通信計(jì)量支撐高速光傳送網(wǎng)建設(shè)和維護(hù)方法研究

李鋼

摘 要 當(dāng)今社會(huì)由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，新型的通信技術(shù)不斷出現(xiàn)，其中最為典型的是40G技術(shù)、PIN技術(shù)以及OTN技術(shù)。這些新型技術(shù)的出現(xiàn)推動(dòng)了光傳送網(wǎng)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(shù)為出發(fā)點(diǎn)，全面分析通信計(jì)量的工作方向，深入探討通信計(jì)量支撐高速光傳送網(wǎng)建設(shè)和維護(hù)的有效方法。

關(guān)鍵詞 40G；通信計(jì)量；高速光傳網(wǎng)建設(shè)和維護(hù)；有效方法

中圖分類(lèi)號(hào) TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2017）186-0037-02

現(xiàn)階段，由于互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，移動(dòng)業(yè)務(wù)也呈現(xiàn)出猛烈增長(zhǎng)的趨勢(shì)，世界網(wǎng)絡(luò)帶寬需求每年都出現(xiàn)較高的增長(zhǎng)率。這些種類(lèi)繁多的業(yè)務(wù)迅猛發(fā)展對(duì)電信網(wǎng)的基礎(chǔ)（即光傳送網(wǎng)）提出了新的要求，迫使光傳送網(wǎng)不得不就容量方面、性能方面和功能方面作出適時(shí)的革新與變化。另外以40G技術(shù)、PIN技術(shù)和OTN技術(shù)為代表的新型通信技術(shù)的大量涌現(xiàn)，也極大地推動(dòng)了光傳送網(wǎng)朝智能化方向、分組化方向以及大寬容量方向轉(zhuǎn)發(fā)展。這又為相關(guān)的通信計(jì)量工作提出了新的工作內(nèi)容，確立了新的工作目標(biāo)。

1 40G光傳送網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，40G光傳送技術(shù)正處在逐步完善過(guò)程中，其技術(shù)條件已經(jīng)可以投入商用，而且有關(guān)部門(mén)也已經(jīng)制定了40G技術(shù)商用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)值得關(guān)注的是，由于光纖到戶(hù)（FTTH）和其他新型業(yè)務(wù)以及各類(lèi)融合業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)容量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足傳輸網(wǎng)絡(luò)的帶寬需求，用戶(hù)的需求也已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越以10G為代表的單通道速率。如果運(yùn)營(yíng)商想更好地滿(mǎn)足廣大用戶(hù)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(shù)一定會(huì)成為運(yùn)營(yíng)商提高傳輸速率的首選技術(shù)。

雖然40G光傳送技術(shù)與2.5G技術(shù)和10G技術(shù)相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，但將其大量商用也面臨著一些新的挑戰(zhàn)。因?yàn)?0G光傳送技術(shù)是以密集波分傳輸系統(tǒng)為主要應(yīng)用模式的，對(duì)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(xiàn)并有所加重。比如，在目前這種網(wǎng)絡(luò)條件下，如果要40G光傳送技術(shù)擁有類(lèi)似10G或2.5G系統(tǒng)的傳輸距離與傳輸質(zhì)量，則它必須對(duì)上述被忽略的各種因素容忍度更高。所以傳輸設(shè)備在朝著40G的轉(zhuǎn)變中需要增加大量的新部件，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)中的原有各個(gè)部件參數(shù)必須進(jìn)行精確細(xì)致的優(yōu)化升級(jí)。總之，工程應(yīng)用是現(xiàn)階段40G光傳送技術(shù)投入商用的最大挑戰(zhàn)[ 1 ]。

