Анализатор оптического спектра высокого рразрешения Май 2014 Михаил Николаев

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 2 Тенденции Модуль анализатора оптического спектра для платформ MTS Что это такое Примеры измерений Спецификации Применение Портативные анализаторы спектра JDSU Рекомендации по выбору Анализатор спектра высокого рразрешения для платформы MAP Что это такое Спецификации Features and benefits Competition outlook Содержание

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION …, nm Gb/s 40 Gb/s 100 Gb/s 40 Gb/s …, nm Gb/s 400 Gb/s QPSK 400 Gb/s 16-QAM 200G 16QAM 400 Gb/s 16-QAM 50GHz 75GHz 150 GHz Сетка частот 50-GHz DWDM Поддержка 10G, 40G и 100G апгрейд Изменяемая WDM сетка Поддержка 100G и 400G с высокой спектральной эффективностью Bandwidth-Adjustable Channel Grid for Nyquist WDM, nm 10 Gb/s 40 Gb/s Такая концепция подразумевает расширение до передачи 1 Tb/s супер каналов 50GHz

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION … 150 GHz 70 … 80 GHz 1.Dual-Carrier Polarization-Multiplexed 16-QAM 4 бита на символ и несущую 28 … 32 GBaud на канал Малая дистанция Спектральная эффективность: ~ 2.5 раза по сравнению с обычными 100 Gb/s системами 50-GHz grid 2.Quad-Carrier Polarization-Multiplexed QPSK 2 бита на символ и несущую 28 … 32 GBaud на канал Передача на длинные расстояния Спектральная эффективность: лишь ~ 1.25 раза по сравнению с обычными 100 Gb/s системами 50-GHz grid Форматы модуляции 400 Gb/s 37.5 GHz

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 5 E81HR-OSA-C / EOSA610 Модули анализатора спектра высокого рразрешения(ext. C-Band) E81HR-OSA-C / EOSA610 Модули Когерентный дизайн позволяет получить саб ГГЦ разрешающую способность (300MHz) позволяющую точно определять спектральную форму и ширину канала Точность определения длины волны в пм диапазоне позволяет реализовать функционал измерителя длин волн (множественных) для тестирования компонент и других приложений Анализ DWDM 100G & 400G Flex Grid систем и найквистовских WDM супер каналов Использование в лабораториях, разработке и полевых испытаниях HR-OSA модуль работает в платформах MTS-6000/8000

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 6 Сравнение OSA высокого рразрешения с традиционным основанным на решетке OSA JDSU High-Res. OSA 300 МГц Разрешение JDSU OSA ГГц разрешение

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 7 Пример измерений с помощью OSA высокого рразрешения Измерения найквистовских WDM сигналов с помощью HR-OSA Традиционные сигналы Nyquist-Filtered Signal 50-GHz Spaced Nyquist Signals Близкие Найквистовские сигналы

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 8 OSA высокого разрешения: 800G Суперканал Тесты проводились в лабораториях : Cisco, ALU, Ericsson, Ciena, ADVA OSA высокого рразрешения Страдиционные OSA

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 9 OSA высокого рразрешения: EOSA610 Улучшенный диапазон: – ТГц ( – нм)

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 10 Out-of-band OSNR In-band OSNR ROADM оказывают влияние на сигнал. Шум обрезается.В линии DWDM существуют 5 каналов.

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 11 Перекрывающиеся каналы Перекрывающиеся спектры: 3 channels 40Gbps с межканальным интервалом 50GHz Перекрестные помехи Не возможно измерить OSNR традиционными методами => Необходимо измерение In-Band OSNR Crosstalk (XT) due to overlapping spectra Передача в сетях DWDM с малым межканальным интервалом Перекрестные помехи(XT) Возможно, например, в случае каналов 40Gbps передаваемых с межканальным интервалом 50GHz I-OSNR trace True In- Band OSNR OSA-trace Higher I-OSNR trace due to XT

