通信计量支撑高速光传送网建设和维护方法研究

李钢

摘 要 当今社会由于社会经济的发展和科技的进步，新型的通信技术不断出现，其中最为典型的是40G技术、PIN技术以及OTN技术。这些新型技术的出现推动了光传送网逐步向智能化方向、分組化方向以及大宽带容量方向发展。本文以40G技术为出发点，全面分析通信计量的工作方向，深入探讨通信计量支撑高速光传送网建设和维护的有效方法。

关键词 40G；通信计量；高速光传网建设和维护；有效方法

中图分类号 TN91 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）186-0037-02

现阶段，由于互联网业务的快速发展，移动业务也呈现出猛烈增长的趋势，世界网络带宽需求每年都出现较高的增长率。这些种类繁多的业务迅猛发展对电信网的基础（即光传送网）提出了新的要求，迫使光传送网不得不就容量方面、性能方面和功能方面作出适时的革新与变化。另外以40G技术、PIN技术和OTN技术为代表的新型通信技术的大量涌现，也极大地推动了光传送网朝智能化方向、分组化方向以及大宽容量方向转发展。这又为相关的通信计量工作提出了新的工作内容，确立了新的工作目标。

1 40G光传送网的发展现状

现阶段，40G光传送技术正处在逐步完善过程中，其技术条件已经可以投入商用，而且有关部门也已经制定了40G技术商用的相关标准。同时值得关注的是，由于光纤到户（FTTH）和其他新型业务以及各类融合业务的快速发展，现有的网络容量已经远远不能满足传输网络的带宽需求，用户的需求也已经远远超越以10G为代表的单通道速率。如果运营商想更好地满足广大用户在通信容量方面的各种新需求，必须提高传输速率。所以，40G光传送技术一定会成为运营商提高传输速率的首选技术。

虽然40G光传送技术与2.5G技术和10G技术相比，具有明显的优势，但将其大量商用也面临着一些新的挑战。因为40G光传送技术是以密集波分传输系统为主要应用模式的，对这种系统而言，那些在低速率、短距离传输条件下可以忽略的各种不利因素，又重新出现并有所加重。比如，在目前这种网络条件下，如果要40G光传送技术拥有类似10G或2.5G系统的传输距离与传输质量，则它必须对上述被忽略的各种因素容忍度更高。所以传输设备在朝着40G的转变中需要增加大量的新部件，同时对系统中的原有各个部件参数必须进行精确细致的优化升级。总之，工程应用是现阶段40G光传送技术投入商用的最大挑战[ 1 ]。

2 通信计量的工作方向

2.1 准确性

准确性是进行计量活动的根本基础，只有以准确为实施前提，才能获得一致的计量值。一般为了符合测试的各类预定要求，各种测试仪器一定要具备严格的计量学特性，并且可以按照规定准确复现与精确保存、及时传递计量单位值。只有计量单位值准确才能实现计量的一致性，所得出的测试结果才具有一定的实用价值。所以，对测试仪表的量值进行准确复现是通信计量支撑高速光传送网建设、维护的基本任务。

2.2 法治性

法治性是工作人员进行计量活动的主要方法，也是实施计量的目的。在我国，政府是要对计量工作进行一定的法治管理的。同时通信计量自身也需要一定的法律法规做保障。比如通信计量部门编制的各种通信计量检定规程或者通信计量校准规范都必须首先由政府的计量管理部门进行审批，批准通过后，才能开始实施。

2.3 一致性

一致性是工作人员进行计量活动的最基本任务，也是工作人员实施计量活动的最终目的。通常计量的一致性由计量单位统一与计量单位量值统一两部分组成。在这两部分中，计量单位统一是基础，它是单位量值统一的前提。要实现计量的一致性，必须依据规定的要求设置相关的计量标准，同时把有关的测量方法、各种计量仪的计量特性以及多种评定方式制作成规范化的文件，以该文件为计量实施规范，对计量全过程严格检定，精确校准[ 2 ]。

