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【摘要】本文根据电信运营公司在长途干线上建设高速率波分（WDM）系统的工程实践，探讨和研究承载WDM系统光纤相关参数指标的测试方法，并对其提出相应建议。
【关键词】长度衰减CDPMD
一、引言
随着3G网络建设及EPON/GPON技术的布署和实施，传输网上层端口的带宽瓶颈问题日益显现，为了解决其瓶颈问题，各大电信运营公司在其长途干线上积极布署高速率、大容量的波分（WDM）系统。目前高速率WDM系统中，N×10G WDM系统已成为主流、N×40G WDM系统也在逐步商用，而N×100G WDM系统已完成实验网的建设，相信不久的将来也将逐步商用。
本文结合对国家一级干线长途传输网WDM系统新建工程设计及光纤测试的经历，深入探讨高速率WDM系统对光纤参数指标的要求，并对光纤长度、衰减、偏振模色散和色度色散的测试方法提出相应建议。
二、长度和衰减的影响和测试方法
2.1长度和衰减对建设高速率WDM系统的影响
光纤长度是影响高速WDM系统建设中进行传输系统配置的一个重要指标，也是进行衰减、偏振模色散评价的一个必要数据。
由于高增益光放大器（EDFA）的出现，衰减受限已不是WDM系统受限的难题，但需要注意的是，过多的EDFA级联会引发光性噪比（OSNR）受限问题。所以应将光纤衰减限制在一定范围内，以确保为WDM系统留有较富裕的OSNR余富度。
2.2长度和衰减的测试方法
通常中继段光纤长度和衰减是通过OTDR采取双方向测量取其平均值方式获得的，但该方法在测量衰减方面误差较大。
建议光源光功率计配合OTDR进行光纤衰减测试，可有效避免上述情况的发生，提高衰减的测试精度。这是因为稳定光源在光纤一端，以特定波长发射出由连续光波形成的信号。在另一端，光功率计引入与信号相同的波长，检测并测量该信号的功率级别。从而可以保证在发射端及接收端所测量的信号功率级别差异与被测光纤中的损耗相对应。而且光源光功率计在进行光纤衰减测试还有以下优点。（1）提高光纤衰减的测试范围：当被测光纤衰减大于OTDR的动态范围时，光源光功率计所具有的较大动态范围，可以提高光纤衰减的测试范围。（2）快速校准光缆纤芯序号：当所测试的光缆两侧成端出现纤芯号不一致的情况下，光源光功率计可快速有效校准光缆纤芯序号。（3）有效防止设备输出光对OTDR的损害：当中继段光缆一侧成端出现已下线的设备，但并未下电。所承载系统的纤芯仍有光信号，光功率计可在测试前，在光缆中继段的另一端校准出这类纤芯，避免强光信号对OTDR的损害。
2.3OTDR的设置方法
在使用OTDR前，需要在其仪表的参数设定选项中对距离、脉宽、测试时间和折射率进行设定，以获取最佳测试结果。
（1）距离参数（L）设定：建议3/8L≤测试光纤的长度≤2/3L。（2）脉宽参数设定：由于不同仪表的性能和动态范围不尽相同，设置脉宽时，尽可能保证测试曲线能获得更多的事件点，并且保证测试曲线的末端无噪声。（3）测试时间设定：由于不同的仪表的性能和动态范围不尽相同，无特殊要求时，一般选择30s。（4）折射率设定：需向相关光缆维护人员询问该被测中继段光缆纤芯的折射率。因为折射率差0.01，则测试长度100m光纤误差有7m之多。
三、偏振模色散的影响和测试方法
3.1偏振模色散对建设高速率WDM系统的影响
偏振模色散（Polarization Mode Dispersion）简称PMD，其产生机理：光信号在光纤中传输时，由于在不同的偏振方向下传输的速度不同，从而导致光脉冲的畸变和展宽。可参看图1，形象说明PMD产生机理。
另外，对于复用通路速率为40Gb/s的WDM系统，如果承载WDM系统光纤的纤芯型号是G.655光纤，那么还需要参考测得光纤的色度色散斜率，以判断其是真波光纤，还是大有效面积光纤，从而决定WDM系统的设备配置。因为真波光纤的有效面积较小，要求入纤光功率极低，影响了系统接收端各波道的OSNR，造成了传输距离的大幅下降，也就是说真波光纤对设备配置提出更高要求。
4.2色度色散的测试方法
目前，测试色度色散的方法有三种：即差分相移法、类似OTDR法和相移法。三种方法相比较，差分相移法无法使用较小的波长进行测量，从而限制了仪器的分辨率，导致测试选取的步长越小，误差就越大；而类似OTDR法仅能获得不精确的色度色散数据。而相移法当参考波长固定时，由于延迟不是与相邻的波长进行比较，而是与远距离的波长进行比较，因此波长步长的选取可以尽可能小。在高质量系统中，可以采用0.1 nm的间距来获取精确性极高的点，从而使得相移方法更为灵活、精确。
相移法也是目前被认为是测量色度色散最为精确、可靠的技术。
五、结束语
波分复用技术（WDM）因具有传输容量巨大、节省光纤资源和超长距传输等优点，在国内已得到广泛应用，而光纤测试作为搭建高速率WDM系统必要步骤，已经得到各大电信运营公司广泛重视。在不久的将来，随着40G/100G WDM系统的逐步商用，通过光纤测试和参数确认，对WDM工程建设提供科学依据，从而为电信运营公司建设一个性能稳定的高速率波分网络，开展各种业务奠定良好基础。
参考文献
[1]王鸿滨.现代光系统技术[M].深圳：华为技术有限公司，2006.