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 12 Метод JDSU Измерение сигнала+ измерение шума = Стандартная спектрограмма Измерение I-OSNR: = Отдельно сигнала, отдельно шума I-OSNR trace Signal + Noise In-Band OSNR Evaluated noise distribution Noise

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 13 Улучшенный интерфейс HR-OSA на MTS-8000 платформе Улучшенный интерфейс Установка параметров ­Новые параметры рразрешения (full / 0.01 / 0.05 / ….nm) ­Усреднения ­Улучшенное детектирование каналов ­Независимые маркеры X/Y ­WDM / DFB тестирование Новое приложение On-OFF OSNR ­Тестирование в 2 этапа с помощью out-of service метода

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 14 Применение HR-OSA в тестировании 100 / 400 Gb/s Nyquist WDM трансмиттеры основных производителей Ciena, ALU, Cisco, Huawei, … OSA высокого рразрешения необходим в лабораториях Замена анализатора спектра и измерителя длин волн одним инструментом Последует полевое применение Операторы применяющие flex-grid сетки частот (Verizon, …) Подводные системы передачи Реализация для лабораторного применения: MAP-cassette TBerd/MTS-8000 solution mainly for bridging until mWave and mHROSA are available

Позиционирование OSA

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 16 Применение 16 Тестирование CWDM: Требования: Мощность, длина волны, дрифт (без OSNR) ­Диапазон длин волн: full-band нм ­Межканальный интервал: 20 нм ­Количество каналов:до 18 ­Уровень мощности:-50 до +25dBm Решения: Портативность, стоимость ­channel checkers OCC-55, COSA-4055 Компактность, полноценный функционал OSA ­Базовый OSA-110M ­Высокой мощности (до +27 д Бм) OSA-110H

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 17 Применение 17 Тестирование DWDM Требования: Мощность, длина полны и OSNR In-band OSNR тест для систем ROADM и 40G Диапазон длин волн: extended C-Band ( нм), L- band ­Межканальный интервал: 33/50/100GHz (0.27/0.4/0.8nm) ­Количество каналов:до 96 ­Уровень мощности:от -50 до +10 д Бм ­Диапазон OSNR:до 30 дБ Решения: Портативность, стоимостьOSA-110M Высокопроизводительные OSAOSA-500/OSA-500M Тестирование ROADM ­Портативность, стоимость OSA-110R ­Производительность, скорость OSA-500RS

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 18 Лабораторное тестирование Найквистовские и супер каналы : Требования: Спектральная форма ­Диапазон: extended C-Band ( нм), L-band ­Разница между каналами:

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 19 Применения 19 Тестирование линейных Карт и транспондеролв: Требования: Мощность, длина волны, SMSR (Side Mode Suppression Ratio) ­Диапазон: расширенный C-Band ­Точность длины волны:

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 20 Ch - Checkers Семейство анализаторов спектра JDSU 20 Compact OSAs OCC-55/56 Full Band OSAs High Performance OSAs Coherent OSA HR - OSA - EOSA610 - OSA-110M - OSA-501M - OSA OSA-500M - OSA-110R COSA OSA-500RS - OSA-500R

Анализаторы спектра высокой точности на платформах MAP- 280 и MAP-230

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 22 What are we offering? Что мы предлагаем: Измеритель длин волнmWAVE-A1CB10 Функционал измерителя длин волн Таблица частот и мощностей. Работа с платформой MAP-200 OSA высокого рразрешения и измеритель длин волн mHROSA-A1CB10 Функционал измерителя длин волн и HROSA Что мы предлагаем: Измеритель длин волнmWAVE-A1CB10 Функционал измерителя длин волн Таблица частот и мощностей. Работа с платформой MAP-200 OSA высокого рразрешения и измеритель длин волн mHROSA-A1CB10 Функционал измерителя длин волн и HROSA

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 23 Launched via Super App Super Applications installed. For MHROSA-A1 - HROSA & WM in this case. Launch Super Apps from here OR instrument view