2 通信計(jì)量的工作方向

2.1 準(zhǔn)確性

準(zhǔn)確性是進(jìn)行計(jì)量活動(dòng)的根本基礎(chǔ)，只有以準(zhǔn)確為實(shí)施前提，才能獲得一致的計(jì)量值。一般為了符合測(cè)試的各類(lèi)預(yù)定要求，各種測(cè)試儀器一定要具備嚴(yán)格的計(jì)量學(xué)特性，并且可以按照規(guī)定準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)與精確保存、及時(shí)傳遞計(jì)量單位值。只有計(jì)量單位值準(zhǔn)確才能實(shí)現(xiàn)計(jì)量的一致性，所得出的測(cè)試結(jié)果才具有一定的實(shí)用價(jià)值。所以，對(duì)測(cè)試儀表的量值進(jìn)行準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)是通信計(jì)量支撐高速光傳送網(wǎng)建設(shè)、維護(hù)的基本任務(wù)。

2.2 法治性

法治性是工作人員進(jìn)行計(jì)量活動(dòng)的主要方法，也是實(shí)施計(jì)量的目的。在我國(guó)，政府是要對(duì)計(jì)量工作進(jìn)行一定的法治管理的。同時(shí)通信計(jì)量自身也需要一定的法律法規(guī)做保障。比如通信計(jì)量部門(mén)編制的各種通信計(jì)量檢定規(guī)程或者通信計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范都必須首先由政府的計(jì)量管理部門(mén)進(jìn)行審批，批準(zhǔn)通過(guò)后，才能開(kāi)始實(shí)施。

2.3 一致性

一致性是工作人員進(jìn)行計(jì)量活動(dòng)的最基本任務(wù)，也是工作人員實(shí)施計(jì)量活動(dòng)的最終目的。通常計(jì)量的一致性由計(jì)量單位統(tǒng)一與計(jì)量單位量值統(tǒng)一兩部分組成。在這兩部分中，計(jì)量單位統(tǒng)一是基礎(chǔ)，它是單位量值統(tǒng)一的前提。要實(shí)現(xiàn)計(jì)量的一致性，必須依據(jù)規(guī)定的要求設(shè)置相關(guān)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)把有關(guān)的測(cè)量方法、各種計(jì)量?jī)x的計(jì)量特性以及多種評(píng)定方式制作成規(guī)范化的文件，以該文件為計(jì)量實(shí)施規(guī)范，對(duì)計(jì)量全過(guò)程嚴(yán)格檢定，精確校準(zhǔn)[ 2 ]。

2.4 溯源性

一般通信計(jì)量的溯源性是指任何一條單獨(dú)的計(jì)量值都能夠在一條連續(xù)比較鏈中成功聯(lián)系到最高計(jì)量基和計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。溯源性是實(shí)施計(jì)量活動(dòng)，保證確保計(jì)量單位統(tǒng)一以及各種計(jì)量值準(zhǔn)的重要方法。如果一個(gè)計(jì)量值在溯源上現(xiàn)出多源或多頭現(xiàn)象，那么它一定在技術(shù)方面和管理方面存在錯(cuò)誤或混亂。

3 通信計(jì)量支撐高速光傳送網(wǎng)建設(shè)和維護(hù)的有效方法

3.1 業(yè)界常用法

對(duì)于擁有較多光接口的光網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀，要校準(zhǔn)其光接口參數(shù)，可以采用通信計(jì)量界常用的方法。即用光功率計(jì)儀器、通信信號(hào)分析儀設(shè)備以及光譜分析儀設(shè)備和光回?fù)p測(cè)試儀設(shè)備等直接測(cè)量其有關(guān)的光接口參數(shù)。這些參數(shù)一般包括日常輸出平均光功率、輸出波長(zhǎng)以及輸出譜寬、輸出光信號(hào)消光比和各類(lèi)接收機(jī)靈敏度、各類(lèi)接收機(jī)反射系數(shù)等。通常這些儀表設(shè)備都已經(jīng)在一定的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)條件下檢定或校準(zhǔn)過(guò)，而這些檢定或校準(zhǔn)過(guò)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)又符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，所以光網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀的各個(gè)光接口參數(shù)也都比較符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 一致性檢查方法

