信息最终将信息送回到始发站在的用法中术语环或
10、环系指双相向回转环服务由一个实体向另一个实体提供的服务将数据服务向较高层实体提供而将管理服务向同层或另一层管理实体提供单连接集中器提供一个连接部分给网络的集中器单连接站提供一个连接部分给网络的站光谱宽度半最大值全宽光频辐射强度为最大功率的处波长之间的绝对差站网络上能够发送中继和接收信息的可寻址结点一个站恰好有一个但至少有一个一个及一个光发送器将电逻辑信号转换成光信号的光电电路干线一种物理环路的拓扑或者是开环或者是闭环它占用两条每方向一条相向回转的光纤信号通路并在结点间构成一系列对等连接当干线形成一个闭环时它有时称为干线环树由集中器和另外的结点包括下属集中器之间的分层主从连接层次构成的物理拓扑约
11、定和缩略语约定当无修饰语使用时术语和特指这些实体中的本地实体下横线例如用作一种约定以标记信号功能或同类事物的名称否则当它们出现在文本中时会被误解为独立的各个单词使用一个句点例如等价于使用一个下横线除非句点用来帮助区分附加到先行表达词之后的修饰语使用一个冒号例如用于区分相同信号的两个或更多的实例此处指明其他源目地实体缩略语工作输入接口工作输出接口最大捕获时间无信号最大捕获时间有信号比特差错率比特差错率测试仪占空度畸变抖动数据相关抖动光纤测试规程半最大值全宽开关最大插入断开转换时间最大线路状态变更时间媒体接口连接器媒体中断最大时间数值孔径不归零制按变换随机抖动静态对准差错时钟偏移差错延迟时间差值媒
12、体中断时间光开关速度开关插入断开转换时间概述环概述一个环由站的集合构成逻辑上由一串站和传输媒体连接起来以形成一个闭合环路信息作为经适当编码的符号流从一个站顺序地发送到下一站为了与环上其他装置进行通信每个站通常再生和中继每个符号并作为将一个或多个装置连接到环上的服务手段如以下各段所述与环的实际物理连接方法可以多种多样并且依赖于特定应用要求环的基本结构是物理连接的如图所示一个物理连接由两个站中的物理层包括一个和一个实体组成这两个站由主链路和次链路通过传输媒体连接而成主链路由某一物理层中的输出称为主输出以及与之在主媒体上进行通信的第二物理层中的输入称为主输入组成次链路由第二物理层中的输出称为次输出以
13、及与之在次媒体上进行通信的第一物理层中的输入称为次输入组成借助连接的或其他手段若干物理连接可在站内连续逻辑地进行连接以便建立网络因此每个站的功能由实现者自行定义并由特定应用或场地决定已定义了两类站双连接和单连接站为适应双环干线环可仅由含两个实体和相关的实体的连接站组成集中器为单连接站的连接提供附加的实体该附加的实体是超出将其自身连接到网的那些实体而这些单连接站仅有一个并因此不能直接接到干线环一个双连接站或是其一半在连到一个集中器时可由一个单连接站代替网络由所有已连接的站组成图所示的例子说明了用来建立逻辑环的多重物理连接的概念如图所示连接的逻辑顺序是站和站和构成了干线环站和通过从构成环的这些站分
14、支出来的环瓣而连接到该环上站和依次通过从站分支出来的环瓣进行连接集中器既可以有也可以没有实体和站的功能图中的集中器例子并没有标出但由于将这些集中器指定为站因此隐含了的存在所建立的与物理媒体的连接由站管理中的站插入和移去算法所控制这方面的内容超出了本标准的范围图链路与连接图拓扑构成举例环境如图所示和条所述网络实际上由无限个数的连接站组成建立站间的物理连接和正确的内部站配置以建立一个网络但是由于我们所定义的传输媒体的制约即动态范围与带宽限制了可实现的物理配置在特定场合的应用中可以在如距离和光旁路这些因素中达成某种折衰方案来协调这些限制虽然实际上的应用不限于此已被定义可用于以下三种主要的应用环境数据
