摘 要:对光纤以及光纤通信系统的若干测量方法作了介绍,主要介绍了光发射机、光接收机以及光放大器的测量;光通信系统的传输性能和光通道的测量。
关键词:光纤通信;测量;光通道;光发射机
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
光纤通信以其传输频带宽、通信容量大、中继距离长、可靠性高、安全性好等优点逐渐成为现代通信的主流。要衡量一个通信系统是否达到预先的要求和性能的优劣,对光通信系统的测量是必不可少的。随着光通信技术的飞速发展,有关光通信的测量技术也快速的发展着。
1 光通信系统网元级的测试
1.1 发送机的测试
光发送机主要有以下几种测试:
(1)平均发送功率 光发送机的输入取伪随机序列电信号时,在S参考点处测得的平均光功率。
(2)光源消光比 指在最坏的反射条件时,全调制条件下,逻辑“1”平均光功率与逻辑“0”平均光功率的比值[1]。如图1所示。

(3)最小边模抑制比 指在最坏的反射条件下,全调制下主纵模的平均光功率与最显著边模的光功率之比。
(4)中心频率与偏移 指在S参考点发送机发出的光信号的主纵模的中心频率。中心频率应符合ITU-T推荐值,正负偏倚量应小于系统选用的频率间隔的10%。
1.2 接收机的测试
接收机主要有以下几种测试:
(1)接收机灵敏度 指误码率达到10-12时,接收机光端口处的最小平均接收光功率[2]。如图2所示。

(2)接收机过载光功率 指误码率达到10-12时,接受机输入端口R处的平均接收光功率的最大可接受值。
(3)接收机的最大反射系数 在R处的反射光功率与入射光功率之比。
1.3 光放大器的测试
对于光放大器的测试,一般可在专用的测试平台上进行,当不具备专用测试平台时,一般只采取对关键指标的验证测试方案。如图3所示。

2 光通信系统的测试
2.1 传输性能测试
(1)系统误码率性能测试 系统分为开放式和集成式2种。如图4和图5所示。差错性能测试的目的是检验系统的差错性能是否符合设计要求。一般用误块秒比进行衡量。在实际测试中,要根据具体的测试配置和测试要求,选择合适的测试信号结构,当信号输入口为PDH口时,测试信号为伪随机二元序列(PRBS);当信号输入口为SDH时,不管速率是多少,发送的测试信号都一定是具有一定帧结构的测试信号,在ITU-T O.150建议中,规定了8种SDH测试信号结构(TSS1,TSS2,TSS3,TSS4,TSS5,TSS6,TSS7,TSS8)。一般来说,对通道的误码测试,应根据所测通道级别选择测试信号结构[3]。


(2)系统的抖动和漂移特性测试 衡量抖动和漂移大小的单位是单位间隔(UI),一个UI是指等步信号2个相邻有效瞬时之间的标称时间。对于比特率为B的信号相对应的单位间隔为1(UI)=1/B(s)。关于系统抖动的测试配置图5大部分相同,只是将发送误码分析仪换成码形发生器,将接收误码分析仪换成抖动测试仪就行了。图6为输出抖动测量装置图。

2.2 光通道测试
主光通道是指波分复用系统的复用器和功率放大器的输出端参考点MPI-S与接收端前置放大器和解复用器之前的参考点MPI-R之间的通道。
(1)MPI-S点每通道输出功率 如图7所示。

(2)MPI-S点总发送功率 将图7的光谱分析仪换成衰耗器,后面再连接光功率计。
(3)MPI-S点每通路信噪比 光通路上的噪声主要来源2个方面,在传输过程中,由于光纤色散引起光脉冲展宽从而形成码间干扰噪声;在激光器激励发光的过程中形成的自发辐射噪声(ASE)。在MPI-S点的光路噪声主要为后者。但由于该点的信道载波功率的影响,无法测量噪声功率。因此往往使用内插法估算测试信道的噪声功率,即在欲测试信道频点的两侧取2个参考点,测试参考点的噪声功率,将测得的噪声功率取平均值,该值即为欲测试信道频点的噪声功率估算值[4]。
(4)MPI-S点最大通路功率差。
(5)MPI-R点每通道输入功率 如图8所示。

(6)MPI-R点意输入功率 将图8的光谱分析仪换成光衰减器,后面再连接光功率计。
(7)MPI-R点每通路信噪比。
(8)MPI-R点最大通道功率差。
(9)光通路增益平坦渡 使用多通道波长分析仪,在MPI-S点测试各个通道的发送交功率,在MPI-R点测试各个通道的接收光功率,将每个通道的接收光功率与发送光功率相减,得到各个通道的总增益,找出最大增益和最小增益,他们的差值就是系统光通道增益平坦度。
[1]Gerd Keiser.OpticalFiberCommunications[M].北京:电子工业出版社,2002.
[2]马声全.高速光纤通信ITU-T规范与系统设计[M].北京:北京邮电大学出版社,2002.
[3]李学林,温建华.光纤数字通信系统及测试[M].北京:中国铁道出版社,2001.
[4]孙学军,张述军.DWDM传输系统原理与测试[M].北京:人民邮电出版社,2000.