建設高速率WDM系統光纖測試方法研究

【摘要】本文根據電信運營公司在長途干線上建設高速率波分（WDM）系統的工程實踐，探討和研究承載WDM系統光纖相關參數指標的測試方法，并對其提出相應建議。

【關鍵詞】長度衰減CDPMD

一、引言

隨著3G網絡建設及EPON/GPON技術的布署和實施，傳輸網上層端口的帶寬瓶頸問題日益顯現，為了解決其瓶頸問題，各大電信運營公司在其長途干線上積極布署高速率、大容量的波分（WDM）系統。目前高速率WDM系統中，N×10G WDM系統已成為主流、N×40G WDM系統也在逐步商用，而N×100G WDM系統已完成實驗網的建設，相信不久的將來也將逐步商用。

本文結合對國家一級干線長途傳輸網WDM系統新建工程設計及光纖測試的經歷，深入探討高速率WDM系統對光纖參數指標的要求，并對光纖長度、衰減、偏振模色散和色度色散的測試方法提出相應建議。

二、長度和衰減的影響和測試方法

2.1長度和衰減對建設高速率WDM系統的影響

光纖長度是影響高速WDM系統建設中進行傳輸系統配置的一個重要指標，也是進行衰減、偏振模色散評價的一個必要數據。

由于高增益光放大器（EDFA）的出現，衰減受限已不是WDM系統受限的難題，但需要注意的是，過多的EDFA級聯會引發光性噪比（OSNR）受限問題。所以應將光纖衰減限制在一定范圍內，以確保為WDM系統留有較富裕的OSNR余富度。

2.2長度和衰減的測試方法

通常中繼段光纖長度和衰減是通過OTDR采取雙方向測量取其平均值方式獲得的，但該方法在測量衰減方面誤差較大。

建議光源光功率計配合OTDR進行光纖衰減測試，可有效避免上述情況的發生，提高衰減的測試精度。這是因為穩定光源在光纖一端，以特定波長發射出由連續光波形成的信號。在另一端，光功率計引入與信號相同的波長，檢測并測量該信號的功率級別。從而可以保證在發射端及接收端所測量的信號功率級別差異與被測光纖中的損耗相對應。而且光源光功率計在進行光纖衰減測試還有以下優點。（1）提高光纖衰減的測試范圍：當被測光纖衰減大于OTDR的動態范圍時，光源光功率計所具有的較大動態范圍，可以提高光纖衰減的測試范圍。（2）快速校準光纜纖芯序號：當所測試的光纜兩側成端出現纖芯號不一致的情況下，光源光功率計可快速有效校準光纜纖芯序號。（3）有效防止設備輸出光對OTDR的損害：當中繼段光纜一側成端出現已下線的設備，但并未下電。所承載系統的纖芯仍有光信號，光功率計可在測試前，在光纜中繼段的另一端校準出這類纖芯，避免強光信號對OTDR的損害。

2.3OTDR的設置方法

在使用OTDR前，需要在其儀表的參數設定選項中對距離、脈寬、測試時間和折射率進行設定，以獲取最佳測試結果。

（1）距離參數（L）設定：建議3/8L≤測試光纖的長度≤2/3L。（2）脈寬參數設定：由于不同儀表的性能和動態范圍不盡相同，設置脈寬時，盡可能保證測試曲線能獲得更多的事件點，并且保證測試曲線的末端無噪聲。（3）測試時間設定：由于不同的儀表的性能和動態范圍不盡相同，無特殊要求時，一般選擇30s。（4）折射率設定：需向相關光纜維護人員詢問該被測中繼段光纜纖芯的折射率。因為折射率差0.01，則測試長度100m光纖誤差有7m之多。

三、偏振模色散的影響和測試方法

3.1偏振模色散對建設高速率WDM系統的影響

偏振模色散（Polarization Mode Dispersion）簡稱PMD，其產生機理：光信號在光纖中傳輸時，由于在不同的偏振方向下傳輸的速度不同，從而導致光脈沖的畸變和展寬。可參看圖1，形象說明PMD產生機理。

另外，對于復用通路速率為40Gb/s的WDM系統，如果承載WDM系統光纖的纖芯型號是G.655光纖，那么還需要參考測得光纖的色度色散斜率，以判斷其是真波光纖，還是大有效面積光纖，從而決定WDM系統的設備配置。因為真波光纖的有效面積較小，要求入纖光功率極低，影響了系統接收端各波道的OSNR，造成了傳輸距離的大幅下降，也就是說真波光纖對設備配置提出更高要求。

4.2色度色散的測試方法

目前，測試色度色散的方法有三種：即差分相移法、類似OTDR法和相移法。三種方法相比較，差分相移法無法使用較小的波長進行測量，從而限制了儀器的分辨率，導致測試選取的步長越小，誤差就越大；而類似OTDR法僅能獲得不精確的色度色散數據。而相移法當參考波長固定時，由于延遲不是與相鄰的波長進行比較，而是與遠距離的波長進行比較，因此波長步長的選取可以盡可能小。在高質量系統中，可以采用0.1 nm的間距來獲取精確性極高的點，從而使得相移方法更為靈活、精確。

相移法也是目前被認為是測量色度色散最為精確、可靠的技術。

五、結束語

波分復用技術（WDM）因具有傳輸容量巨大、節省光纖資源和超長距傳輸等優點，在國內已得到廣泛應用，而光纖測試作為搭建高速率WDM系統必要步驟，已經得到各大電信運營公司廣泛重視。在不久的將來，隨著40G/100G WDM系統的逐步商用，通過光纖測試和參數確認，對WDM工程建設提供科學依據，從而為電信運營公司建設一個性能穩定的高速率波分網絡，開展各種業務奠定良好基礎。

參考文獻

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