15、中心环境数据中心环境的特点是相对少的站数目而且典型的站是要具有高度可靠性和容错能力的主机系统或外部设备数据中心环境中的典型网往往有占绝对优势的双连接站而集中器相对来说非常少在这种环境下即使在多达四个站交替地被中断的情况下而使其光旁路开关是处于两个通信站之间的工作连接通路可要求两个站之间的通信操作维持而不受到损害这种环境假设了两个通信站之间的光纤长度不超过办公室建筑物环境办公室建筑物环境的两个特点是相对多的单连接站数目典型的是小型计算机通信集中器工作站和外部设备又是以辐射状的布线方案来连接这些站而且这些站的用户频繁地把这些站断电总是通电的集中器则用来把这些站连接到网上这是因为这些站方便于辐射布线
16、也因为集中器允许任何未通电的单站连接的组合校园区环境校园区环境的特点是分布在多建筑物中的若干站点而且还可能遇到长达的站间链接这种距离要求并不常见而且还不允许使用在数据中心环境中有用的旁路技术这种应用一般是用户办公室建筑物和数据中心环境之间干线线路服务本章规定了所提供的服务这些服务并不隐含任何特殊的实现或接口服务描述如下向本地物理协议实体提供的服务用前缀来表示向本地站管理实体所提供的服务用前缀来表示当在一个服务接口中存在对同一信号的多次要求时有时需要一个任选的限定符来无二性地标识该信号用前缀来表示也就是说前缀或表示可以复制一个信号若干次而且可以用唯一的限定符来确定每个信号举例来说双连接站中的可以
17、在需要时使用和作为前缀在另一方面单连接站就只能用作为前缀集中器则可以使用其他限定符如到来唯一地标识信号图给出了物理层媒体相关部分的组织结构框图它包括应具备的划分功能相关信号及其接口该图并不能确定站组成部分的物理实现或物理实现方向如上所述在和之间的接口和信号只是作为例子给出的这些接口和信号预期是逻辑的而不是物理的任何引起相同的物理行为的其他信号集是等效的图双向连接服务至的服务本条规定了在物理层与实体之间的接口上所提供的服务以允许与对等实体交换代码比特流已经选择的参数是与所提供的编码和解码技术兼容的把已编码的数据电信号变换成适合于光纤媒体的光信号也可以作相反方向的变换但不会执行任何进一步的编码和解
18、码在第章和第章中提供了关于产生这些原语的条件和收到产生的原语对动作的具体技术细节定义如下原语每个原语中都包含有在与实体之间传递的信息本原语规定了从到的编码数据的传送原语语义由运送的数据应是一个连续的代码比特序列产生条件连续地发送当前的代码极性给收后效果一旦接收到此原语和参数为的应将电的已编码的代码比特序列变换到接口媒体中的光学域中当代码比特用信号状态跃变来表示时应响应的逻辑电平一旦收到逻辑应发送低亮度功率电平而在收到逻辑时则应发送高亮度功率电平本原语规定了从到的编码数据的传送原语语义由运送的数据应是一个连续的代码比特序列产生条件应连续地发出当前编码的代码给收后效果在正常非环回方式下可由实体的时
19、钟恢复和解码功能连续地进行采样本原语由生成并对确立以指示所收到的光信号状态原语语义参数应指示输入光信号的质量和光功率电平是满足还是不满足当时是未定义的但基于的动作应理解为似乎是一连续的逻辑代码比特序列产生条件应生成此原语以指示的状态收后效果一旦收到本原语对的效果是当时则进入状态而当时则使其他线路状态的检测能工作至的服务由所提供的服务允许控制的操作应以比任何请求服务高的优先级来执行请求的服务在第第章中提供了关于生成这些原语的条件和收到生成的原语时的具体细节定义了下列原语每条原语都含有在和实体之间传递的信息本原语由实体所产生并对确立以便使发送功能部分在出端媒体上设置一逻辑光信号原语语义参数应包括或
