通信計量支撐高速光傳送網建設和維護方法研究

李鋼

摘 要 當今社會由于社會經濟的發(fā)展和科技的進步，新型的通信技術不斷出現，其中最為典型的是40G技術、PIN技術以及OTN技術。這些新型技術的出現推動了光傳送網逐步向智能化方向、分組化方向以及大寬帶容量方向發(fā)展。本文以40G技術為出發(fā)點，全面分析通信計量的工作方向，深入探討通信計量支撐高速光傳送網建設和維護的有效方法。

關鍵詞 40G；通信計量；高速光傳網建設和維護；有效方法

中圖分類號 TN91 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）186-0037-02

現階段，由于互聯網業(yè)務的快速發(fā)展，移動業(yè)務也呈現出猛烈增長的趨勢，世界網絡帶寬需求每年都出現較高的增長率。這些種類繁多的業(yè)務迅猛發(fā)展對電信網的基礎（即光傳送網）提出了新的要求，迫使光傳送網不得不就容量方面、性能方面和功能方面作出適時的革新與變化。另外以40G技術、PIN技術和OTN技術為代表的新型通信技術的大量涌現，也極大地推動了光傳送網朝智能化方向、分組化方向以及大寬容量方向轉發(fā)展。這又為相關的通信計量工作提出了新的工作內容，確立了新的工作目標。

1 40G光傳送網的發(fā)展現狀

現階段，40G光傳送技術正處在逐步完善過程中，其技術條件已經可以投入商用，而且有關部門也已經制定了40G技術商用的相關標準。同時值得關注的是，由于光纖到戶（FTTH）和其他新型業(yè)務以及各類融合業(yè)務的快速發(fā)展，現有的網絡容量已經遠遠不能滿足傳輸網絡的帶寬需求，用戶的需求也已經遠遠超越以10G為代表的單通道速率。如果運營商想更好地滿足廣大用戶在通信容量方面的各種新需求，必須提高傳輸速率。所以，40G光傳送技術一定會成為運營商提高傳輸速率的首選技術。

雖然40G光傳送技術與2.5G技術和10G技術相比，具有明顯的優(yōu)勢，但將其大量商用也面臨著一些新的挑戰(zhàn)。因為40G光傳送技術是以密集波分傳輸系統(tǒng)為主要應用模式的，對這種系統(tǒng)而言，那些在低速率、短距離傳輸條件下可以忽略的各種不利因素，又重新出現并有所加重。比如，在目前這種網絡條件下，如果要40G光傳送技術擁有類似10G或2.5G系統(tǒng)的傳輸距離與傳輸質量，則它必須對上述被忽略的各種因素容忍度更高。所以傳輸設備在朝著40G的轉變中需要增加大量的新部件，同時對系統(tǒng)中的原有各個部件參數必須進行精確細致的優(yōu)化升級?？傊こ虘檬乾F階段40G光傳送技術投入商用的最大挑戰(zhàn)[ 1 ]。

2 通信計量的工作方向

2.1 準確性

準確性是進行計量活動的根本基礎，只有以準確為實施前提，才能獲得一致的計量值。一般為了符合測試的各類預定要求，各種測試儀器一定要具備嚴格的計量學特性，并且可以按照規(guī)定準確復現與精確保存、及時傳遞計量單位值。只有計量單位值準確才能實現計量的一致性，所得出的測試結果才具有一定的實用價值。所以，對測試儀表的量值進行準確復現是通信計量支撐高速光傳送網建設、維護的基本任務。

2.2 法治性

法治性是工作人員進行計量活動的主要方法，也是實施計量的目的。在我國，政府是要對計量工作進行一定的法治管理的。同時通信計量自身也需要一定的法律法規(guī)做保障。比如通信計量部門編制的各種通信計量檢定規(guī)程或者通信計量校準規(guī)范都必須首先由政府的計量管理部門進行審批，批準通過后，才能開始實施。

2.3 一致性

一致性是工作人員進行計量活動的最基本任務，也是工作人員實施計量活動的最終目的。通常計量的一致性由計量單位統(tǒng)一與計量單位量值統(tǒng)一兩部分組成。在這兩部分中，計量單位統(tǒng)一是基礎，它是單位量值統(tǒng)一的前提。要實現計量的一致性，必須依據規(guī)定的要求設置相關的計量標準，同時把有關的測量方法、各種計量儀的計量特性以及多種評定方式制作成規(guī)范化的文件，以該文件為計量實施規(guī)范，對計量全過程嚴格檢定，精確校準[ 2 ]。

