淺析光纖通信中測試方法的發展

摘 要：文章首先對當前光纖通信的發展情況做了簡要的介紹，然后對光纖測試方法的原理和方法中存在的局限進行了說明，在此基礎上研究了當前比較成熟的幾種測試方法，最后對光纖通信中測試方法的發展做了簡要的分析。

關鍵詞：光纖通信；測試方法；發展

1 光纖通信中的測試方法的原理及其存在的局限性

依據有關資料的記載，對于空閑的光纖來說，它可以檢測出八成的錯誤，對于使用的是波分復用技術來進行測試工作的光纖來講，它的一個波長可以用來進行傳輸，另外一個波長可以用來進行測量，這樣的話就可以實現對網絡的完全性的監視了。從國外一些公司提出來的使用光纜進行遙測的方案中發現，若是為了把單纖的監測成本降下來同時還要能夠反映出光纜幾乎九成以上的故障問題或者是特性，那么就要將光纜中的兩到三條光纖作為監測纖才可以。由此而來的檢測系統有以下兩類：

第一代檢測系統。這個系統的組成中含有一臺OTDR、一個可以控制多個鏈路公用OTDR的關開關以及一臺控制這些設備的終端計算機，在一般情況下，是可以通過普通的電話網絡使用調制解調器的控制器來訪問OTDR的，使用這種方法是利用自動性的周期測量進行分析故障，從而進行定位，這種方法的缺陷就是缺乏實時性，不能夠及時的檢測到故障的發生，又因為對于系統來講，要不斷的進行OTDR的啟動和開光的動作，這樣長期下去會嚴重的減小其使用的壽命。

第二代檢測系統。這個系統的硬件組成和第一代是基本上相同的，它們的主要區別就是軟件的組成和在線的相關測試工作。在這個系統進行測試時，使用的是將必要的中心遙控的測試與必要的周期性的循環測試結合的方法，在其他時間下，OTDR和光開關是不會有啟動等相關動作的，若是在某一根光纜的檢測報告中沒有監測纖的相關報告，那么就會控制光開關將這條監測纖的測試光路開啟，若是出現不足的則由WDM技術來將鏈路的損耗增加上。光纜監測網這一光傳輸初期開發的應用系統還存在著一定的缺陷：光纜監測網檢測的準確度和光的中繼長度以及OTDR的動態范圍相關的；檢測系統能夠檢測到光纜的阻斷之處，但是對光纖的特性和優劣無法進行檢測。

因為光纜的故障并非都是光纜的阻斷，還包括有因為外力和光纖的續借等原因造成的系統性的阻斷，所以監測系統并不能夠完全的檢測到光纖的阻斷。從光纖系統的開發過程中可以發現：光纖的研究過程歷經階躍多模光纖、梯度多模光纖以及單模光纖這三個階段，而其帶寬的范圍也從幾十MHZ發展到幾百GHZ。

對于檢測系統的研發與建設，為了系統傳輸的容量和距離的提升，將無人中繼站的數量減少，檢測系統擴充了大量的SDH系統，其波長為1550nm、中繼距離為80KM。在ITU-T給出的設計草案中，并沒有給出使用遠程光纖進行測試的建議，因為其沒有標準系統的支持也沒有用戶接口以及進行硬件測量的通道；而在CCITT給出的設計草案中，他們提出了電信管理網絡這一概念，包含了人性化的管理、計算、維護、配置和安全這五個功能領域。

2 光纖通信中新的測試技術

2.1 基于OTDR的光纖測試技術

基于OTDR的光纖測試技術的原理是通過測試光纖中向后的散射對光的損耗來進行測試的技術，是在國際上最早被研究出來的測試技術了，同時也是最先發展到商業領域的。在經過了二十幾年的發展，在原本的基礎上，依據光纖通信在發展中的新要求，這種測試技術在性能和功能上都有了一定的進步：

（1）在單模光纖中，波長從1310nm以及1550nm開始向其他的波長蔓延，發展出了多種波長，比如說為全波光纖的低水峰性質而配置的1400nm波長，為L波段以及U波段光纖專門配置的1625nm波長。