2.4 溯源性

一般通信计量的溯源性是指任何一条单独的计量值都能够在一条连续比较链中成功联系到最高计量基和计量标准。溯源性是实施计量活动，保证确保计量单位统一以及各种计量值准的重要方法。如果一个计量值在溯源上现出多源或多头现象，那么它一定在技术方面和管理方面存在错误或混乱。

3 通信计量支撑高速光传送网建设和维护的有效方法

3.1 业界常用法

对于拥有较多光接口的光网络测试仪，要校准其光接口参数，可以采用通信计量界常用的方法。即用光功率计仪器、通信信号分析仪设备以及光谱分析仪设备和光回损测试仪设备等直接测量其有关的光接口参数。这些参数一般包括日常输出平均光功率、输出波长以及输出谱宽、输出光信号消光比和各类接收机灵敏度、各类接收机反射系数等。通常这些仪表设备都已经在一定的计量标准条件下检定或校准过，而这些检定或校准过的计量标准又符合国家标准，所以光网络测试仪的各个光接口参数也都比较符合国家标准。

3.2 一致性检查方法

一般如果要校准各种功能性一致的光接口，就可以大胆采用一致性检查方法来校准40G光网络测试仪。此校准方法实施的前提是待校准的各个光接口在40G光网络测试仪上发挥着相同或相似的功能。

3.3 频谱分析法

借助频谱分析法可以精确校准正弦调制的日常抖动幅度。目前就溯源抖动幅度的方式而言，它主要有两种类型，即时域法与频域法。通常时域法属于一种直接溯源的方法，而频域法属于一种时域与频域进行转换后实现精确量值的溯源方法。一般频谱分析法就是指频域法。它首先对调相信号相关的频谱特性进行分析，再对调相信号的相关的边频幅值进行测量，最终推算出相应的抖动幅度值。通过频谱分析法可以对有关的相位抖动进行精确测量。相关通信计量研究人员已经通过大量实验证明，借助频谱分析法可精确校准40Gbit/s光信号调制的各种抖动幅度。所以研究人员正在准备创建新的校准系统。新校准系统由50GHz频谱分析仪以及50GHz的带宽光电变换器两种基础仪器组成。同时这两种基础仪器测量出基本值后再进行电平读取工作、相应抖动幅度计算工作，最后实现半自动的校准功能[ 3 ]。

3.4 验证系统法

验证系统法是一种由国际电信联盟的标准化组织在其有关的建议文件中提出的方法，此方法是一种测量验证抖动接收机误差的有效方法。在系统验证法中，工作人员把信号源设置在一个参考发射器上，而后有效控制了该信号源所输出的相应抖动幅度。另外，它也可以对该信号源所输出的相应抖动幅度值实施有效消除。一般有效控制是指可以借助一定的方法探知信号源所输出的相应抖动幅度；而有效消除是指对信号源进行一定设计后，信号发生转变，这时所信号所输出的抖动幅度比0.01UIpp（此时滤波器带宽要大于16MHz小于320MHz）还要小，直接可以忽略不计。抖动接收机在对这种信号进行测试后，可以大致确定自身在测量方面的固有误差。

4 结论

综上所述，做好通信计量工作可以为高速光传送网的建设与维护提供强大的技术支撑。现阶段，我们在高速光传送网建设和维护工作方面已取得了一定的工作成绩，但是由于通信知识的局限与相关科研水平的制约，通信计量在高速光传网的建设与维护方面其支撑方法还十分有限。但是未来，随着通信计量的不断发展，它对高速光传送网的支撑方法将会变得越来越宽泛，通信计量的技术手段也会越来越先进，从而更好地为光传网的建设与维护事业服务。

参考文献

[1]赵敬伟.浅谈如何更好地做好通信计量工作[J].数字通信世界，2016（3）：313.

[2]王凯.无线通信计量自动测试系统的设计与实现[D].杭州：中国计量学院，2013.

[3]李鹰，陈岩.高速光传送网的发展及应用研究[J].通信技术，2013（6）：75-77，81.