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1、誤碼率測(cè)試和測(cè)試儀
光傳輸系統(tǒng)的性能主要通過測(cè)量接收器的BER（Bit Error Ratio，誤碼率）來判斷，取決于傳輸系統(tǒng)攜帶的噪聲、傳輸速度和接收信號(hào)的光功率級(jí)別。其中，接收信號(hào)的光功率級(jí)別至關(guān)重要，對(duì)傳輸信號(hào)的準(zhǔn)確性有很大影響：功率太大，接收器將飽和；功率太小，接收器將無法從噪聲中區(qū)分有效信號(hào)。接收信號(hào)的光功率級(jí)別主要受到兩個(gè)因素影響，分別為發(fā)送器輸出功率和傳輸路徑（耦合器、過濾器、光纖）中光學(xué)組件造成的衰減。
鑒定接收器光功率靈敏度的最佳方式是改變某些范圍的接收功率，然后使用BER測(cè)試儀測(cè)量其BER。BER測(cè)試儀包括三個(gè)主要組件：測(cè)試圖案信號(hào)發(fā)生器（創(chuàng)建測(cè)試圖案）、時(shí)鐘（匹配傳輸數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)）、錯(cuò)誤檢測(cè)器（比較接收數(shù)據(jù)和原始發(fā)送的數(shù)據(jù)）。每次接收的比特不符合已知的傳輸比特時(shí)都會(huì)記錄一個(gè)錯(cuò)誤。
為了正確模擬真正的通信，還使用一個(gè)偽隨機(jī)二進(jìn)制序列（PRBS）。PRBS速率介于1/231～1/29之間，對(duì)于更高比特率的設(shè)備，最好使用高速率PRBS模式以便有效加強(qiáng)測(cè)試。PRBS模式用于SONET/SDH、以太網(wǎng)測(cè)試以及設(shè)備測(cè)量（例如EXFO的IQS-8130、IQS-8120、IQS-8115 SONET/SDH Transport Blazer模塊、IQS-8510或IQS-8510G Packet Blazer測(cè)試模塊）。
2、衰減器
衰減器是模擬插入損耗的基本儀器，對(duì)傳輸測(cè)試（包括DWDM通道）非常重要，可用于BER測(cè)試和光放大器（增益、噪聲指數(shù)、線性度等）的鑒定。除了BER測(cè)試以外，衰減器還用于通過提高或降低接收的光功率來測(cè)量相應(yīng)的BER，并獲得接收器靈敏度曲線，如圖1所示。
圖1 輸入功率接收器靈敏度曲線
圖1中的曲線非常重要，它描述了接收器的總體性能，對(duì)于傳送數(shù)據(jù)來說，目標(biāo)BER應(yīng)介于10-13～10-9之間。接收器靈敏度曲線對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)同樣重要，它能夠確定應(yīng)該達(dá)到最終接收器的功率級(jí)別，并且?guī)椭_定其他重要參數(shù)，如需要的放大器數(shù)量和它們之間的距離等。此外，還必須為所有ITU通道測(cè)量該BER。
3、接收器制造商特別需要關(guān)注的問題
獲得接收器響應(yīng)曲線（例如收發(fā)器制造商提供的響應(yīng)曲線）的方法，是在一個(gè)寬范圍內(nèi)改變接收器所接收的信號(hào)光功率并將這些功率值與測(cè)量的BER關(guān)聯(lián)起來，如圖2所示。對(duì)于收發(fā)器制造商，表1中的規(guī)定特別重要，在選擇測(cè)試和測(cè)量系統(tǒng)時(shí)必須考慮和評(píng)估。
表1 收發(fā)器制造商測(cè)試條件及相應(yīng)功能和規(guī)格
圖2 生成接收器響應(yīng)曲線的典型測(cè)試設(shè)置
4、系統(tǒng)制造商特別需要關(guān)注的問題