2.4 溯源性

一般通信計量的溯源性是指任何一條單獨的計量值都能夠在一條連續(xù)比較鏈中成功聯系到最高計量基和計量標準。溯源性是實施計量活動，保證確保計量單位統(tǒng)一以及各種計量值準的重要方法。如果一個計量值在溯源上現出多源或多頭現象，那么它一定在技術方面和管理方面存在錯誤或混亂。

3 通信計量支撐高速光傳送網建設和維護的有效方法

3.1 業(yè)界常用法

對于擁有較多光接口的光網絡測試儀，要校準其光接口參數，可以采用通信計量界常用的方法。即用光功率計儀器、通信信號分析儀設備以及光譜分析儀設備和光回損測試儀設備等直接測量其有關的光接口參數。這些參數一般包括日常輸出平均光功率、輸出波長以及輸出譜寬、輸出光信號消光比和各類接收機靈敏度、各類接收機反射系數等。通常這些儀表設備都已經在一定的計量標準條件下檢定或校準過，而這些檢定或校準過的計量標準又符合國家標準，所以光網絡測試儀的各個光接口參數也都比較符合國家標準。

3.2 一致性檢查方法

一般如果要校準各種功能性一致的光接口，就可以大膽采用一致性檢查方法來校準40G光網絡測試儀。此校準方法實施的前提是待校準的各個光接口在40G光網絡測試儀上發(fā)揮著相同或相似的功能。

3.3 頻譜分析法

借助頻譜分析法可以精確校準正弦調制的日常抖動幅度。目前就溯源抖動幅度的方式而言，它主要有兩種類型，即時域法與頻域法。通常時域法屬于一種直接溯源的方法，而頻域法屬于一種時域與頻域進行轉換后實現精確量值的溯源方法。一般頻譜分析法就是指頻域法。它首先對調相信號相關的頻譜特性進行分析，再對調相信號的相關的邊頻幅值進行測量，最終推算出相應的抖動幅度值。通過頻譜分析法可以對有關的相位抖動進行精確測量。相關通信計量研究人員已經通過大量實驗證明，借助頻譜分析法可精確校準40Gbit/s光信號調制的各種抖動幅度。所以研究人員正在準備創(chuàng)建新的校準系統(tǒng)。新校準系統(tǒng)由50GHz頻譜分析儀以及50GHz的帶寬光電變換器兩種基礎儀器組成。同時這兩種基礎儀器測量出基本值后再進行電平讀取工作、相應抖動幅度計算工作，最后實現半自動的校準功能[ 3 ]。

3.4 驗證系統(tǒng)法

驗證系統(tǒng)法是一種由國際電信聯盟的標準化組織在其有關的建議文件中提出的方法，此方法是一種測量驗證抖動接收機誤差的有效方法。在系統(tǒng)驗證法中，工作人員把信號源設置在一個參考發(fā)射器上，而后有效控制了該信號源所輸出的相應抖動幅度。另外，它也可以對該信號源所輸出的相應抖動幅度值實施有效消除。一般有效控制是指可以借助一定的方法探知信號源所輸出的相應抖動幅度；而有效消除是指對信號源進行一定設計后，信號發(fā)生轉變，這時所信號所輸出的抖動幅度比0.01UIpp（此時濾波器帶寬要大于16MHz小于320MHz）還要小，直接可以忽略不計。抖動接收機在對這種信號進行測試后，可以大致確定自身在測量方面的固有誤差。

4 結論

綜上所述，做好通信計量工作可以為高速光傳送網的建設與維護提供強大的技術支撐?，F階段，我們在高速光傳送網建設和維護工作方面已取得了一定的工作成績，但是由于通信知識的局限與相關科研水平的制約，通信計量在高速光傳網的建設與維護方面其支撐方法還十分有限。但是未來，隨著通信計量的不斷發(fā)展，它對高速光傳送網的支撐方法將會變得越來越寬泛，通信計量的技術手段也會越來越先進，從而更好地為光傳網的建設與維護事業(yè)服務。

參考文獻

[1]趙敬偉.淺談如何更好地做好通信計量工作[J].數字通信世界，2016（3）：313.

[2]王凱.無線通信計量自動測試系統(tǒng)的設計與實現[D].杭州：中國計量學院，2013.

[3]李鷹，陳巖.高速光傳送網的發(fā)展及應用研究[J].通信技術，2013（6）：75-77，81.