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現(xiàn)代光通信測試技術(shù)發(fā)展
現(xiàn)代光通信測試技術(shù)發(fā)展
摘要 1966年理論上證明了“光導(dǎo)纖維長距離傳輸光波的可能性”、1970年拉制成功低損耗通信用光纖。
從此,光通信所面臨的兩大難題都解決了,也就迎來了光通信發(fā)展的高峰期。
90年代,光通信開始大規(guī)模應(yīng)用,在通信歷史上引起了劃時代的變化。
關(guān)鍵詞 衛(wèi)星通訊;災(zāi)難應(yīng)急體系;通訊應(yīng)用與需求
1 概述
作為一種電磁波,光通信所采用的測試技術(shù)在很大程度上都是帶來了生活的極大便利,光通信的光波是一種短波,其波長在微米量級,頻率為1014量級。
其頻率是常用的微波量級的一百多倍,通信容量相應(yīng)大致是微波通信的一百多倍。
實際上很久以前,很多研究者就嘗試用光信號傳送話音。
因為當時的條件無法研究出能夠使得光源的避免干擾的問題,所以光波在大氣中的傳播很慢,而且被氣候影響的因素也很大,所以長時間的情況下無法得到穩(wěn)定的通信方法,而且其質(zhì)量及其不穩(wěn)定,所以這就限制了當時的研究緊張。
由于光源的相干性很差,光波在大氣中傳播受氣候影響嚴重,很難獲得長距離的穩(wěn)定通信。
直到20世紀愛因斯坦、肖洛和唐斯的光受激輻射理論等理論的出現(xiàn),加上當時科技的高度發(fā)展,結(jié)合在一起,并且推出新的一代的理論,在此基礎(chǔ)上才實現(xiàn)了真正的光通信,在發(fā)展前期,光通信的發(fā)展還沒有進入高潮,到了上世紀90年代,才有了光通信的高度發(fā)展,也就有了真正餓通信史上跨時代的意義,引來了通信業(yè)的大發(fā)展時期。
到現(xiàn)在我國的通信事業(yè)大致發(fā)展了四十年,從上世紀八十年代開始,雖然起步較晚,但是因為發(fā)展的科研投入較多,所以我國的通信事業(yè)也得到了迅速的發(fā)展。
隨著以IP為代表的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的爆炸性增長,未來幾年我國仍將處于通信建設(shè)和發(fā)展的高峰期。
隨著通信測試領(lǐng)域技術(shù)的進步,通信網(wǎng)絡(luò),設(shè)備的技術(shù)進步和發(fā)展也越來越快,傳統(tǒng)意義上測試和計量的概念也發(fā)生了變化。
在模擬通信時代,可觀測量一般都有確定的量值,人們在研究新的測試方法時都需要去研究測量量值的準確度問題。
隨著數(shù)字通信和數(shù)據(jù)通信的發(fā)展,現(xiàn)代通信領(lǐng)域的測量主要是通信軟件的測試。
這包括通信協(xié)議的一致性測試。
所謂一致性測試就是檢驗協(xié)議的實現(xiàn)與相應(yīng)協(xié)議標準的符合程度,它只關(guān)心協(xié)議呈現(xiàn)的外部功能,它將測試以下內(nèi)容:
1)協(xié)議實現(xiàn)能力與實現(xiàn)者兩者陳述的一致性;
2)協(xié)議與既定標準的一致性;
3)協(xié)議實現(xiàn)的能力和行為。
這是一個只有對錯與否的全新的測試領(lǐng)域。
通信測試領(lǐng)域測試有兩個特點。
第一個特點是它同時產(chǎn)生了大量的各種類型的通信協(xié)議測試儀表。
第二個特點是它明顯提升了測試的智能化和自動化程度,同時它替代了傳統(tǒng)硬件,通過軟件的方式實現(xiàn)計算、記錄、存儲等功能,而在以前,這些需要人工進行。
另外,它也使原來通過硬件實現(xiàn)的一些顯示、控制等功能虛擬化、個性化,從而有效提高了測試的效率。
2 目前光通信領(lǐng)域的幾個測試熱點
當前光通信領(lǐng)域有些明顯的測試熱點值得我們關(guān)注,它們包括以下幾個測試:
1)光通信系統(tǒng)網(wǎng)管功能和信息模型的測試
網(wǎng)管系統(tǒng)的測試屬于軟件測試的范疇,它包括標準接口協(xié)議測試、信息模型測試、實現(xiàn)功能測試等。
伴隨網(wǎng)絡(luò)規(guī)模日益擴大,網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性日益增多,業(yè)務(wù)數(shù)量的飛速遞增,網(wǎng)絡(luò)成本也隨之增高,包括網(wǎng)絡(luò)的運行,管理和維護成本。