[2]信息产业部综合规划司.长途通信光缆线路工程验收规范[M].北京：北京邮电大学出版社，2006.
【关键词】长度衰减CDPMD
一、引言
随着3G网络建设及EPON/GPON技术的布署和实施，传输网上层端口的带宽瓶颈问题日益显现，为了解决其瓶颈问题，各大电信运营公司在其长途干线上积极布署高速率、大容量的波分（WDM）系统。目前高速率WDM系统中，N×10G WDM系统已成为主流、N×40G WDM系统也在逐步商用，而N×100G WDM系统已完成实验网的建设，相信不久的将来也将逐步商用。
本文结合对国家一级干线长途传输网WDM系统新建工程设计及光纤测试的经历，深入探讨高速率WDM系统对光纤参数指标的要求，并对光纤长度、衰减、偏振模色散和色度色散的测试方法提出相应建议。
二、长度和衰减的影响和测试方法
2.1长度和衰减对建设高速率WDM系统的影响
光纤长度是影响高速WDM系统建设中进行传输系统配置的一个重要指标，也是进行衰减、偏振模色散评价的一个必要数据。
由于高增益光放大器（EDFA）的出现，衰减受限已不是WDM系统受限的难题，但需要注意的是，过多的EDFA级联会引发光性噪比（OSNR）受限问题。所以应将光纤衰减限制在一定范围内，以确保为WDM系统留有较富裕的OSNR余富度。
2.2长度和衰减的测试方法
通常中继段光纤长度和衰减是通过OTDR采取双方向测量取其平均值方式获得的，但该方法在测量衰减方面误差较大。
建议光源光功率计配合OTDR进行光纤衰减测试，可有效避免上述情况的发生，提高衰减的测试精度。这是因为稳定光源在光纤一端，以特定波长发射出由连续光波形成的信号。在另一端，光功率计引入与信号相同的波长，检测并测量该信号的功率级别。从而可以保证在发射端及接收端所测量的信号功率级别差异与被测光纤中的损耗相对应。而且光源光功率计在进行光纤衰减测试还有以下优点。（1）提高光纤衰减的测试范围：当被测光纤衰减大于OTDR的动态范围时，光源光功率计所具有的较大动态范围，可以提高光纤衰减的测试范围。（2）快速校准光缆纤芯序号：当所测试的光缆两侧成端出现纤芯号不一致的情况下，光源光功率计可快速有效校准光缆纤芯序号。（3）有效防止设备输出光对OTDR的损害：当中继段光缆一侧成端出现已下线的设备，但并未下电。所承载系统的纤芯仍有光信号，光功率计可在测试前，在光缆中继段的另一端校准出这类纤芯，避免强光信号对OTDR的损害。
2.3OTDR的设置方法
在使用OTDR前，需要在其仪表的参数设定选项中对距离、脉宽、测试时间和折射率进行设定，以获取最佳测试结果。
（1）距离参数（L）设定：建议3/8L≤测试光纤的长度≤2/3L。（2）脉宽参数设定：由于不同仪表的性能和动态范围不尽相同，设置脉宽时，尽可能保证测试曲线能获得更多的事件点，并且保证测试曲线的末端无噪声。（3）测试时间设定：由于不同的仪表的性能和动态范围不尽相同，无特殊要求时，一般选择30s。（4）折射率设定：需向相关光缆维护人员询问该被测中继段光缆纤芯的折射率。因为折射率差0.01，则测试长度100m光纤误差有7m之多。
三、偏振模色散的影响和测试方法
3.1偏振模色散对建设高速率WDM系统的影响
偏振模色散（Polarization Mode Dispersion）简称PMD，其产生机理：光信号在光纤中传输时，由于在不同的偏振方向下传输的速度不同，从而导致光脉冲的畸变和展宽。可参看图1，形象说明PMD产生机理。
另外，对于复用通路速率为40Gb/s的WDM系统，如果承载WDM系统光纤的纤芯型号是G.655光纤，那么还需要参考测得光纤的色度色散斜率，以判断其是真波光纤，还是大有效面积光纤，从而决定WDM系统的设备配置。因为真波光纤的有效面积较小，要求入纤光功率极低，影响了系统接收端各波道的OSNR，造成了传输距离的大幅下降，也就是说真波光纤对设备配置提出更高要求。
4.2色度色散的测试方法
目前，测试色度色散的方法有三种：即差分相移法、类似OTDR法和相移法。三种方法相比较，差分相移法无法使用较小的波长进行测量，从而限制了仪器的分辨率，导致测试选取的步长越小，误差就越大；而类似OTDR法仅能获得不精确的色度色散数据。而相移法当参考波长固定时，由于延迟不是与相邻的波长进行比较，而是与远距离的波长进行比较，因此波长步长的选取可以尽可能小。在高质量系统中，可以采用0.1 nm的间距来获取精确性极高的点，从而使得相移方法更为灵活、精确。
相移法也是目前被认为是测量色度色散最为精确、可靠的技术。
五、结束语
波分复用技术（WDM）因具有传输容量巨大、节省光纤资源和超长距传输等优点，在国内已得到广泛应用，而光纤测试作为搭建高速率WDM系统必要步骤，已经得到各大电信运营公司广泛重视。在不久的将来，随着40G/100G WDM系统的逐步商用，通过光纤测试和参数确认，对WDM工程建设提供科学依据，从而为电信运营公司建设一个性能稳定的高速率波分网络，开展各种业务奠定良好基础。
参考文献
[1]王鸿滨.现代光系统技术[M].深圳：华为技术有限公司，2006.
[2]信息产业部综合规划司.长途通信光缆线路工程验收规范[M].北京：北京邮电大学出版社，2006.