20、产生条件每当希望使光发达器能工作或使其不能工作时它就生成此原语收后效果当收到参数为的原语时应使以比原语高的优先级来发送一逻辑光信号即低亮度如条所描述当收到参数为的原语时应发送由原语所请求的光信号收到该原语应不影响或本原语由来生成并对确立以指示希望加入或离开环原语语义参数包括或产生条件每当希望激活或关闭光旁路开关时它生成该原语收后效果一旦收到参数为的该原语时应激活光旁路开关使得来自光缆装置的入端光信号被送到光接收器中见图光发送器的输出应被送到光缆装置的输出中一旦收到参数为的该原语时应关闭光旁路开关使得来自光缆装置的入端光信号通过该开关被送到光缆装置的输出光发送器的输出应通过光开关送到光接收器的输
21、入这种状态被称为光旁路方式注在环中光旁路开关是任选的不利用光开关的站并不要求该服务本原语由生成并对确立以指示收到光信号电平的状态原语语义参数应指示入端光信号电平的质量和光功率电平是满足还是不满足当时是未定义的但基于的动作应理解为似乎是一连续的逻辑代码比特序列产生条件应生成该原语以指示的状态收后效果收到该原语后的效果未被定义媒体连接部分站应通过媒体接口连接器连接到光纤光缆媒体相邻站间的媒体连接由连接到该站的对应媒体接口连接器的双工光缆组件组成为保证符合的站之间的互连性在插座处规定了于接口匹配的媒体接口连接器然而特定的光缆组件未予定义媒体接口连接器媒体接口连接器连接的主要功能是使传输光纤与另一传输
22、光纤或与诸如光接收器发送器以及光旁路开关等部件上的光端口能在机械上对准注连接器作为标准目前正在考虑之中图到图规定了连接器的插座部分插座应具有与插头上的闩锁相匹配的闩锁槽以及与插头上光纤套管相匹配的端口端口可使套管及其包含的相关光纤末端与光基准平面对准图给出了一种端接于双光纤光缆上媒体接口连接器插头可能的实现插头应具有与插座上的键锁槽相匹配的机械键锁插头还应有两个光纤套管在传输光缆中每条光纤使用一个抓住光纤的套管这两个套管应以一定的方式安装在插头体上允许在匹配过程中有一定的弹性活动量从而能够与插座中的端口对准并能将光纤末端放置在光基准平面上任何插头的实现都是允许的只要它能与图图中所示的互匹配性几
23、何形状要求相兼容插座应提供机械极化特性以防止输入输出光纤的不正确连接站的插座应被键锁锁住以防止不正确的插头连接至于插头自身的键锁则是任选的但是不管是否被锁住插头上应有标记标签以指示正确的连接图给出了插座中的四种键锁主输入次输出和次输入主输出提供双连接站进入环的连接与集中器功能一起使用的提供单连接站与集中器的连接单连接站上所使用的提供它与集中器的连接网络中的的使用要求将在中予以规定这是将来的课题已超出了本标准的范围未直接规定的光损耗在连接器光纤的精度和光源检测器的性能同时还有开关损耗等其他因素之间折衷方案是实现问题各个站连接中的功率和灵敏度要求中已包括了插座的缺陷而插头的缺陷则已被包括在光缆装置
24、损耗中见第章图插头示例图插座光纤设备图插座光纤光纤注以到的固定的力能使插头套管末端到达光基准平面图套几何视图图插座键锁细节互匹配性细节图和图给出了两种符合插座互机械匹配性细节可以任意选择这两种插座中的一种图中主要预期装备有用于工作输入输出接口特定实现的光电元件的插座的场合应用图中则预期为插座与有源光电元件分离的场合应用该也可用于光缆到光缆的应用光纤套管插座应容纳如图所示的光纤套管其他在光基准平面上与直径套管兼容的其他套管也可以使用键锁细节图给出了插座上的键锁要求当在顶部俯视带键锁的插座时左侧的套管应是站的光输出端口右侧套管则应是站的光输入端口媒体信号接口本章规定了图所示互连插座上的光信号接口每
