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现代光通信测试技术发展动态

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  摘要:1966年理论上证明了“光导纤维长距离传输光波的可能性”、1970年拉制成功低损耗通信用光纤。从此,光通信所面临的两大难题都解决了,也就迎来了光通信发展的高峰期。90年代,光通信开始大规模应用,在通信历史上引起了划时代的变化。


  作者:王品坤,刘希龙


  关键词:卫星通讯;灾难应急体系;通讯应用与需求


  中图分类号TN929文献标识码A文章编号1674-6708(2011)35-0189-02


  1概述


  作为一种电磁波,光通信所采用的测试技术在很大程度上都是带来了生活的极大便利,光通信的光波是一种短波,其波长在微米量级,频率为1014量级。其频率是常用的微波量级的一百多倍,通信容量相应大致是微波通信的一百多倍。实际上很久以前,很多研究者就尝试用光信号传送话音。因为当时的条件无法研究出能够使得光源的避免干扰的问题,所以光波在大气中的传播很慢,而且被气候影响的因素也很大,所以长时间的情况下无法得到稳定的通信方法,而且其质量及其不稳定,所以这就限制了当时的研究紧张。由于光源的相干性很差,光波在大气中传播受气候影响严重,很难获得长距离的稳定通信。直到20世纪爱因斯坦、肖洛和唐斯的光受激辐射理论等理论的出现,加上当时科技的高度发展,结合在一起,并且推出新的一代的理论,在此基础上才实现了真正的光通信,在发展前期,光通信的发展还没有进入高潮,到了上世纪90年代,才有了光通信的高度发展,也就有了真正饿通信史上跨时代的意义,引来了通信业的大发展时期。


  到现在我国的通信事业大致发展了四十年,从上世纪八十年代开始,虽然起步较晚,但是因为发展的科研投入较多,所以我国的通信事业也得到了迅速的发展。随着以IP为代表的数据业务的爆炸性增长,未来几年我国仍将处于通信建设和发展的高峰期。


  随着通信测试领域技术的进步,通信网络,设备的技术进步和发展也越来越快,传统意义上测试和计量的概念也发生了变化。在模拟通信时代,可观测量一般都有确定的量值,人们在研究新的测试方法时都需要去研究测量量值的准确度问题。随着数字通信和数据通信的发展,现代通信领域的测量主要是通信软件的测试。这包括通信协议的一致性测试。所谓一致性测试就是检验协议的实现与相应协议标准的符合程度,它只关心协议呈现的外部功能,它将测试以下内容:


  1)协议实现能力与实现者两者陈述的一致性;


  2)协议与既定标准的一致性;


  3)协议实现的能力和行为。


  这是一个只有对错与否的全新的测试领域。通信测试领域测试有两个特点。第一个特点是它同时产生了大量的各种类型的通信协议测试仪表。第二个特点是它明显提升了测试的智能化和自动化程度,同时它替代了传统硬件,通过软件的方式实现计算、记录、存储等功能,而在以前,这些需要人工进行。另外,它也使原来通过硬件实现的一些显示、控制等功能虚拟化、个性化,从而有效提高了测试的效率。


  2目前光通信领域的几个测试热点


  当前光通信领域有些明显的测试热点值得我们关注,它们包括以下几个测试:


  1)光通信系统网管功能和信息模型的测试


  网管系统的测试属于软件测试的范畴,它包括标准接口协议测试、信息模型测试、实现功能测试等。伴随网络规模日益扩大,网络的复杂性日益增多,业务数量的飞速递增,网络成本也随之增高,包括网络的运行,管理和维护成本。为了降低成本,我们必须实现网络管理的简单化,自动化,标准化。这就意味着我们的网管系统需要标准化的系统结构,标准化的接口,从而使得各种设备能方便地和网管系统相连接。网管系统应具有以下功能:配置管理、性能管理、安全管理、故障及维护管理、帐目管理等。


  2)光纤的色散和PMD测试


  伴随着目前历史意义上的系统扩容,目前光通信的速率也在不断的上升,在很大意义上,都预示着讲会有光纤色散和PMD的出现,而这种问题的出现,也必须要有相应的技术来解决,所以现在就有了处理此系统的色散补偿,此种色散补偿在很大程度上弥补了光纤的色散系数,使得系统能够非常正常工作。所以这些问题随着技术的发展也正在不断地发展和得到补偿,也预示着光纤通信拥有非常广阔的前景。


  3)宽带光接入网测试


  为了方便用户使用图像、数据、语音等业务,目前的重点是宽带接入网建设。宽带接入包括光纤、无线、同轴电缆和xDSL这几种方式,这些主要是基于分组交换方式的接入,其中以光纤接入为主。光纤接入分为有源方式接入和无源方式接入两种,即利用SDH或PDH为传输通道和无源光网络方式,


  4)光纤非线性测试


  光纤的非线性问题随着光纤放大器的广泛应用而逐渐显现出来。光纤的非线性主要指四波混频效应、自相位调制效应、交叉相位调制效应、受激喇曼效应、受激布里渊效应等。其中一些效应会使得系统的技术指标恶化,使得信号脉冲展宽、波型畸变、信号之间串扰。通过合理的使用某些非线性效应,我们可以研制出新型的光器件。


  3目前我们应当重视的几个问题


  3.1系统的可靠性研究及测试


  作为通信设备入网认证,需要给出的可靠性指标主要是平均无故障时间MTBF,这个指标是通过现成公式用元件或部件平均失效率计算出来的。目前,通信产品可靠性研究和试验还不为人所重视,我们必须加强这方面的理论研究以及实验,从而找到更科学的方法来测算验证产品的可靠性。


  3.2有关环境保护以及人体健康的测试


  当前,欧美等西方国家已经从政府角度更重视产品对环境和人身安全与健康的影响,这主要体现在产品的电磁兼容(EMC)性能和安全性能。产品电磁兼容性能的好坏不仅影响自身和网络的工作状态,同时也影响环境以及人身健康。


  而我们对通信产品的测试主要还处于型号核准范畴,我们的通信产品电磁兼容性测试才刚起步。目前,我国建立了一个具备当今国际先进水平的EMC测试实验室,它由一个“10米法”的半电波暗室、一个“3米法”的全电波暗室和全套先进的测试设备组成。测试频段从9kHz~40GHz。从2001年,信息产业部也开始对手机及无线通信设备、通信电源、无绳电话开始进行EMC入网检测。尽管如此,我国在通信产品EMC和安全性能检测、EMC标准化、安全性能标准化方面仍然有许多工作要做。本文来自《光通信技术》杂志

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