現(xiàn)代光通信測試技術(shù)發(fā)展動態(tài)

王品坤，劉希龍

渤海石油通訊有限責(zé)任公司，天津 300452

1 概述

作為一種電磁波，光通信所采用的測試技術(shù)在很大程度上都是帶來了生活的極大便利，光通信的光波是一種短波，其波長在微米量級，頻率為1014量級。其頻率是常用的微波量級的一百多倍,通信容量相應(yīng)大致是微波通信的一百多倍。實際上很久以前，很多研究者就嘗試用光信號傳送話音。因為當(dāng)時的條件無法研究出能夠使得光源的避免干擾的問題，所以光波在大氣中的傳播很慢，而且被氣候影響的因素也很大，所以長時間的情況下無法得到穩(wěn)定的通信方法，而且其質(zhì)量及其不穩(wěn)定，所以這就限制了當(dāng)時的研究緊張。由于光源的相干性很差，光波在大氣中傳播受氣候影響嚴(yán)重，很難獲得長距離的穩(wěn)定通信。直到20世紀(jì)愛因斯坦、肖洛和唐斯的光受激輻射理論等理論的出現(xiàn)，加上當(dāng)時科技的高度發(fā)展，結(jié)合在一起，并且推出新的一代的理論，在此基礎(chǔ)上才實現(xiàn)了真正的光通信，在發(fā)展前期，光通信的發(fā)展還沒有進(jìn)入高潮，到了上世紀(jì)90年代，才有了光通信的高度發(fā)展，也就有了真正餓通信史上跨時代的意義，引來了通信業(yè)的大發(fā)展時期。

到現(xiàn)在我國的通信事業(yè)大致發(fā)展了四十年，從上世紀(jì)八十年代開始，雖然起步較晚，但是因為發(fā)展的科研投入較多，所以我國的通信事業(yè)也得到了迅速的發(fā)展。隨著以IP為代表的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的爆炸性增長，未來幾年我國仍將處于通信建設(shè)和發(fā)展的高峰期。

隨著通信測試領(lǐng)域技術(shù)的進(jìn)步，通信網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展也越來越快，傳統(tǒng)意義上測試和計量的概念也發(fā)生了變化。在模擬通信時代，可觀測量一般都有確定的量值，人們在研究新的測試方法時都需要去研究測量量值的準(zhǔn)確度問題。隨著數(shù)字通信和數(shù)據(jù)通信的發(fā)展，現(xiàn)代通信領(lǐng)域的測量主要是通信軟件的測試。這包括通信協(xié)議的一致性測試。所謂一致性測試就是檢驗協(xié)議的實現(xiàn)與相應(yīng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的符合程度，它只關(guān)心協(xié)議呈現(xiàn)的外部功能，它將測試以下內(nèi)容：

1）協(xié)議實現(xiàn)能力與實現(xiàn)者兩者陳述的一致性；

2）協(xié)議與既定標(biāo)準(zhǔn)的一致性；

3）協(xié)議實現(xiàn)的能力和行為。

這是一個只有對錯與否的全新的測試領(lǐng)域。通信測試領(lǐng)域測試有兩個特點。第一個特點是它同時產(chǎn)生了大量的各種類型的通信協(xié)議測試儀表。第二個特點是它明顯提升了測試的智能化和自動化程度，同時它替代了傳統(tǒng)硬件，通過軟件的方式實現(xiàn)計算、記錄、存儲等功能，而在以前，這些需要人工進(jìn)行。另外，它也使原來通過硬件實現(xiàn)的一些顯示、控制等功能虛擬化、個性化，從而有效提高了測試的效率。

2 目前光通信領(lǐng)域的幾個測試熱點

當(dāng)前光通信領(lǐng)域有些明顯的測試熱點值得我們關(guān)注，它們包括以下幾個測試：

1）光通信系統(tǒng)網(wǎng)管功能和信息模型的測試

網(wǎng)管系統(tǒng)的測試屬于軟件測試的范疇，它包括標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議測試、信息模型測試、實現(xiàn)功能測試等。伴隨網(wǎng)絡(luò)規(guī)模日益擴大，網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性日益增多，業(yè)務(wù)數(shù)量的飛速遞增，網(wǎng)絡(luò)成本也隨之增高，包括網(wǎng)絡(luò)的運行，管理和維護(hù)成本。為了降低成本，我們必須實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理的簡單化，自動化，標(biāo)準(zhǔn)化。這就意味著我們的網(wǎng)管系統(tǒng)需要標(biāo)準(zhǔn)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)化的接口，從而使得各種設(shè)備能方便地和網(wǎng)管系統(tǒng)相連接。網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能：配置管理、性能管理、安全管理、故障及維護(hù)管理、帳目管理等。

