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WDM测试方法

波分复用系统测试方法

（试行）

广东省邮电管理局

一九九九年一月

编制说明

随着电信业务的发展，宽带综合业务的驱动，传输网的带宽“瓶颈”将成为限制电信业务进一步发展的因素之一，因此,提高网络容量和速率成为各大电信运营公司采取的重要措施。

波分复用（WDM）技术是利用一根光纤纤芯传输多个信道（波长）的技术，通过传输多个信道提高传输容量和速率，并进一步提高了光纤带宽资源的利用率。

波分复用技术由于其技术上和经济上的优势成为提高网络容量和速率，充分利用光纤带宽资源的最有效可行的手段。

中国电信从战略角度出发,确定利用WDM技术，对已建的重要干线进行扩容。

在此之前，广东省“广州──深圳150公里4χ2.5Gb/s无中继波分复用系统”实验工程是全国第一次现场应用。

WDM系统由于能够提供大容量而将被越来越多地在干线或重要线路上使用。

WDM系统作为十分重要的传输干道，其畅通与否直接影响整个通信网的业务。

为确保传输网络正确无误地工作，对系统的测试便成为一项必不可少和极为重要的工作。

目前我国对于这一新技术，测试方面尚未制定国家标准。

在实际工作中,我国用于一级干线及广东省二级干线的WDM系统正在建设中，研究并制定出WDM系统测试方法的暂行规范十分急迫。

为此广东省邮电管理局下达了“波分复用系统测试方法”的研究任务（参见广东省邮电管理局处文科[1998]120号）,由广东省邮电科学技术研究院承担并起草了本测试方法，其中系统测试部分已在广州－深圳波分复用试验工程中进行了验证，具有一定的可行性。