為了降低成本,我們必須實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理的簡單化,自動化,標準化。
這就意味著我們的網(wǎng)管系統(tǒng)需要標準化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),標準化的接口,從而使得各種設(shè)備能方便地和網(wǎng)管系統(tǒng)相連接。
網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能:配置管理、性能管理、安全管理、故障及維護管理、帳目管理等。
2)光纖的色散和PMD測試
伴隨著目前歷史意義上的系統(tǒng)擴容,目前光通信的速率也在不斷的上升,在很大意義上,都預(yù)示著講會有光纖色散和PMD的出現(xiàn),而這種問題的出現(xiàn),也必須要有相應(yīng)的技術(shù)來解決,所以現(xiàn)在就有了處理此系統(tǒng)的色散補償,此種色散補償在很大程度上彌補了光纖的色散系數(shù),使得系統(tǒng)能夠非常正常工作。
所以這些問題隨著技術(shù)的發(fā)展也正在不斷地發(fā)展和得到補償,也預(yù)示著光纖通信擁有非常廣闊的前景。
3)寬帶光接入網(wǎng)測試
為了方便用戶使用圖像、數(shù)據(jù)、語音等業(yè)務(wù),目前的重點是寬帶接入網(wǎng)建設(shè)。
寬帶接入包括光纖、無線、同軸電纜和xDSL這幾種方式,這些主要是基于分組交換方式的接入,其中以光纖接入為主。
光纖接入分為有源方式接入和無源方式接入兩種,即利用SDH或PDH為傳輸通道和無源光網(wǎng)絡(luò)方式,
4)光纖非線性測試
光纖的非線性問題隨著光纖放大器的廣泛應(yīng)用而逐漸顯現(xiàn)出來。
光纖的非線性主要指四波混頻效應(yīng)、自相位調(diào)制效應(yīng)、交叉相位調(diào)制效應(yīng)、受激喇曼效應(yīng)、受激布里淵效應(yīng)等。
其中一些效應(yīng)會使得系統(tǒng)的技術(shù)指標惡化,使得信號脈沖展寬、波型畸變、信號之間串擾。
通過合理的使用某些非線性效應(yīng),我們可以研制出新型的光器件。
3 目前我們應(yīng)當重視的幾個問題
3.1 系統(tǒng)的可靠性研究及測試
作為通信設(shè)備入網(wǎng)認證,需要給出的可靠性指標主要是平均無故障時間MTBF,這個指標是通過現(xiàn)成公式用元件或部件平均失效率計算出來的。
目前,通信產(chǎn)品可靠性研究和試驗還不為人所重視,我們必須加強這方面的理論研究以及實驗,從而找到更科學的方法來測算驗證產(chǎn)品的可靠性。
3.2 有關(guān)環(huán)境保護以及人體健康的測試
當前,歐美等西方國家已經(jīng)從政府角度更重視產(chǎn)品對環(huán)境和人身安全與健康的影響,這主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的電磁兼容(EMC)性能和安全性能。
產(chǎn)品電磁兼容性能的好壞不僅影響自身和網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài),同時也影響環(huán)境以及人身健康。
而我們對通信產(chǎn)品的測試主要還處于型號核準范疇,我們的通信產(chǎn)品電磁兼容性測試才剛起步。
目前,我國建立了一個具備當今國際先進水平的EMC測試實驗室,它由一個“10米法”的半電波暗室、一個“3米法”的全電波暗室和全套先進的測試設(shè)備組成。
測試頻段從9kHz~40GHz。
從2001年,信息產(chǎn)業(yè)部也開始對手機及無線通信設(shè)備、通信電源、無繩電話開始進行EMC入網(wǎng)檢測。
盡管如此,我國在通信產(chǎn)品EMC和安全性能檢測、EMC標準化、安全性能標準化方面仍然有許多工作要做。
參考文獻
[1]謝毅.現(xiàn)代光通信測試技術(shù)發(fā)展動態(tài)[D].2001年電子測量新技術(shù)報告會論文集,2001,3:78.
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