2）光纖的色散和PMD測試

伴隨著目前歷史意義上的系統(tǒng)擴容，目前光通信的速率也在不斷的上升，在很大意義上，都預(yù)示著講會有光纖色散和PMD的出現(xiàn)，而這種問題的出現(xiàn)，也必須要有相應(yīng)的技術(shù)來解決，所以現(xiàn)在就有了處理此系統(tǒng)的色散補償，此種色散補償在很大程度上彌補了光纖的色散系數(shù)，使得系統(tǒng)能夠非常正常工作。所以這些問題隨著技術(shù)的發(fā)展也正在不斷地發(fā)展和得到補償，也預(yù)示著光纖通信擁有非常廣闊的前景。

3）寬帶光接入網(wǎng)測試

為了方便用戶使用圖像、數(shù)據(jù)、語音等業(yè)務(wù)，目前的重點是寬帶接入網(wǎng)建設(shè)。寬帶接入包括光纖、無線、同軸電纜和x DSL這幾種方式，這些主要是基于分組交換方式的接入，其中以光纖接入為主。光纖接入分為有源方式接入和無源方式接入兩種，即利用SDH或PDH為傳輸通道和無源光網(wǎng)絡(luò)方式，

4）光纖非線性測試

光纖的非線性問題隨著光纖放大器的廣泛應(yīng)用而逐漸顯現(xiàn)出來。光纖的非線性主要指四波混頻效應(yīng)、自相位調(diào)制效應(yīng)、交叉相位調(diào)制效應(yīng)、受激喇曼效應(yīng)、受激布里淵效應(yīng)等。其中一些效應(yīng)會使得系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)惡化，使得信號脈沖展寬、波型畸變、信號之間串?dāng)_。通過合理的使用某些非線性效應(yīng)，我們可以研制出新型的光器件。

3 目前我們應(yīng)當(dāng)重視的幾個問題

3.1 系統(tǒng)的可靠性研究及測試

作為通信設(shè)備入網(wǎng)認(rèn)證，需要給出的可靠性指標(biāo)主要是平均無故障時間MTBF，這個指標(biāo)是通過現(xiàn)成公式用元件或部件平均失效率計算出來的。目前，通信產(chǎn)品可靠性研究和試驗還不為人所重視，我們必須加強這方面的理論研究以及實驗，從而找到更科學(xué)的方法來測算驗證產(chǎn)品的可靠性。

3.2 有關(guān)環(huán)境保護(hù)以及人體健康的測試

當(dāng)前，歐美等西方國家已經(jīng)從政府角度更重視產(chǎn)品對環(huán)境和人身安全與健康的影響，這主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的電磁兼容（EMC）性能和安全性能。產(chǎn)品電磁兼容性能的好壞不僅影響自身和網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài)，同時也影響環(huán)境以及人身健康。

而我們對通信產(chǎn)品的測試主要還處于型號核準(zhǔn)范疇，我們的通信產(chǎn)品電磁兼容性測試才剛起步。目前，我國建立了一個具備當(dāng)今國際先進(jìn)水平的EMC測試實驗室，它由一個“10米法”的半電波暗室、一個“3米法”的全電波暗室和全套先進(jìn)的測試設(shè)備組成。測試頻段從9kHz～40GHz。從2001年，信息產(chǎn)業(yè)部也開始對手機及無線通信設(shè)備、通信電源、無繩電話開始進(jìn)行EMC入網(wǎng)檢測。盡管如此，我國在通信產(chǎn)品EMC和安全性能檢測、EMC標(biāo)準(zhǔn)化、安全性能標(biāo)準(zhǔn)化方面仍然有許多工作要做。

[1]謝毅.現(xiàn)代光通信測試技術(shù)發(fā)展動態(tài)[D].2001年電子測量新技術(shù)報告會論文集，2001，3：78.