WDM系統(tǒng)測(cè)試及儀表

1、概述

——隨著國內(nèi)多條干線WDM系統(tǒng)的開通，WDM系統(tǒng)測(cè)試和維護(hù)成為大家面臨的一個(gè)實(shí)際問題，WDM系統(tǒng)是一種光域的模擬系統(tǒng)，可看作平行許多光通路，每個(gè)采用稍微不同的光波長，共享一種傳輸媒質(zhì)——光纖的系統(tǒng)。它與SDH系統(tǒng)在測(cè)試參數(shù)和方法上有較大差異，除了常規(guī)數(shù)字系統(tǒng)的誤碼和抖動(dòng)外，模擬量特別是光域的模擬量測(cè)量大大增加，例如光通道功率、中心波長、串音、光信噪比等。另外WDM儀表，特別是光譜分析儀、多波長計(jì)的應(yīng)用也有一些新參數(shù)。

2、WDM系統(tǒng)中測(cè)試的物理量

——在常規(guī)SDH系統(tǒng)中，主要是進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的性能測(cè)量，如誤碼、抖動(dòng)性能等，監(jiān)測(cè)的模擬量基本上限制在發(fā)送機(jī)的發(fā)送光功率和接收光功率等。而在WDM系統(tǒng)中，需要測(cè)試的模擬量就大大增加，如光信號(hào)波長、發(fā)送光功率、接收光功率和信號(hào)的光信噪比等，對(duì)光信號(hào)波長、光信噪比和串音的測(cè)試是WDM系統(tǒng)所特有的，而且在多個(gè)測(cè)試點(diǎn)還需要進(jìn)行重復(fù)測(cè)試。WDM系統(tǒng)增加的主要測(cè)試參數(shù)有：

——波長中心頻率和波長間隔：測(cè)量每個(gè)通路波長的精確值，以確定DFB激光器的漂移，保證相鄰波長不發(fā)生串?dāng)_。

——光信噪比：確定光信號(hào)的傳輸質(zhì)量，噪聲的測(cè)量必須基于通路之間的噪聲電平。

——串音：由于波分復(fù)用器／解復(fù)用器不完善帶來的串?dāng)_，確定器件帶來的通路間相互干擾。

——功率：各參考點(diǎn)合路的總功率、各路的功率。

下面分別進(jìn)行具體介紹，而對(duì)于與常規(guī)SDH系統(tǒng)類似或可參照的測(cè)試量則不再贅述。

2.1  通路中心頻率和中心頻率偏移

——WDM系統(tǒng)的一個(gè)重要特點(diǎn)是在光波分復(fù)用器處輸入的信號(hào)均為固定波長的光信號(hào)，各個(gè)通路的信號(hào)波長不同，而且對(duì)中心頻率偏移有嚴(yán)格規(guī)定，通路中心頻率偏移定義為通路實(shí)際的中心頻率與通路中心頻率標(biāo)稱值的差值。如對(duì)于8×2.5Gb／s WDM系統(tǒng)，通路間隔選擇200GHz，到壽命終了時(shí)的波長偏移不大于±20GHz。理想情況下，光信號(hào)的脈沖寬度應(yīng)無限接近于0，但實(shí)際產(chǎn)生的脈沖都有一定的寬度，相鄰兩個(gè)通路如果波長偏移過大，就會(huì)造成通路間的串?dāng)_過大，即一個(gè)通路的脈沖邊帶串到另一個(gè)通路的脈沖邊帶上，使被串通路的信號(hào)光特性和功率等發(fā)生變化，造成系統(tǒng)OSNR下降，產(chǎn)生誤碼影響傳輸性能，因此通路中心頻率成為WDM系統(tǒng)的一個(gè)重要的測(cè)量參數(shù)。通路中心頻率定義為在該參考點(diǎn)測(cè)得的光信號(hào)的實(shí)際中心頻率，在多個(gè)參考點(diǎn)都需要逐通路地進(jìn)行測(cè)試。

——通路間隔指相鄰波長間的頻率差別（或波長差異），我國規(guī)范的WDM系統(tǒng)是等間距的系統(tǒng)。對(duì)于8×2.5Gb／s WDM系統(tǒng)，通道間隔為200GHz（1.6nm），而對(duì)于16×2.5Gb／s WDM系統(tǒng)，通道間隔為100GHz（0.8nm），相鄰兩波長中心頻率之差就為通路間隔。

2.2  光信噪比（OSNR）

光放大器是WDM系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。EDFA在1545～1560nm波長范圍的增益較平坦，EDFA輸出的放大信號(hào)中有ASE噪聲，即信號(hào)是疊加在ASE噪聲上的，因此單純測(cè)量每通路信號(hào)的光功率并不能完全反映系統(tǒng)的工作情況，有可能信號(hào)光功率很高，但ASE噪聲也與它相當(dāng)，實(shí)際上信號(hào)的劣化已很明顯，但光功率反映不出來，所以在WDM系統(tǒng)中引入了光信噪比的概念。每通路信號(hào)的光信噪比定義為通路內(nèi)信號(hào)功率與噪聲功率的比值，S與N均在光有效帶寬Δv內(nèi)測(cè)

量。光信噪比的定義是在Δv=0.1nm帶寬內(nèi)光信號(hào)功率和噪聲功率的比值。光信號(hào)的功率一般取峰峰值，而噪聲的功率一般取兩相鄰?fù)�路的中間點(diǎn)的功率電平。光信噪比是一個(gè)十分重要的參數(shù)，對(duì)估算和測(cè)量系統(tǒng)的誤碼性能和實(shí)際工程設(shè)計(jì)和維護(hù)有著十分重要的意義。

——OSNR在多個(gè)參考點(diǎn)都需要逐通路地進(jìn)行測(cè)試，如圖1所示，在圖中的參考點(diǎn)MPI-S、R’、S'、MPI-R都需要測(cè)量每個(gè)通路的OSNR，監(jiān)測(cè)其是否與系統(tǒng)指標(biāo)相符。

2.3  光放大器和波分復(fù)用器件

——對(duì)光放大器需要進(jìn)行測(cè)試的項(xiàng)目較多，主要有如下指標(biāo)：

——輸入功率范圍；

——輸出功率范圍；

——工作帶寬；

——小信號(hào)增益；

——飽和輸出功率；