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 24 Спецификации Спецификации – измеритель длин волн Длины волн Extended C-band от ТГц ( нм) Точность: +/- 370 МГц ( +/-3 пм ) Минимальное разделение сигналов: 2 ГГц (16 пм) Мощность Динамический диапазон: от -60 до +10 д Бм (максимально +17 д Бм общей мощности) Абсолютная погрешность по мощности: +/-0.5 дБ (на 1550 нм, - 20 д Бм) Линейность +/-0.4 дБ (от -10 до -40 д Бм) Поляризационная зависимость +/- 0.2 дБ Возвратные потери >50 дБ Врем измерения: ~1 с на канал. ~38 с на C-band Дополнительные спецификации- HROSA Разрешение: 300MHz (2.4pm) Спецификации – измеритель длин волн Длины волн Extended C-band от ТГц ( нм) Точность: +/- 370 МГц ( +/-3 пм ) Минимальное разделение сигналов: 2 ГГц (16 пм) Мощность Динамический диапазон: от -60 до +10 д Бм (максимально +17 д Бм общей мощности) Абсолютная погрешность по мощности: +/-0.5 дБ (на 1550 нм, - 20 д Бм) Линейность +/-0.4 дБ (от -10 до -40 д Бм) Поляризационная зависимость +/- 0.2 дБ Возвратные потери >50 дБ Врем измерения: ~1 с на канал. ~38 с на C-band Дополнительные спецификации- HROSA Разрешение: 300MHz (2.4pm)

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 25 Основные возможности и преимущества Основные возможности MAP Wavemeter и OSA Производительность Выдающаяся разрешающая способность Обеспечивается абсолютная погрешность в 5-10 раз лучше, чем у традиционных OSA Надежность Нет подвижных частей Размер Совмещение функционала OSA и измерителя длин волн в одном слоте Единственное модульное решение на рынке Может быть использовано совместно с другими модулями MAP-200 Основные возможности MAP Wavemeter и OSA Производительность Выдающаяся разрешающая способность Обеспечивается абсолютная погрешность в 5-10 раз лучше, чем у традиционных OSA Надежность Нет подвижных частей Размер Совмещение функционала OSA и измерителя длин волн в одном слоте Единственное модульное решение на рынке Может быть использовано совместно с другими модулями MAP-200

In-band PMD и тестирование каналов на эксплуатируемой сети ROADM Written by Gregory Lieutaert (Marketing), Andre Champavere (R&D)

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 27 Традиционные измерения PMD Пригодно для «темных» волокон OAOA OAOA OAOA OAOA Broad- Band Probe Signal PMD Сегмент не активен (typ. SLD)

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 28 Традиционные измерения PMD Пригодно для «темных» волокон Сложно применить на современных сетях ROADM! OAOA OAOA OAOA OAOA Broad- Band Probe Signal PMD Сегмент не активен ROADM Broad-Band Probe Signal Спектральные компоненты распространяются по различным путям. (typ. SLD)

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 29 Новая концепция: In-Service измерения PMD Традиционный метод. Широкополосный источник In-Band измерение с узкой шириной спектра OAOA WDMWDM Tx 1 WDMWDM Tx 2 Tx 3 OAOA OAOA Rx 1 Rx 2 Rx 3 OAOA OAOA OAOA OAOA Broad- Band Probe Signal PMD Link is out of service Narrowband Probe Signal Сеть может оставаться в работе! Требуется несколько не занятых WDM каналов Сеть может оставаться в работе! Требуется несколько не занятых WDM каналов ROADM PMD

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 30 Решение JDSU: Не прерывающие передачу измерения PMD Анализ передаваемого сигнала Мощность сигнала, длина волны и спектр «убирание» поляризации In-Band OSNR Вариации состояния поляризации PMD волокна OAOA WDMWDM Tx 1 WDMWDM Tx 2 Tx 3 Tx n OAOA OAOA Rx 1 Rx 2 Rx 3 Rx n OA ROADM Не оказывает влияния на функционирование сети Tap Анализатор