由于WDM系统的大部分技术指标尚未确定，本测试方法不提供各项测试所涉及的指标。

在具体测试时，有关指标请参照ITU－T和国家已提供的有关资料，ITU－T和国标未确定的其他指标,需要根据具体工程的要求确定。

本文根据波分复用技术和设备的特点，将波分复用系统的测试分为单元测试和系统测试。

单元测试主要用于验证设备单元的指标及性能，通常用于设备选型测试、设备工厂验收测试、单元合格验证测试等。

系统测试主要用于工程安装测试、工程验收测试、维护测试，也是设备选型和设备厂验的重要内容。

在设备选型或厂验测试中，需要按实际网络建立一个尽可能接近的模拟线路环境，再按测试参考点进行测试。

我们在文中对设备选型、设备厂验、工程安装、工程验收和维护等测试中的必测和选测项目提供了参考建议。

在日常维护中，系统的性能参数主要用监控系统监视及分析；在光路中断情况下，才可在参考点对应的光口进行直接测试。

本测试方法的起草可为我省即将应用的波分复用系统的设备选型、现场工程测试、验收测试、维护测试提供理论依据和参考。

本测试方法由广东省邮电科学技术研究院负责起草。

本测试方法主要起草人：

宋珏、罗创业、郭效辉、魏雄、林立。

第一部分总则

1.目的…………………………………………………………………………………….….1

2.范围………………………………………………………………………………………..1

3.主要依据…………………………………………………………………………………..1

4.WDM系统的测试点……………………………………………………………………...1

第二部分测试项目建议…………………………………………………………………..1

第三部分WDM系统单元测试

1.波长转换器测试

1.1接收灵敏度………………………………………………………………………………6

1.2过载功率…………………………………………………………………………………6

1.3光反射系数………………………………………………………………………………6

1.4中心频率、频率偏差……………………………………………………………………7

1.5最大-20dB谱宽………………………………………………………………………….7

1.6最小边模抑制比…………………………………………………………………………8

1.7消光比……………………………………………………………………………………8

1.8发送信号波形（眼图）………………………………………………………………….....8

1.9抖动传递函数………………………………………………………………………….…9

2.合波器测试

2.1波长带宽………………………………………………………………………………….9

2.2插入损耗…………………………………………………………………………………10

2.3最大通道插入损耗偏差…………………………………………………………………11

2.4光反射系数………………………………………………………………………………11

2.5偏振相关损耗……………………………………………………………………………11

3.分波器测试

3.1中心频率、通道间隔……………………………………………………………………11

3.2通道隔离度………………………………………………………………………………12

3.3插入损耗和最大通道插入损耗差………………………………………………………12

3.4光谱特性…………………………………………………………………………………13

3.5光反射系数………………………………………………………………………………13

3.6偏振相关损耗……………………………………………………………………………13

4.EDFA放大器测试

4.1输入功率范围……………………………………………………………………………14

4.2输出功率范围……………………………………………………………………………14

4.3功率波长范围……………………………………………………………………………15

4.4噪声系数…………………………………………………………………………………15

4.5小信号增益………………………………………………………………………………16

4.6偏振相关增益变化……………………………………………………………………..17

4.7动态增益范围………………………………………………………………………….17

4.8增益平坦度……………………………………………………………………………..18

4.9光反射系数……………………………………………………………………………..18

4.10饱和输出功率…………………………………………………………………………19

第四部分WDM系统测试

1.S1….Sn参考点光接口参数

1.1平均发送光功率………………………………………………………………….……..20

1.2中心波长、波长偏差、信道间隔……………………………………………………...20

1.3最大-20dB谱宽………………………………………………………………………….20

1.4最小边模抑制比………………………………………………………………………...21

1.5消光比……………………………………………………………………………………21

1.6发送信号波形（眼图）…………………………………………………………………….22

2.MPI-S点、S’点测试

2.1每通道输出功率……………………………………………………………………..….22.

2.2总输出功率…………………………………………………………………………..….23.

2.3每通道信噪比………………………………………………………………………..….23

2.4最大通道功率差……………………………………………………………………..….24

2.5系统通路增减时的功率和信噪比（MPI-S点）…………………………………..….24

3.MPI-R点、R’点测试

3.1每通道接收功率………………………………………………………………………...25

3.2总接收功率……………………………………………………………………………...25

3.3每通道信噪比…………………………………………………………………………...25

3.4最大通道功率差………………………………………………………………………...26

3.5最低输入光功率………………………………………………………………………...26

3.6系统通路增减时的功率和信噪比（MPI-R点）……………………………………...27

4.主光通道（MPI-S点至MPI-R点）测试

4.1光通道代价（MPI-S点至MPI-R点）……………………………………………………27

4.2衰耗（MPI-S点至MPI-R点）…………………………………………………………...27

4.3衰耗（放大器之间）………………………………………………………………………27

4.4光回损…………………………………………………………………………………..27

4.5光离散反射……………………………………………………………………………..28

5.SDn点参考点光接口参数

5.1平均发送光功率…………………………………………………………………………28

5.2中心波长…………………………………………………………………………………28

5.3最大-20dB谱宽………………………………………………………………………….28

5.4最小边模抑制比…………………………………………………………………………29

5.5信噪比……………………………………………………………………………………29

5.6消光比……………………………………………………………………………………30

5.7发送信号波形（眼图）…………………………………………………………………….30

5.8系统通路增减时的功率和信噪比……………………………………………………...31

5.9串话……………………………………………………………………………………..31

6.光监控通道测试

6.1监控通道波长（MPI-S）………………………………………………………………..32

6.2输入光功率（R’点、MPI－R点）…………………………………………………..32

6.3输出光功率（MPI-S点、S’点）……………………………………………………..33

6.4接收灵敏度（R’点、MPI－R点）…………………………………………………..33

6.5最大-20dB谱宽（MPI-S点、MPI-R点）……………………………………………….33

6.6边模抑制比（MPI-S点、MPI-R点）………………………………………………..34

7.光通道误码测试……..…………………………………………………………………..34

8.光接口抖动测试…...………………………………………………………………….…34

9安全保护功能验证…………………………………………………………………….…34

10WDM公务性能检验………………………………………………………………….…34

11.系统保护功能验证……………………………………………………………………….35

12.WDM系统温度特性测试………………………………………………………………..35

13.1温度变化下的中心频率漂移

13.2温度变化下的信噪比

13.3温度变化下的功率

13.4温度循环变化下的系统误码性能

13.网络管理功能

13.1性能管理……………………………………………………………………………….35

13.2故障管理………………………………………………………………………..………35

13.3配置管理………………………………………………………………………………..35

13.4安全管理………………………………………………………………………………..35

第一部分总则

1.1目的

本测试方法为广东省进行波分复用（WDM）系统的设备选型、厂验、验收测试、维护测试等工作提供方法和建议。

1.2范围

1）本测试方法适应于具有2.5Gb/sSDH接口的WDM系统的设备单元和系统的测试。

2）本测试方法仅研究双纤WDM系统的测试。

1.3主要依据

1）同步数字体系（SDH）光缆线路系统测试方法（GB/T16814-1997）

2）光放大器技术要求（YDN003-1996）

3）WDM系统技术要求（征求意见稿）（1996年）

4）ITU-T建议（以最新版本为准）:

G.692带有光放大器多信道系统的光接口

G.671光器件的传输特性

G.681用光放大器（包括光复用器）的局间和长途线路系统功能特性

G.663与应用有关的光纤放大器和子系统的概貌

G.872光传送网的体系结构

1.4WDM系统的测试点:

S1RM1SD1R1

Tx1Rx1

S2R2

Tx2OM/BAPA/ODRx2

TxnRxn

SnRMnMPI-SMPI-RSDnRn

图1.4.1不含线路光放大器的集成式WDM系统

S1RM1SD1R1

Tx1Rx1

S2R2

Tx2OM/BALAPA/ODRx2

TxnRxn

SnRMnMPI-SR’S’MPI-RSDnRn

图1.4.2含线路光放大器的集成式WDM系统

S1RM1SD1R1

OTU1

S2R2

OTU2OM/BAPA/OD

OTUn

RSnRMnMPI-SMPI-RSDnRn

图1.4.3不含线路光放大器的开放式WDM系统

S1RM1SD1R1

OTU1

S2R2

OTU2OM/BALAPA/OD

OTUn

RSnRMnMPI-SR’S’MPI-RSDnRn

图1.4.4含线路光放大器的开放式WDM系统

Tx1…Txn………符合G.692的光发射端机。

Rx1…Rxn………符合G.957的光接收机。

R点:

…………….符合G.957标准的波长变换器光输入口。

S1…Sn点:

……..分别为信道1…n的符合WDM系统G.692要求的接口。

RM1…RMn点:

..分别为OM/BA相对于信道1…n的输入光连接器处光纤上

的参考点。

MPI-S点:

………OM/BA输出光连接器之后光纤上的参考点。

R’………………..线路放大器输入光连接器处之前光纤上的参考点。

S’………………..线路放大器输出光连接器处之后光纤上的参考点。

MPI-R点:

………PA/OD输入光连接器之前光纤上的参考点。

SD1…SDn点:

…PA/OD输出光连接器上的参考点。

R1…Rn点:

…….分别为信道1…n的接收机光连接器输入处的参考点。

OTU…………………波长转换器

BA……………….功率放大器

LA………………..线路放大器

PA:

……………….预放大器（前置放大器）

OA……………….光放大器（含BA、LA、PA）

OM………………光复用器（合波器）

OD:

………………光解复用器（分波器）

注:

有的厂家设备在SD1…..SDn点后接有OUT（波长转换器）

第二部分测试项目建议

1.WDM系统单元测试（设备选型、厂验及单元合格测试）

必测项目

选测项目

波长转换器测试

中心波长、

波长偏差最大-20dB谱宽最小边模抑制比发送信号波形（眼图）

抖动传递函数

接收灵敏度

过载功率

光反射系数

消光比

.合波器测试

波长带宽

插入损耗

最大通道插入损耗差

光回波反射系数

偏振相关损耗

分波器测试

中心频率、通道间隔

通道隔离度

插入损耗

最大通道插入损耗差

光谱特性

光回波反射系数

偏振相关损耗

EDFA放大器测试

（含BA、LA、PA）

功率波长范围

输入功率范围

输出功率范围

噪声系数

增益平坦度

动态增益范围

饱和输出功率

小信号增益

光回波损耗

偏振相关增益变化

2.WDM系统测试

√:

表示必测△:

选测×:

不测

测试项目

选型、厂验

工程安装

工程验收

维护测试

1.S1….Sn参考点光接口参数

1.1平均发送光功率

1.2中心波长、波长偏差、信道间隔

1.3最大-20dB谱宽

1.4最小边模抑制比

1.5消光比

1.6发送信号波形（眼图）

√

△

√

△

√

△

√

△

2.MPI-S点、S’点测试

2.1每通道输出功率

2.2总输出功率

2.3每通道信噪比

2.4最大通道功率差

2.5系统通路增减时的功率和信噪比（MPI-S点）

√

3.MPI-R点、R’点测试

3.1每通道接收功率

3.2总接收功率

3.3每通道信噪比

3.4最大通道功率差

3.5系统通路增减时的功率和信噪比（MPI-R点）

3.6最低输入光功率

√

△

√

4.主光通道（MPI-S点至MPI-R点）测试

4.1光通道代价（MPI-S点至MPI-R点）

4.2衰耗（MPI-S点至MPI-R点）

4.3衰耗（OAS之间）

4.4光回损

4.5光离散反射

√

△

√

△

√

测试项目

选型、厂验

工程安装

工程验收

维护测试

5.SDn点参考点光接口参数

5.1平均发送光功率

5.2中心波长

5.3最大-20dB谱宽

5.4最小边模抑制比

5.5信噪比

5.6消光比

5.7信号波形（眼图）

5.8系统通路增减时的功率和信噪比

5.9串话

√

△

√

△

√

△

√

△

√

△

6.光监控通道测试

6.1监控通道波长（MPI-S、S’）

6.2输入光功率（R’点、MPI－R点）

6.3输出光功率（MPI-S点、S’点）

6.4接收灵敏度（R’点、MPI－R点）

6.5最大-20dB谱宽（MPI-S点、S’点）

6.6边模抑制比（MPI-R点）

√

△

√

△

√

7．光通道误码测试

√

8.光接口抖动测试

√

9安全保护功能验证

√

10WDM公务性能检验

√

11.系统保护功能验证

△

√

12.WDM系统温度特性测试

△

13.网管功能检查

√

△

注:

在工程安装、工程验收、维护等测试中，若设备未提供Sn点测试口，则在MPI－S点加测中心波长、波长偏差、信道间隔。

第三部分WDM系统单元测试

1、波长转换器测试

1.1接收灵敏度

1.1.1定义:

指达到规定的比特差错率（BER）,设备所接收到的最低平均光功率.

1.1.2测试配置

SDH分析仪可调衰耗器波长变换器

RXR点

图1.1

1.1.3操作步骤

1）如图接好测试装置。

2）SDH分析仪发2.5Gb/s检测信号,同时接收、监测误码。

3）调整可调光衰耗器,逐渐加大衰耗值,使SDH分析仪能尽量接近但又不小于规定的时间T（时间按BER及线路口速率换算）内无误码;或使SDH分析仪测到的误码率尽量接近但又不大于规定的BER。

4）断开R点,用光功率计读出接收光功率。

1.1.4备注

T=1/（BER×STM-N速率）,BER建议取10-12,若T太大,可用外推法.

1.2过载功率

1.2.1定义:

指达到规定的比特差错率（BER）,设备所接收到的最高平均光功率.

1.2.2测试配

SDH分析仪可调衰耗器波长变换器

RXR点

图1.2

1.2.3操作步骤

1）如图接好测试装置。

2）SDH分析仪发2.5Gb/s检测信号,同时接收、监测误码。

3）调整可调光衰耗器,逐渐减小衰耗值,使SDH分析仪能尽量接近但又不小于规定的时间T（时间按BER及线路口速率换算）内无误码;或使SDH分析仪测到的误率,尽量接近但又不大于规定的BER。

4）断开R点,用光功率计读出接收光功率。

1.2.4备注

1）T=1/（BER×STM-N速率）,BER建议取10-12,若T太大,可用外推法.

1.3光反射系数

1.3.1概念

光反射系数是在R参考点的反射光功率与入射光功率之比，即R=10lg（Pr/Pi）,单位dB,.其中Pr、Pi单位为mW。

1.3.2测试配置

基准方法是光连续反射仪测试法,见图1.3.

替代法是光时域反射仪（OTDR）测试法.

光连续波反射仪。

.。

波长变换器

测试光纤R点

图1.3

1.3.3测试步骤

1）按图接好测试装置。

2）调整光连续反射仪。

3）读出反射系数。

1.4波长转换器中心频率、频率偏差

1.4.1概念

WDM系统中每个通路的中心频率指相对于参考频率193.1THz（1552.52nm）的间隔为100GHz的倍数的一组频率，参见G.692。

1.4.2测试配置

SDH分析仪光衰耗器波长变换器光谱仪

图1.4

1.4.3测试步骤

1）由SDH分析仪发送2.5Gb/s测试信号。

2）将光谱仪或光波长计设置在被测波长范围，读出主纵模峰值处频率值即为中心频

率。

3）频率偏差=中心频率测量值—中心频率标称值。

1.5最大-20dB谱宽

1.5.1概念

波长变换器的最大-20dB谱宽指在激光器发射的信号的峰值功率跌落-20dB处的最大全宽。

1.5.2测试配置

SDH分析仪光衰耗器波长变换器光谱仪

图1.5

1.5.3测试步骤

1）SDH分析仪发送2.5Gb/s测试信号。

2）将光谱仪设置在被测波长范围，被测功率谱置于屏幕合适位置,找出相对于主纵模峰值功率跌落-20dB的两个边界λ1和λ2,读出-20dB谱宽δ-20=λ2—λ1。

1.6.最小边模抑制比

1.6.1概念

最小

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