與器件生產(chǎn)測(cè)試相比，系統(tǒng)設(shè)備測(cè)試有很大差異，在開發(fā)的每一步，包括最終測(cè)試、部署和維護(hù)，都會(huì)進(jìn)行鑒定。
4.1 系統(tǒng)開發(fā)
開發(fā)或制造中的系統(tǒng)按圖3所示方法進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于收發(fā)器，系統(tǒng)制造商將小步長(zhǎng)地改變接收的功率以測(cè)量相對(duì)于每個(gè)接收功率值的BER。除了在衰減前復(fù)用信號(hào)，此應(yīng)用和收發(fā)器應(yīng)用非常近似。該測(cè)試應(yīng)用的環(huán)境及所需的功能/規(guī)格見表2。
圖3 在系統(tǒng)開發(fā)階段使用的曲型BER測(cè)試設(shè)置
表2 開發(fā)階段所需的功能/規(guī)格與測(cè)試條件之間的關(guān)系
4.2 最終測(cè)試
最終測(cè)試的前提是假設(shè)客戶已購買了一套系統(tǒng)，即鏈接距離、放大器數(shù)量以及它們之間的距離都是已知參數(shù)。系統(tǒng)制造商必須驗(yàn)證客戶系統(tǒng)（包括光纖和客戶使用的放大器）的BER。圖4為最終測(cè)試階段使用的典型設(shè)置。
圖4 系統(tǒng)制造的最終測(cè)試階段中使用的典型BER測(cè)試設(shè)置
此應(yīng)用和系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用之間的主要差異是存在光纖和放大器。此外，最終測(cè)試僅在集成階段進(jìn)行。表3是所需的功能/規(guī)格與測(cè)試條件之間的關(guān)系。
表3 最終測(cè)試階段所需的功能/規(guī)格與測(cè)試條件之間的關(guān)系
4.3 示例結(jié)果——測(cè)試案例
為了優(yōu)化測(cè)試時(shí)間，可采用一種非常有效的方式收集并分析結(jié)果，即在提高輸入信噪比的同時(shí)執(zhí)行測(cè)試，在日志—日志圖形上記錄每個(gè)功率設(shè)置，測(cè)量的BER值作為接收器功率的一個(gè)函數(shù)。結(jié)果將顯示線性趨勢(shì)，如圖5所示。
圖5 作為接收器功率的一個(gè)函數(shù)來測(cè)量BER值的日志—日志圖形
低功率級(jí)別所需的結(jié)果可以非�？焖俚販y(cè)量出來，因?yàn)殄e(cuò)誤發(fā)生的間隔非常短。例如，對(duì)于OC-48 SONET，會(huì)在10 bit錯(cuò)誤發(fā)生后的4 s內(nèi)測(cè)量到10-9 BER值。為低功率值建立好趨勢(shì)后，可以推測(cè)出圖形另一端的值，通常需要測(cè)試數(shù)天以捕獲錯(cuò)誤。以BER=10-14為例，在OC-48速率下，11 h內(nèi)不會(huì)有比特錯(cuò)誤。
5、EXFO的解決方案
EXFO推薦的測(cè)試系統(tǒng)如圖6所示。對(duì)于BER測(cè)試，IQS-8130可用于生成高達(dá)10 Gbit/s的簡(jiǎn)單SDH模式，通過查看不同參數(shù)（衰減等）的警報(bào)（錯(cuò)誤）來判斷是否適用于系統(tǒng)。此外，IQS-812O可用于2.5 Gbit/s測(cè)試，IQS-8115可用于622 Mbit/s測(cè)試，IQS-3150可變衰減器可采用單模式和多模式選項(xiàng)，并且功率計(jì)也可集成到模塊中。
圖6 使用EXPO設(shè)備的BER測(cè)試設(shè)置
EXFO這種基于PC的IQS-505 P或510 P模塊化平臺(tái)所內(nèi)置的模塊組合，形成了一種緊湊、方便的測(cè)試解決方案，可通過一系列SCPI命令遙控。