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 31 Когда необходимы In-Service PMD измерения? Поиск неисправностей в сетях ROADM Без остановки сервисов и выключения активного оборудоавния Сертификация путей для миграции с 10 на 40 Gb/s Устойчивость к PMD у сигналов 40G ~2…4 раза хуже по сравнению с 10G Макс. допустимая DGD 10 Gb/s NRZ-OOK: >30 ps 40 Gb/s NRZ-DPSK: 8 ps 40 Gb/s RZ-DQPSK: 18 ps путь ROADM сеть 40 Gb/s

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 32 Как измеряется PMD с помощью передаваемого сигнала? PMD изменяет состояние поляризации сигнала Как функцию оптической частоты Даже в зависимости от спектра сигнала Изменение (ротация) можно измерить С помощью спектроанализатора и анализатора поляризации высокого рразрешения Независимость от скорости передачи и модуляцииtion format Величина ротации зависит от Дифф. Групповой задержки(DGD) в канале, Относительной ориентации вектора PMD и Начальной поляризации сигнала PMD Vector SOP Сфера Пуанкаре 10 GHz SOP Frequency SOP Frequency

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 33 Концепция Эффективной DGD Если вектор PMD параллелен вектору SOP … … НЕТ вращения поляризации … НЕВОЗМОЖНО измерить DGD Если вектор PMD ортогонален вектору SOP … … Вращение поляризации максимально... Измеряем мгновенное значение DGD В общем случае Измеряем эфективную DGD eff sin... где - угол между вектором PMD и начальной поляризацией PMD vector SOP vector PMD vector SOP vector PMD vector SOP vector

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 34 Новый принцип измерений Polarization diversity coherent receiver analyses the variation of the state of polarization (SOP) across the bandwidth of the transmitted signal A fast tuning laser scans across the entire DWDM channel Effective DGD (DGD Effective ) is calculated from the frequency variations of the signals state of polarization (SOP) Employs String Length measurement technique Polarization splitting technique Suitable for Single Polarization signal I-OSNR with Pol. Nulling method

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 35 Измерения в реальном времени на каналах 10/40G Измерение эффективной DGD 10Gb/s NRZ-OOK сигнал Эффективная DGD всегда представляет собой вклад PMD.

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 36 Анализ канала и измерения I-OSNR In-Band OSNR определяется для каждого канала отдельно Анализ спектра Частоты и уровни мощности Немедленное определение эффективной DGD для каждого канала Значение PMD

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 37 Решения для тестирования In Band DWDM Chirped measurement HR OSA In Band OSNR In Band DGD Coherent In Band DWDM Analyzer In-service/in-band анализ DGD. OSA высокого рразрешения In-Band OSNR и In-Band DGD тестирование с помощью одного модуля. In-service тестирование DWDM каналов без прерывания траффика в сетях точка-точка или ROADM.

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 38 JDSU I-PMD 38 Совмещает 3 инструмента в одном: In-service PMD анализатор In-Band OSNR анализатор OSA высокого рразрешения High Resolution OSA In Band OSNR In Service PMD

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 39 Требования к тестированию систем WDM Уровень мощности отдельной несущей Определить распределение энергии по полосе Немедленное обнаружение проблемного или выведенного сигнала(канала) Длина волны канала/ расстояния между каналами Индикация возможного смещения частоты источника Соотношение сигнал/шум Signal-to-noise ratio Определить, что возможна передача данных в данном канале Общая мощность Проверка усилителей системы Проверка безопасного уровня (предел +17 dBm) Измерения дрифта Дрифт частоты и мощности в системах с низкой производительностью/проблемами. (например перегрев Tx в системах CWDM ) Подтверждение нахождения длины волны в заданных пределах

© 2013 JDS Uniphase Corporation | JDSU CONFIDENTIAL AND PROPRIETARY INFORMATION 40 Простая оценка годен/не годен Ясная индикация годен/не годен с цветовой индикацией