25、个符合的连接应与这一光接口兼容以允许在环境中的互操作性本章所规定的参数是基于以下要求的即数据经过连接中继一次所引起的差错率在第章的各种情况下都应不超过这也包括在最小工作输入接口功率电平的情况此外当工作输入接口功率电平为或高于最小电平时连接部分的比特差错率应不超过能使用各种规格的光纤进行操作如及的光纤然而本章包含的工作输入和输出规范是基于使用第章中所规定的光纤如使用其他允许规格的光纤如请参见附录中所包含的信息工作输出接口工作输出接口应具有表所示的各项特性光谱宽度对于不同的光源上升下降时间图把最大允许光源谱宽度表示为光源中心波长的函数这些规范同第章中所定义的光纤色散和典型带宽参数结合在一起导致在长
26、的光缆引出端上光信号的上升时间小于图中还给出了光源上升和下降时间从到对应的曲线表工作输出接口特性特性最小值最大值单位中心波长平均功率注上升时间至下降时间至占空度畸变峰峰值数据相关抖动峰峰值注随机抖动峰峰值注消光比注平均光输出功率应使用精密测试光纤精密测试连接插头见附录来测量该测量的数据模式应是停止符号流数据相关抖动用附录中所规定的测试数据模式来规定附录中也提供了可能的测量方法随机抖动规定为超过此值的概率为处的峰峰值对于高斯概率分布所规定的峰值为值的倍图光源谱宽度和中心波长要求脉冲包络当使用精密测试光纤测量时输出光脉冲的形状应在图和图中脉冲包络边界范围内在上升和下降时间的测量中时间间隔和时间间隔
27、之内的最大正及最小负波形偏振都应分别以和电平为中心图也反映了可能存在的预偏差但要尽量避免评估如图和图所示脉冲包络所用的测量设备可要求到的最小带宽范围图脉冲包络样板图脉冲包络扩展样板工作输入接口工作输入接口在具有表所示特性的信号输入时应能进行操作表工作输入接口特性特性最小值最大值单位中心波长平均光功率注上升时间到下降时间到占空度畸变峰峰值数据相关抖动峰峰值注随机抖动峰峰值注注平均光输入功率应使用精密测试光纤精密测试连接器插头见附录来测量该测量用的数据模式应是停止符号流数据相关抖动用附录所定义的测试用数据模式来确定附录中也提供了可用的测试方法随机抖动定义为超过此值的概率为处的峰峰值对于高斯概率分布
28、所规定的峰峰值即为值的倍站旁路接口站旁路功能对所有站都是任选的在旁路方式下入端媒体被连接至出端媒体光发送器的输出则被回环到光接收器的输入当站的电源被切断时站应处于旁路方式下由旁路方式切换到插入方式或由插入方式转换到旁路方式的定时关系如图所示表则给出了附加的特性表站旁路接口特性特性测试标准最小值最大值单位衰减入端出端信道间隔离度开关时间媒体中断时间图中的光源如下初始光源传输器最终光源传输器初始光源传输器最始光源传输器图站旁路定时特征站旁路定时定义光开关速度输出光纤在两个输入光纤之间切换所需的时间量的开始时刻定义为从初始光源来的功率电平首次下降到时的时刻的结束时刻则定义为与从最终光源来的稳态光功率
29、还差时的时刻延迟时间差值主次光开关间的延迟开关时间的绝对差值延迟差值是在最终光源电平处测得的媒体中断时间等于和的和是主光信号或次光信号在光开关插入或断开期间的中断时间量只有是受限制的它允许在和之间进行折中应不超过开关插入断开转换时间从光开关被插入和断开时至光信号上升到离光源最终值差处时的时间是站进入旁路方式后再进行重新配置前所应等待的时间量该参数从信号电平的到光功率电平的处来测得不应超过开关最大插入断开转换时间是站所允许的最大值的默认值为媒体中断最大时间是站所允许的最大值的默认值为接口信号本章规定了和之间以及和之间的信号接口每个符合的连接应与该接口兼容从而允许在环境中的互操作性符合标准的实现可