一般如果要校準(zhǔn)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(lái)校準(zhǔn)40G光網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀。此校準(zhǔn)方法實(shí)施的前提是待校準(zhǔn)的各個(gè)光接口在40G光網(wǎng)絡(luò)測(cè)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(zhǔn)正弦調(diào)制的日常抖動(dòng)幅度。目前就溯源抖動(dòng)幅度的方式而言，它主要有兩種類(lèi)型，即時(shí)域法與頻域法。通常時(shí)域法屬于一種直接溯源的方法，而頻域法屬于一種時(shí)域與頻域進(jìn)行轉(zhuǎn)換后實(shí)現(xiàn)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(duì)調(diào)相信號(hào)相關(guān)的頻譜特性進(jìn)行分析，再對(duì)調(diào)相信號(hào)的相關(guān)的邊頻幅值進(jìn)行測(cè)量，最終推算出相應(yīng)的抖動(dòng)幅度值。通過(guò)頻譜分析法可以對(duì)有關(guān)的相位抖動(dòng)進(jìn)行精確測(cè)量。相關(guān)通信計(jì)量研究人員已經(jīng)通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)證明，借助頻譜分析法可精確校準(zhǔn)40Gbit/s光信號(hào)調(diào)制的各種抖動(dòng)幅度。所以研究人員正在準(zhǔn)備創(chuàng)建新的校準(zhǔn)系統(tǒng)。新校準(zhǔn)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(chǔ)儀器組成。同時(shí)這兩種基礎(chǔ)儀器測(cè)量出基本值后再進(jìn)行電平讀取工作、相應(yīng)抖動(dòng)幅度計(jì)算工作，最后實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)的校準(zhǔn)功能[ 3 ]。

3.4 驗(yàn)證系統(tǒng)法

驗(yàn)證系統(tǒng)法是一種由國(guó)際電信聯(lián)盟的標(biāo)準(zhǔn)化組織在其有關(guān)的建議文件中提出的方法，此方法是一種測(cè)量驗(yàn)證抖動(dòng)接收機(jī)誤差的有效方法。在系統(tǒng)驗(yàn)證法中，工作人員把信號(hào)源設(shè)置在一個(gè)參考發(fā)射器上，而后有效控制了該信號(hào)源所輸出的相應(yīng)抖動(dòng)幅度。另外，它也可以對(duì)該信號(hào)源所輸出的相應(yīng)抖動(dòng)幅度值實(shí)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(hào)源所輸出的相應(yīng)抖動(dòng)幅度；而有效消除是指對(duì)信號(hào)源進(jìn)行一定設(shè)計(jì)后，信號(hào)發(fā)生轉(zhuǎn)變，這時(shí)所信號(hào)所輸出的抖動(dòng)幅度比0.01UIpp（此時(shí)濾波器帶寬要大于16MHz小于320MHz）還要小，直接可以忽略不計(jì)。抖動(dòng)接收機(jī)在對(duì)這種信號(hào)進(jìn)行測(cè)試后，可以大致確定自身在測(cè)量方面的固有誤差。

4 結(jié)論

綜上所述，做好通信計(jì)量工作可以為高速光傳送網(wǎng)的建設(shè)與維護(hù)提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐。現(xiàn)階段，我們?cè)诟咚俟鈧魉途W(wǎng)建設(shè)和維護(hù)工作方面已取得了一定的工作成績(jī)，但是由于通信知識(shí)的局限與相關(guān)科研水平的制約，通信計(jì)量在高速光傳網(wǎng)的建設(shè)與維護(hù)方面其支撐方法還十分有限。但是未來(lái)，隨著通信計(jì)量的不斷發(fā)展，它對(duì)高速光傳送網(wǎng)的支撐方法將會(huì)變得越來(lái)越寬泛，通信計(jì)量的技術(shù)手段也會(huì)越來(lái)越先進(jìn)，從而更好地為光傳網(wǎng)的建設(shè)與維護(hù)事業(yè)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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

[2]王凱.無(wú)線(xiàn)通信計(jì)量自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].杭州：中國(guó)計(jì)量學(xué)院，2013.

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