（2）可以在同一時間對多根光纖進行測試，其硬件搭配為OTDR以及光開關。

（3）配備了較為強大的數據存儲的功能，在這種情況下測試系統就可以將全自動乃至一鍵式的測試實現了，其過程時間也將由30s以上縮減至ns級。

（4）該測試系統對其目標功能進行了一定的拓展，重點方向放在了開發偏振OTDR即POT-DR上，其原理是在光纖的測試端口上配備好需要的偏振原件后使用可以調節波長的扎帶光源，即可分析出沿著光纖長度上PMD具體的分布情況了。

2.2 對多模光纖中差分模延遲光纖的測試技術

近些年來，10GB/s的以太網中多模光纖以及垂直腔面發射激光器在完全注入到光纖的測試中去后的測試結果并不是很理想，它并不能精準的測試出VCSEL在實際工作中的帶寬和性能，而在這之前若是使用LED則不會出現此類問題，VCSEL在工作時，輻射角較小，因此在實際的應用中和測試的條件之間存在著一定的偏差，所以為了改善這種情況，DMD的測試被加以完善，更改其測試的條件是：使用單模尾纖，其MFD是5m，而且光脈沖的寬度為0.5 ns，光檢測的響應帶寬將大于5 GHz，光纖端面掃描的定位精度將小于0.5 m。測試的原理是：將單模尾纖中輸出的光纖在被測試的多模光纖的端面上進行徑向逐點掃描，掃描過后進行注入，然后在輸出端進行時延的逐個測量，要注意的是，在逐點注入時會對應到不同模式，所以測量時延時也要對應到相應的模式。

2.3 網絡測試技術

由于光纖傳輸信息具有的帶寬優勢，所有以光纖系統作為主干網的通信網絡近幾年來發展迅速，全世界范圍內越來越多的企業建立并升級了以局域網為中心的計算機通信網絡，而在局域網中以太網又占據多數。這樣用于以太網、令牌環網以及千兆以太網和ATM等等網絡的測試設備也在不斷的產生。在通信網絡的研制開發、實際的工程安裝以及日常運行過程中的維護檢測中都要使用到網絡測試儀。比較常用的網絡測試儀包括局域網測試儀、廣域網測試儀和一些協議分析儀。這些測試儀器都能夠對通信進行有效的監測和管理，可以測試通信網絡中任何節點的流量數據，也可以對各種網絡設備例如路由器、交換機、工作站等等的性能進行測試。

常用的協議分析儀和其他設備性能的監測儀大多是輸入/輸出型器件，在進行實際測試時這些儀器并不會影響到通信網絡的流量。僅僅對所需要的數據進行監測、捕獲和必要的分析。對光纖主干網的性能進行測量的內容，主要包括對數據的速率、通信鏈路的利用率、數據誤碼的條件等等內容進行測量。在網絡測試儀中有數據濾波器，它用來檢測一些特殊的命令并進行響應，同時提供可選擇的觸發條件，來避免在高速運行的狀態下，磁盤上存儲太多無用的數據。目前的網絡測試儀正在向著多功能、小型化、智能化發展，以便在現場施工以及日常維護中更容易使用。

3 光纖測試方法的發展趨勢

現在用到遠程的光纖測試系統其測試設備主要為OTDR，和電信管理網絡不能夠做到兼容，就此看來，光纖的測試系統一方面要向和TMN兼容方向發展，同時還要增設功率計和錯誤比特的測試儀等儀器，還有就是要增加定時或持續測量、參數的傳輸、故障的定位、自動報警等拓展功能，這樣才能較好的彌補檢測系統中的不足。

4 結束語

今后的光纖通信測量方法會隨著科技的進步不斷的變換、發展和完善。隨著當前光纖通信、移動通信以及數字通信技術的進一步發展，以測試通信系統中各種參數為目的的各種通信分析儀表也在相繼出現，基本能滿足通信設備測試的要求。這些測試儀表的共同特點是通過測量通信系統中一些主要指標的基本參數，進而將這些基本參數進行一定的運算處理并經過分析，從而得到通信系統需要的一些指標參數，這樣對光纖通信系統參數的測試將逐漸由基本測試向通信系統測試方向發展。

參考文獻

[1]徐坤，光纖和器件偏振模色散的測試與統計特性[A]，2001.