30、以采用任何设计技术但不能违反互操作性本章引用的光功率电平只与工作输入接口和工作输出接口有关光接收器光接收器把进入的光信号转换成等效的电信号并提供给为指示是否存在光信号应把参数提供给接收器的数据输出与参数有关并描述如下表示具有充分质量的光信号存在以正确地标识线路状态它可利用改变状态的门限电平门限时间之间的滞后和与接收器数据输出有关的输出定时三个量来表征门限电平和滞后当被确立时接收器输出的比特差错率应小于对于任何光功率电平为或更高时应被确立对于撤消的最小允许功率电平应为给出了接收器输出或二者取较大的的为时的这个功率确立和撤消电平之间的最小允许滞后应为图示出了这些要求图信号检测阀值与定时要求确立时的
31、定时要求在进入光接收器的光功率范围从最小值滞后步长阶跃或增长到最大值后应在内确立还有接收器数据输出应反映出在确立后的时间间隔内测得的小于入光信号流的数据模式可以是任何有效的符号流注在即的中已定义最大捕获时间有信号是站的最大确立时间应不超过的默认值为撤消的定时要求在光功率从以下两个数值中的较小值或此处为撤消的功率电平跃降到或更低的功率电平后应在最大为之内撤消光功率电平跃降时间应小于接收器输出应在周期内或直到被撤消为止反映出带有的由符号组成的输入数据流当光输入数据流以负斜坡函数而不以阶跃函数衰减且接收器输出的降至低于后应在最大为之内也被撤消最大捕获时间无信号是站的最大撤消时间应不超过的默认值为表提
32、供了确立撤消要求的概要表确立和撤消要求的概要要求最小值最大值确立时间撤消时间确立光功率撤消光功率或滞后应选择两个功率中数值较大者其中为当工作输入端的时进入工作输入端的功率电平光发送器应向提供称为的服务当传递其值为的参数时发送器的光输出应跃变为逻辑状态并与原语无关其输出应具有小于的平均光功率电平当传递其值为的参数时发送器光输出端应发送当前原语中的参数在收到参数后光发送器应在内对其作出响应光缆装置接口规范本章规定了光缆装置的网络要求术语光缆装置包含了任意两通信站之间的所有光纤元件以及两端相连的站网连接器插头如图所示本规定的技术要求适用于双连接和单连接设备与本标准一致的性能应以附录所规定的规程及其他
33、类似的测试规程来满足测试信号可从光缆装置的任意一端发送光缆装置规范本条规范用于保证长达的一致的连接的互操作性光纤类型根据表给出的光纤来规定第章定义的要求但其他尺寸的光纤也可以使用具体实现中这些光纤的使用方法请参考附录中的数据关于辅助它们在实现中的用法数据参见附录表建议光缆装置使用的光纤标称纤心直径包层直径或标称数值孔径最小值最大值带宽及衰减值表提供的宽度及衰减值是以波长为的普通光源并使用光纤为基础制定的其他允许类型的光纤的最大光纤线路衰减值的计算方法请参考附录中给出的数据表带宽及衰减值特征值测试标准最小值最大值单位普通带宽光学或与衰减某些用户希望安装更高额定带宽的光纤以便于将来更高带宽应用使用
34、该光缆装置精密测试光纤的使用作了某些修改见附录衰减值表中提供的衰减值反映端端的插入损耗它包括光缆衰减和其他诸如拼接件连接器以及类似器件的损耗光纤色散参数图给出了对所有光纤规格要求的额定零色散波长以及色散斜率值图最小色散波长及斜率限值在高光照区域内的零色散波长点上测量零色散波长及色散斜率按和中定义的时应保证有足够的光波带宽这些额定带宽色散的要求同工作输出接口规范中的中心波长光谱宽度及发送器上升时间一道保证了长达的光缆上小于的出射响应时间旁路关于光缆装置的一项特性是如何在应用中选择旁路方式上面给出的损耗及带宽极限值可以适用于最坏情形下旁路配置时的光缆装置这就说明当几个段被串接时光缆装置损耗中的一部
