Эта статья описывает преимущества конфигурации параллельной фильтрации в измерительном приемнике джиттера, что значительно снижает время испытаний для измерений генерации джиттера. Параллельная архитектура также более надежна в захвате переходных событий.
Введение
Спецификации джиттера для сетевого оборудования, рекомендованного органами стандартизации требуют детальной проверки. Эти проверки могут быть трудоемкими и дорогостоящими, но их не легко обойти или сократить, если необходимы надежные измерения. До сих пор, в тестирование и производственных планах приходилось учитывать дополнительное время, необходимое для обеспечения проверки соблюдения обоих стандартов МСЭ-Т и Telcordia.
К сожалению, реализация необходимых тестовых программ поставщиками тестового оборудования иногда приводит к медленным измерениям и противоречивым результатам. Теперь все готово, чтобы измениться с развитием параллельного тестирования, которое было внесено в Agilent Technologies OmniBER OTN анализатор джиттера. Это гарантирует, что OmniBER OTN предоставляет все необходимые инструменты для быстрого и точного определения характеристик джиттера и анализа в разработке и производства.
Параллельные измерения джиттера
Два устройства для измерения выходного джиттера показаны на рис.1. Верхняя диаграмма (рис.1(а)) является наиболее распространенным методом измерения джиттера, где выбраны высокочастотные и низкочастотные фильтры, последовательно к следующей соответствующей комбинации фильтров и измерения этого результата. Хотя это совершенно действенный метод измерения джиттера, он может быть очень долгим, так как органы стандартизации рекомендуют время стробирования 60 сек каждый раз при выборе нового фильтра.
Рис. 1. Последовательная и параллельная конфигурация фильтров
Нижний рисунок (рис.1(б)) изображает недавно разработанный метод тестирования джиттера, в котором все стандартные полосы пропускания фильтра непрерывно контролируются и результат отображается для всех полос пропускания фильтра одновременно. Это предоставляет пользователю несколько ключевых преимуществ, не влияя на точность измерений:
- Значительно ускоренное тестирование, в конечном счете, снижает затраты и время выхода на рынок.
- Умение определять и анализировать любые периодические «всплески» джиттера, которые в противном случае могут быть пропущены.
- Требуется меньше нажатий кнопок для настройки измерений и просмотра результата, таким образом, снижая вероятность ошибок.
Мгновенное преимущество параллельных фильтров заключается в уменьшении времени тестирования, потому что все результаты для всех фильтров получаются с одним периодом измерения. При использовании последовательных фильтров, пользователи должны переключаться между фильтрами, только записывая один набор результатов за раз. Это означает, что тесты должны быть повторены, если требуется более одной комбинации фильтров.
Фильтры, показанные выше, относятся как к SONET так и к SDH. Для ОС-192 на 10 Гбит/с, Telecordia устанавливает требование к 20 кГц и 4 МГц ВЧ и 80 МГц НЧ фильтрам на сетевых интерфейсах, и 50 кГц ВЧ и 80 МГц НЧ для измерений генерации джиттера. Для STM-64, МСЭ-Т определяет 20 кГц и 4 МГц ВЧ и 80 МГц НЧ фильтры для сетевых интерфейсов.
Поскольку органы стандартизации рекомендуют тестовое время в 60 секунд каждый раз когда выполняется проверка, экономия времени может быть весьма значительной в высоко пропускной производительной линии или проверочной лаборатории. Время тестирования также будет резко снижена для любого сетевого оборудования, предназначенного для покрытия SONET и SDH, так как все параметры SONET и SDH фильтров джиттера будут проверены одновременно. Производитель в настоящее время тестирует комбинации комплектов ВЧ и НЧ фильтров для SONET и SDH, нужно будет запустить проверку джиттера по крайней мере три раза (предполагается что только одна скоростная линия используется). Получение тех же результатов сейчас за треть этого времени, показывает, что там будет существенная экономия не только времени, но и затрат за тест. Эти сбережения будут значительно увеличиваться, если испытуемое устройство (ИУ) требует проверку на более чем одной скоростной линии.
Возможность измерять и анализировать любые переходные события джиттера также улучшена с помощью параллельных фильтров. Органы стандартизации признают что джиттер может быть систематическим, случайным или пакетным в природе, поэтому важно, что тестеры джиттера способны обнаруживать и точно измерять несинусоидальные события. В архитектуре параллельных фильтров, тот факт, что все результаты для всех фильтров отображаются одновременно означает, что существует очень маленький риск пропуска каких-либо переходных аномалий, из-за не активации соответствующей полосы пропускания. Инженеры, использующие конфигурацию параллельных фильтров могут быть уверены, что нет никаких скрытых проблем, ожидающих вызвать проблемы далее вниз по линии.
Еще одно преимущество с точки зрения надежности, что не будет никаких шансов ошибочного выбора неподходящего фильтра, так как все фильтры одновременно активны. Исходящие результаты всегда будут захватывать все данные из всех фильтров, увеличивая прослеживаемость и позволяя сохранить полный диапазон результатов после лишь одного проверочного периода.
Понимание результатов измерения
Одной из особенностей результатов параллельного фильтрования, которые часто приводят к путанице, является то, что некоторые результаты джиттера узкополосного фильтра могут оказаться выше, чем результаты широкополосного фильтра. На первый взгляд это кажется немного странным, но на самом деле это не ошибка в испытательном оборудовании, и это не из-за неверных результатов любых проблем с тестируемого устройства. На рисунке 2 изображены две формы джиттера которые можно было бы ожидать от измерения широкополосным фильтром 50 кГц — 80 МГц (а) и измерения узкополосным фильтром 4 МГц — 80 МГц (б).
Рис. 2. Амплитуда джиттера
Они показывают влияние 50 кГц и 4 МГц ВЧ фильтров на форму джиттера от пика до пика. Интересно отметить, что для этого демодулированной формы джиттера узкая полоса имеет более высокое пиковое чтение, чем широкая полоса. Это не то, что можно ожидать интуитивно. 4 МГц ВЧ фильтр действует как дифференциатор и увеличивает абсолютную пиковую амплитуду формы волны.
Уровни RMS джиттера, с другой стороны, как правило, будут ниже для узкополосного примера, чем для исходной квадратной волны, потому что сигнал содержит меньше энергии. Этот эффект не какая-нибудь ошибка в оборудовании, а естественное следствие уменьшения полосы пропускания измерения. Должно быть очевидным, при измерении любым тестером, но все более очевидно с параллельной конфигурацией, позволяющей непосредственное сравнение между различными полосами пропускания в течении того же периода измерения.
Форма волны на рисунке 3 показывает демодулированный выход джиттера, созданный с помощью шаблона-зависимости в ИУ обусловленного SONET/SDH заголовком. Это показывает, что форма волны на 4 МГц-80 МГц имеет более высокие значения пика, чем измерения на 50 кГц-80 МГц, для этого конкретного примера.
Рис. 3. Демодулированный выход джиттера
Заключение
Точное измерение выходного джиттера и образование джиттера время-затратно, так как комбинация фильтров указанных в стандартах, каждый из которых требует минимального периода стробирования для получения надежных результатов. Конфигурация параллельных фильтров в ходе испытания существенно снижает это общее время измерения, обеспечивая всесторонний учет испытаний для подтверждения соблюдения оборудования и более надежна при захвате переходных событий.
Литература:
1. Скляр Б., Цифровая связь // М., Спб., К.: Вильяме, 2003. С. 331–532
2. “A Modified Allan Variance with Increased Oscillator Characterization Ability” by Allan and Barnes, Proceedings of the 35th Annual Symposium on Frequency Control, 1981.
