MeasurementTechnology ofOpticalCable Communication
DING Zhe，LIU Zengji
(Xidian University，Xi′an，710071，China)
Abstract：This article make some introductions about the measurement technique for the system ofoptical fiber as wellas themeasurement of optical transmitter，receiver and amplifier，The transmission capability of optical communication system andmeasurement ofthe opticalpath performance．
Keywords：opticalcable communication；measurement；opticalpath；opticaltransmitter
光纖通信以其傳輸頻帶寬、通信容量大、中繼距離長、可靠性高、安全性好等優(yōu)點逐漸成為現(xiàn)代通信的主流。要衡量一個通信系統(tǒng)是否達(dá)到預(yù)先的要求和性能的優(yōu)劣，對光通信系統(tǒng)的測量是必不可少的。隨著光通信技術(shù)的飛速發(fā)展，有關(guān)光通信的測量技術(shù)也快速的發(fā)展著。
1 光通信系統(tǒng)網(wǎng)元級的測試
1．1 發(fā)送機(jī)的測試
光發(fā)送機(jī)主要有以下幾種測試：
(1)平均發(fā)送功率 光發(fā)送機(jī)的輸入取偽隨機(jī)序列電信號時，在S參考點處測得的平均光功率。
(2)光源消光比 指在最壞的反射條件時，全調(diào)制條件下，邏輯“1”平均光功率與邏輯“0”平均光功率的比值［1］。如圖1所示。
(3)最小邊模抑制比 指在最壞的反射條件下，全調(diào)制下主縱模的平均光功率與最顯著邊模的光功率之比。
(4)中心頻率與偏移 指在S參考點發(fā)送機(jī)發(fā)出的光信號的主縱模的中心頻率。中心頻率應(yīng)符合ITU-T推薦值，正負(fù)偏倚量應(yīng)小于系統(tǒng)選用的頻率間隔的10％。
1．2 接收機(jī)的測試
接收機(jī)主要有以下幾種測試：
(1)接收機(jī)靈敏度 指誤碼率達(dá)到10－12時，接收機(jī)光端口處的最小平均接收光功率［2］。如圖2所示。
(2)接收機(jī)過載光功率 指誤碼率達(dá)到10－12時，接受機(jī)輸入端口R處的平均接收光功率的最大可接受值。
(3)接收機(jī)的最大反射系數(shù) 在R處的反射光功率與入射光功率之比。
1．3 光放大器的測試
對于光放大器的測試，一般可在專用的測試平臺上進(jìn)行，當(dāng)不具備專用測試平臺時，一般只采取對關(guān)鍵指標(biāo)的驗證測試方案。如圖3所示。
2 光通信系統(tǒng)的測試
2．1 傳輸性能測試
(1)系統(tǒng)誤碼率性能測試 系統(tǒng)分為開放式和集成式2種。如圖4和圖5所示。差錯性能測試的目的是檢驗系統(tǒng)的差錯性能是否符合設(shè)計要求。一般用誤塊秒比進(jìn)行衡量。在實際測試中，要根據(jù)具體的測試配置和測試要求，選擇合適的測試信號結(jié)構(gòu)，當(dāng)信號輸入口為PDH口時，測試信號為偽隨機(jī)二元序列(PRBS)；當(dāng)信號輸入口為SDH時，不管速率是多少，發(fā)送的測試信號都一定是具有一定幀結(jié)構(gòu)的測試信號，在ITU-T O.150建議中，規(guī)定了8種SDH測試信號結(jié)構(gòu)(TSS1，TSS2，TSS3，TSS4，TSS5，TSS6，TSS7，TSS8)。一般來說，對通道的誤碼測試，應(yīng)根據(jù)所測通道級別選擇測試信號結(jié)構(gòu)［3］。
(2)系統(tǒng)的抖動和漂移特性測試 衡量抖動和漂移大小的單位是單位間隔(UI)，一個UI是指等步信號2個相鄰有效瞬時之間的標(biāo)稱時間。對于比特率為B的信號相對應(yīng)的單位間隔為1(UI)＝1/B(s)。關(guān)于系統(tǒng)抖動的測試配置圖5大部分相同，只是將發(fā)送誤碼分析儀換成碼形發(fā)生器，將接收誤碼分析儀換成抖動測試儀就行了。圖6為輸出抖動測量裝置圖。
2．2 光通道測試
主光通道是指波分復(fù)用系統(tǒng)的復(fù)用器和功率放大器的輸出端參考點MPI-S與接收端前置放大器和解復(fù)用器之前的參考點MPI-R之間的通道。
(1)MPI-S點每通道輸出功率 如圖7所示。
(2)MPI-S點總發(fā)送功率 將圖7的光譜分析儀換成衰耗器，后面再連接光功率計。
(3)MPI-S點每通路信噪比 光通路上的噪聲主要來源2個方面，在傳輸過程中，由于光纖色散引起光脈沖展寬從而形成碼間干擾噪聲；在激光器激勵發(fā)光的過程中形成的自發(fā)輻射噪聲(ASE)。在MPI-S點的光路噪聲主要為后者。但由于該點的信道載波功率的影響，無法測量噪聲功率。因此往往使用內(nèi)插法估算測試信道的噪聲功率，即在欲測試信道頻點的兩側(cè)取2個參考點，測試參考點的噪聲功率，將測得的噪聲功率取平均值，該值即為欲測試信道頻點的噪聲功率估算值［4］。
(4)MPI-S點最大通路功率差。
(5)MPI-R點每通道輸入功率 如圖8所示。
(6)MPI-R點意輸入功率 將圖8的光譜分析儀換成光衰減器，后面再連接光功率計。
(7)MPI-R點每通路信噪比。
(8)MPI-R點最大通道功率差。
(9)光通路增益平坦渡 使用多通道波長分析儀，在MPI-S點測試各個通道的發(fā)送交功率，在MPI-R點測試各個通道的接收光功率，將每個通道的接收光功率與發(fā)送光功率相減，得到各個通道的總增益，找出最大增益和最小增益，他們的差值就是系統(tǒng)光通道增益平坦度。
［1］Gerd Keiser．OpticalFiberCommunications［M］．北京：電子工業(yè)出版社，2002．
［2］馬聲全．高速光纖通信ITU-T規(guī)范與系統(tǒng)設(shè)計［M］．北京：北京郵電大學(xué)出版社，2002．
［3］李學(xué)林，溫建華．光纖數(shù)字通信系統(tǒng)及測試［M］．北京：中國鐵道出版社，2001．
［4］孫學(xué)軍，張述軍．DWDM傳輸系統(tǒng)原理與測試［M］．北京：人民郵電出版社，2000．