35、分是分配给结点所包含的光旁路开关损耗旁路损耗的有关信息请参见附录连接器和拼接件用于与结点连接的插头应与第章媒体连接部分中所规定的要求相兼容插座和与之精密匹配的插头和插座应被包括在和工作输出及输入接口功率规范中非精密插头的附加损耗应作为光缆装置损耗的一部分予以包括光缆装置内部可能有各种品质的连接器及拼接件连接的数量与质量影响着光缆装置的损耗设计上应有一个折衷方案但这已超出本标准的范围图光缆装置示例附录提示的附录测试方法本附录定义了抖动及上升下降时间测试中所用的术语测量方法及测量条件本附录只是讨论特定范围中的某些问题并不是要取代本标准所给出的标准测试规程本附录直接适用于检验与光信号接口规范有关的站
36、性能这些测量规程也可以用来测量系统中的单个部件部件性能已经超出了标准的范围但从设计角度上来看是很重要的附录中提供了如何理解部件测量的示范信息工作输出接口光功率测量在工作输出接口中规定了发射到符合规范的纤心尺寸为的光纤的平均光功率输出功率应该用已校准的功率计来测量而且测量时站应发送符号流这种数据模式相当于使用一个的方波测试信号在精密测量中站插座与光功率计之间光学耦合应使用精密测试光纤和测试连接器组件来进行同时应小心操作以确保将光功率计校准在光源光谱宽度上关于精密测试光纤套管的信息请参见附录光谱测量工作输出接口的中心波长和光谱宽度可使用光谱分析仪来测量耦合工作输出接口与光谱分析仪所使用的转接光缆应
37、足够短以使由其引起的频谱滤波效应减到最少测量时的输出信号应是符号流上升下降响应时间测量工作输出接口的上升下降响应时间可用宽带光电接收器及示波器在和光功率点之间进行测量测量期间的输出信号应为符号流光波的形状应符合图及图所示的波形样板边界光电测量系统的频率响应及增益平滑度应足够大而且平缓以保证得到准确的上升下降响应时间这一点很重要测量时要求的最小频率响应范围为到抖动测量工作输出接口的抖动规范在比特差错率为的前提下有效抖动可以用示波器或和章中所述的比特差错率测试仪来测量当测量数据相关抖动时站应该在发送章中的数据模式测量随机抖动及占空度畸变时站应在发送符号流除了之外抖动很难用示波器准确测量示波器规程只
38、是直观性往往会低估抖动的真实大小如果有疑问的话应使用测试规程来验证抖动边界值消光比工作输出接口消光比是对站出射光波的调制深度的度量测量期间的输出信号应是符号流测量可以使用能把光功率线性地转换成电压的直流耦合宽带光电接收器消光比是与电平低亮度相对应的电压和与电平高亮度相对应的电压之比测试时应使用符号流重要的是测试时接收器在被测光功率范围上应有足够的频率响应增益平滑度及直线性以提供和电平的准确测量工作输入接口中所规定的上升下降时间和平均功率范围对测试数据模式也适用而且本附录也定义了工作输入接口上的光测试信号遵循标准的站应在帧差错率对应于情况所规定的各种条件下接收测试信号第章中的要求根据值来定义方便
39、了特定实现时可使用的部件规范工作输入接口测试信号的光源可以是符合规范的任意光源而且测试时它应发送第章给出的测试数据模式的文件提供了编码方案及允许的测试信号基频偏差的描述测试信号的上升下降时间及抖动会因模式光源传输的光缆长于标称值而不同使用低带宽的普通带宽光缆也能引起上升下降时间和抖动的增大如果必须在正确的和上升下降时间中选择那么必须作出调整以得到正确的测试模式的必须在测试信号源处作电气调整因为光缆长度和普通带宽变化并不引起的增大最坏情况下测试信号可要求超过物理连接中实际允许的光缆长度测试模式的平均功率可以用一可变光损耗器来调节可能需要大功率光源来验证工作输入接口的动态范围测试信号的上升下降时间
