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(zhǎng)、可靠性高、安全性好等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為現(xiàn)代通信的主流。要衡量一個(gè)通信系統(tǒng)是否達(dá)到預(yù)先的要求和性能的優(yōu)劣，對(duì)光通信系統(tǒng)的測(cè)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(cè)量技術(shù)也快速的發(fā)展著。
1 光通信系統(tǒng)網(wǎng)元級(jí)的測(cè)試
1．1 發(fā)送機(jī)的測(cè)試
光發(fā)送機(jī)主要有以下幾種測(cè)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(hào)時(shí)，在S參考點(diǎn)處測(cè)得的平均光功率。
(2)光源消光比 指在最壞的反射條件時(shí)，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(diǎn)發(fā)送機(jī)發(fā)出的光信號(hào)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(cè)試
接收機(jī)主要有以下幾種測(cè)試：
(1)接收機(jī)靈敏度 指誤碼率達(dá)到10－12時(shí)，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(guò)載光功率 指誤碼率達(dá)到10－12時(shí)，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(cè)試
對(duì)于光放大器的測(cè)試，一般可在專用的測(cè)試平臺(tái)上進(jìn)行，當(dāng)不具備專用測(cè)試平臺(tái)時(shí)，一般只采取對(duì)關(guān)鍵指標(biāo)的驗(yàn)證測(cè)試方案。如圖3所示。
2 光通信系統(tǒng)的測(cè)試
2．1 傳輸性能測(cè)試
(1)系統(tǒng)誤碼率性能測(cè)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(cuò)性能測(cè)試的目的是檢驗(yàn)系統(tǒng)的差錯(cuò)性能是否符合設(shè)計(jì)要求。一般用誤塊秒比進(jìn)行衡量。在實(shí)際測(cè)試中，要根據(jù)具體的測(cè)試配置和測(cè)試要求，選擇合適的測(cè)試信號(hào)結(jié)構(gòu)，當(dāng)信號(hào)輸入口為PDH口時(shí)，測(cè)試信號(hào)為偽隨機(jī)二元序列(PRBS)；當(dāng)信號(hào)輸入口為SDH時(shí)，不管速率是多少，發(fā)送的測(cè)試信號(hào)都一定是具有一定幀結(jié)構(gòu)的測(cè)試信號(hào)，在ITU-T O.150建議中，規(guī)定了8種SDH測(cè)試信號(hào)結(jié)構(gòu)(TSS1，TSS2，TSS3，TSS4，TSS5，TSS6，TSS7，TSS8)。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)通道的誤碼測(cè)試，應(yīng)根據(jù)所測(cè)通道級(jí)別選擇測(cè)試信號(hào)結(jié)構(gòu)［3］。
(2)系統(tǒng)的抖動(dòng)和漂移特性測(cè)試 衡量抖動(dòng)和漂移大小的單位是單位間隔(UI)，一個(gè)UI是指等步信號(hào)2個(gè)相鄰有效瞬時(shí)之間的標(biāo)稱時(shí)間。對(duì)于比特率為B的信號(hào)相對(duì)應(yīng)的單位間隔為1(UI)＝1/B(s)。關(guān)于系統(tǒng)抖動(dòng)的測(cè)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(dòng)測(cè)試儀就行了。圖6為輸出抖動(dòng)測(cè)量裝置圖。
2．2 光通道測(cè)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(diǎn)MPI-S與接收端前置放大器和解復(fù)用器之前的參考點(diǎn)MPI-R之間的通道。
(1)MPI-S點(diǎn)每通道輸出功率 如圖7所示。
(2)MPI-S點(diǎn)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(jì)。
(3)MPI-S點(diǎn)每通路信噪比 光通路上的噪聲主要來(lái)源2個(gè)方面，在傳輸過(guò)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(lì)發(fā)光的過(guò)程中形成的自發(fā)輻射噪聲(ASE)。在MPI-S點(diǎn)的光路噪聲主要為后者。但由于該點(diǎn)的信道載波功率的影響，無(wú)法測(cè)量噪聲功率。因此往往使用內(nèi)插法估算測(cè)試信道的噪聲功率，即在欲測(cè)試信道頻點(diǎn)的兩側(cè)取2個(gè)參考點(diǎn)，測(cè)試參考點(diǎn)的噪聲功率，將測(cè)得的噪聲功率取平均值，該值即為欲測(cè)試信道頻點(diǎn)的噪聲功率估算值［4］。
(4)MPI-S點(diǎn)最大通路功率差。
(5)MPI-R點(diǎn)每通道輸入功率 如圖8所示。
(6)MPI-R點(diǎn)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(jì)。
(7)MPI-R點(diǎn)每通路信噪比。
(8)MPI-R點(diǎn)最大通道功率差。
(9)光通路增益平坦渡 使用多通道波長(zhǎng)分析儀，在MPI-S點(diǎn)測(cè)試各個(gè)通道的發(fā)送交功率，在MPI-R點(diǎn)測(cè)試各個(gè)通道的接收光功率，將每個(gè)通道的接收光功率與發(fā)送光功率相減，得到各個(gè)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。
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