40、及抖动可以用第和章中所述方法来测量特定实现中用的部件也可以使用这些方法来测量畸变和抖动原因把和抖动作为光信号点处的理想时间位置偏差测量点即交流耦合信号的零交叉点零电平级是在不存在信号时建立的规范中有三种类型的抖动下面给出了定义其测试方法则在第章中定义占空度畸变一般是由于低至高和高至低跃变的传播延迟差值而引起的是被测符号持续期与标称时间长度的偏差值它是在连续符号流基础上测得的也就是的方波数据相关抖动与被发送的符号序列有关它由光信道组成部分的有限带宽特性所引起作为非理想的单脉冲响应和编码脉冲序列的均值变化的直接后果会引起基线漂移和接收器抽样门限电平的可能变化应该使用第章所示的数据模式来测量往往与其
41、他类型的抖动组合在一起在没有随机抖动影响的情况下利用相关极限值之上来测量然而抖动的相关概率小于是可能的随机抖动主要是由于光接收器受到的热噪声影响引起的可以被模型化为一高斯过程的平均值应为零而且以概率为处的峰峰值为表征的测量应使用符号流在这种情况下易于将分离出来测量到的抖动仅由组成畸变与抖动的测量测量可以利用所述的光电测量系统使用符号流也就是一连续方波来测量高态电平和低态电平的波形宽度应在放大点进行测量较宽状态的宽度较窄状态的宽度和测量测量抖动有使用示波器和使用两种方法方法比示波器方法更加准确但要求访问建立数据模式的时钟信号方法可以用来测试站的工作输出接口并可以测量用于测试工作输入接口的测试信号
42、的抖动量方法还能用来测量特定实现中工作输入输出接口中部件的抖动示波器方法测量时示波器屏幕上显示出眼图波形把抖动作为眼图的零交叉宽度来测量因为抖动往往要以相关概率才能测量而且示波器通常不能显示出小概率出现的事件所以示波器方法不能精确测量出概率为或更少的峰峰抖动值方法使用用于测试抖动时通过逐位比较未抖动的波形与抖动的波形以此计算出比较的判定点时钟信号在下式范围中变化式中最优判定点眼图的中央位置比特周期即判定点对的每个位置都进行测量以给出在该位置发生抖动的概率实际上测试点沿眼图的零交叉线移动并测量眼图中各个位置发生抖动的概率导致的值范围确定了眼图中的一个窗口在此窗口中没有按此概率的抖动由上述波形中的
43、峰峰抖动如下式所示实际的使用中测试设备作逐位的比较对差错计数加并以此计算出被测时钟信号或者说是判定点沿眼图移动当测试待测设备是否符合工作输出接口规范时时钟信号可以从站的出射光信号中提取测试中要注意保证用于测试工作输出抖动的测试接收器本身的抖动足够小这样才能测量出由站影响引起的抖动部件测试台和工作输入接口测试信号发生器能为测试提供可直接使用的合适的时钟源方法既可以测量也能测量通常从测量值中剔除因为单独测量它很容易测量可以使用符号流测量则使用专门的测试模式和可以按第章中的方法分开一种节省时间的通常作法是测量较高概率如处的抖动然后用外推法求出在概率处的抖动宽度抖动测试用的测试模式如下所提供的符号模式
44、可以用来测试部件或物理链路中的本模式所使用的符号在中定义此模式长个符号个比特在测试期间不断地重复发送当以方式编码时该序列能够引起近似于最坏情况的符号间干扰并引起的占空度基线漂移当本模式用于测试工作输入和输出接口规范时建议实现者用复制的第行代替第行用复制的第行代替第行用复制的第行代替第行用复制的第行代替第行对用上述代替所得到的模式多次复制构成一帧的最大长度信息字段并可以由站封装在合适的头部和尾部用于传输的作为一测试帧当此模式仅用来测试一特定部件引入的抖动时可以直接使用如下模式必须提醒实现者注意的是工作接口要求可适用于任何有效的符号序列但工作输入接口性能是与收到的符号序列相关的的编码格式可以导致符
45、号序列具有至的占空度单个符号的最长帧重复发送会造成最低为的基线漂移频率实现者希望重复个符号的最大长度帧来验证工作接口的一致性附录提示的附录光学测试规程本附录并不打算提供详细光学测试规程但能提供研究发展这些规程步骤的标准化组织的名单光纤测试规程标准由美国电子工业协会以系列标准的名义研究发展和出版可以向如下所列地址写信来获得复制件第章所提到的精密测试光纤和精密测试连接器由委员会正在研究在本标准出版之日还没有成功地定义这些精密元件已经研究出来的进展报告和任何定义的副本都可以从如下所示的地址得到它们以委员会的名字作索引附录提示的附录可替换的光纤装置使用法可替换的光纤规格表列出了可在系统中使用的其他光纤
46、类型这些光纤类型未经仔细研究在本规范的正文部分没有给出他们的使用细节因此使用这些光纤类型会缩短站间能达到的最大距离表可替换的光纤类型标称纤心直径标称包层直径或标称数值孔径理论连接损耗表所示的理论连接损耗表示相当于和第章中所列不同光纤类型混合连接时的本征损耗实际连接损耗由于连接器与拼接件的质量实用光纤的允差及系统中的连接位置诸原因而会与这些标称值有所不同表混合光纤类型用的理论连接损耗接收光纤发送光纤注所有的连接损耗以分贝形式表示正文中只引用了一种类型的光纤类型这方便了互操作性及一致性的测试但也可以使用其他类型的光纤类型在实际实现中使用其他可替换的光纤会引起如下所述的后果在工作输出接口中发射到光纤
47、的光功率会因发射光元件的核心尺寸优化程度及与可选用光纤规格不同的值也会有所变化在工作输入接口中光学灵敏度则会因接收光元件的优化程度不同而变化在表中总结了使用可选用光纤类型的潜在后果以及与和相关的调整和光纤线路衰耗平衡预算所有调整都以核心尺寸光纤实现为参照标准该实现的光纤线路损耗预算为如使用合适的连接器和接线器这些可选用光纤线路的损耗预算也会允许长达的传送间距表损耗平衡预算总结光纤类型调整调整保留的损耗预算光旁路开关当测量光旁路开关损耗时应慎重考虑输入发射光功率的模分配研究表明机械式光旁路开关具有除掉高阶功率模的趋势因此如果将输入功率发射到包含许多高阶模的光缆装置第一个开关之后的那些开关可能产生
48、较低的损耗附录提示的附录电气接口的考虑本附录规定了如图和图所示的光发送器和接收器的电气接口该接口可用于分开及部件的开发并可以用于和实体的协议一致性验证的接口它不预期为连接的互连设备提供接口对符合连接设备的互连来说真正的互操作性要求是对每一连接所提供的光纤接口来说的因此如果所提供的光接口符合第章所规定的应用要求那么不必符合本附录规定的要求图和中和组成了一差分输入它们将光纤接收器的输出连接到解码功能部分的输入该数据以脉冲流方式传送和也组成了一差分输出它们将编码功能部分输出连接到光纤发送器的输入该数据也以脉冲流的方式传送图所示的差分输入输出信号为直流耦合信号附录中所示的抖动分配也以此直流耦合为前提是
49、用于和的电源正电压图直流耦合元件的测试配置图所示的差分输入输出信号为交流耦合信号为了允许部件间的电源不匹配这是很有用的使用交流耦合的方案实现可能需要规定有由于跨越电容器的基线漂移而引起抖动是用于的电源极性和偏压值和是用于相对应的值图交流耦合元件的测试配置和之间的差分接口信号应与和逻辑系列相兼容附录提示的附录系统抖动分配举例本附录包括物理链路用的抖动预算的一个例子抖动来源光纤部件的抖动由占空度畸变数据相关抖动和随机抖动组成复原时钟信号的抖动由静态校准错误和组成为判定时间槽时钟与最优取样位置之间的偏移当时钟与最优取样位置相重合时就会得到最小的值的主要原因是初始未对准差错和由于温度波动及老化所引起的数据与时钟通路之间的差分延迟关于抖动测量和定义的附加信息参见附录抖动值以峰峰值来表示对于峰峰值和值都必须给出峰峰值被定义为要超过此值的概率为处的值对高斯概率的随机抖动来说假设链路中的不同抖动成分是无关联的并且假设相加为所有抖动之和的平方根值抖动预算是为编制考虑
