一、引言

光波也是一種電磁波，其波長在微米量級，頻率為1014量級。其頻率比常用的微波高104-105量級，因此理論上的通信容量也是微波通信的104-105倍。實際上，在19世紀末就有人嘗試用光信號傳送話音，但是，由于當時的光源相干性很差；光波在大氣中傳播受氣候影響嚴重，很難獲得長距離的穩定通信，這是光通信領域的兩大難題。真正實現光通信得益于20世紀愛因斯坦、肖洛和唐斯的“光受激輻射理論”、1960年梅曼發明第一臺激光器、1966年理論上證明了“光導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展的高峰期。1980年代，光通信開始大規模應用，在通信歷史上引起了劃時代的變化。

光纖具有低損耗（0.2-0.3dB/公里）、通信容量大（50THz/每芯光纖）、抗干擾能力強、保密性好以及原材料豐富的特點。這些特點使大容量、長距離跨洋通信成為現實。目前超長距離系統的最好水平是Corvis公司在芝加哥到西雅圖3200公里160×2.5Gb/s的實驗系統、Alcate公司4000公里40×lOGb/s的實驗系統等。單芯光纖的最高通信容量的實驗室水平已達7.04Tb/s（176×40Gb/s、5Okm）（Siemens）。上述這些系統都是采用密集波分復用（DWDM）和光纖放大器（EDFA）技術的成果。沒有1990年發明的摻餌光纖放大器，就沒有今天的DWDM系統，也就不可能充分利用光纖巨大的通信帶寬。僅靠時分復用技術（TDM）提高通信容量受限于電子器件的瓶頸效應，很難使單芯光纖的通信容量提高到10Gb/s以上。

改革開放以后，我國的通信事業得到了突飛猛進的發展。我國的通信網規模已躍升為世界第二位，照目前的發展速度，在未來2-3年內我國的通信網絡規模就可能超過美國，成為世界第一大網。改革開放初期的1979年，全國的電話裝機容量才203萬部，到2000年9月20日我國的電話實裝機總量已達2億，其固定電話1.35億部，移動電話6500萬。隨著以IP為代表的數據業務的爆炸性增長，未來幾年我國仍然是通信建設和發展的高峰期，預計未來5年IP用戶的年增長率將達54%，接近摩爾定律，省際干線光纜網絡建設增長幅度達200%，遠高于摩爾定律。技術的發展也促進了行業的融合，目前的通信運營業、通信制造業、有線電視運營業、計算機軟硬件制造業、計算機網絡運營業和各種媒體制造業最終將形成一個全新的行業——信息工業。

通信網絡和設備的技術進步和發展離不開通信測試領域的技術進步，它也使傳統意義上測試和計量的概念發生了變化。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。隨著數字通信和數據通信的發展，現代通信領域的測量越來越多地是通信軟件范疇的測試，這是一個全新的測試領域，它已經不存在什么準確度的問題，僅僅是一個對錯與否的問題。通信協議的一致性測試就屬于這個范圍。同時應運而生了大量的、各種各樣的通信協議測試儀表，這是目前通信測試領域測試的第一個顯著特點。第二個顯著特點是得益于計算機技術特別是微機技術的迅速發展，它大大提高測試的智能化和自動化程度，同時它使許多原本需要硬件實現的測試功能可以用軟件形式替代，一些原本需要人工進行的計算、記錄、存儲等功能用軟件的方式實現。另外，也使一些原來硬件實現的顯示、控制等功能虛擬化、個性化，大大提高了測試的效率。這個特點類似于“軟件無線電”的思想，即盡可能地利用計算機和軟件實現其內部和外部功能。

通信領域的軟件測試大多是通信協議的一致性擁試，它是基于有限狀態機理論。所謂一致性測試就是檢驗協議的實現與相應協議標準的符合程度，它只關心協議呈現的外部功能。通常的做法是，根據通信協議規范，利用抽象測試集的生成方法產生一組測試用，按照實際需要確定測試策略，在一定的測試環境中對待測實現（Implementation Under Test）實施測試，它將測試以下內容：

?協議實現的能力和行為，

?協議與標準的一致性，

?協議實現能力與實現者陳述的一致性。

目前，通信協議測試儀表的種類繁多，例如、7號信令測試儀、IP協議測試儀、V5接口協議測試儀等等。它們是通信產品質量檢驗、通信工程建設、通信網絡運行維護和保證各種各樣通信業務正常工作必不可少的工具。

技術的進步正像人類社會發展一樣也是鏍旋型的，光通信發展到今天，特別是DWDM技術的出現，似乎又使通信回到模擬通信時代。光通信領域和數字通信、數據通信領域略有不同，它依然還存在許多模擬參數需要準確測量，這是光通信測試領域的一個顯著特點。

二、光通信領域測試概述

光通信領域分為如下5個部分：

?光纖光纜性能測試

?光器件測試

?光通信設備測試

?光通信系統測試

光纖光纜是光信號傳輸的媒質，它是光通信的基礎。在這個領域國際電聯（ITU）制定了一系列標準，它們有G.650、G.651、G.652、G.653、G.655等。除G.650是有關測試方法以外，其它標準都是按光纖種類分類的產品標準。在這些標準中規范了該種光纖及由其組成光纜的具體性能指標。光纖的特性參數分幾何特性參數（纖芯直徑、包層直徑、纖芯不圓度、包層不圓度、同心度誤差等）、光學特性參數（折射率分布、最大數值孔徑、模場直徑、截止波長等）、傳輸特性（衰減、帶寬、群速度色散、偏振模色散等）。除此之外，對于高速、多信道、長距離光通信系統，規范中未給出的光纖非線性也是光通信需要考慮的重要指標。此外，光纜分為機械性能測試、環境性能測試、工程測試等。光纖和光纜的測試儀表大多建立在光學和電子學原理之上，因此系統復雜，設備昂貴。

光器件的種類繁多，它大體分為有源器件和無源器件兩類。有源器件主要有光源（激光器、LED等）、光接收器件、光纖放大器等。元源器件有光連接器、光藕合器、光合波器、光分被器等。所依據的標準有G.957、G.661、G.663、G.691、G.692等。

光通信實際上是給各種通信業務提供了一個大容量的傳送平臺，同時在這個平臺上利用DWDM、SDH、路由器等技術可以組建四通八達的通信基礎網絡，而構成這個網絡中的各個網元就是光通信設備。由于網絡設備的多樣性和復雜性，其標準也是大量的。光通信設備測試分為如下三類：

?光接口參數測試（工作波長、平均發送功率、通信間隔、光譜特性、消光比、接收靈敏度、光發送信號眼圖等）；

?電接口參數測試（比特率及容差、接口標準碼型、信號功率電平、接口過壓保護、抖動和漂移特性等）；

設備實現功能的測試：它是按照標準和生產廠家陳述的功能進行測試，它包括單元功能和復合功能。例如，OAM&P（操作、管理、維護和指配）功能、保護功能等。

光通信系統的測試是指系統網元已按設計要求在實際網絡或模擬實驗網連接構成系統的測試，它包括設備之間互連互通的測試、設備與網絡之間的互通測試、網管功能實現的測試、業務互通測試等。系統在實際或模擬網絡進行試驗時不可避免地會存在傳輸損傷，這些傳輸損傷是否影響整個系統的正常工作是衡量系統質量的依據，此時系統的誤碼性能、抖動性能、漂移性能（SDH特有）是測試系統質量的重要指標，其中誤碼率尤其重要，也是最常用的測試指標。

三、當前光通信領域的幾個測試熱點

1.光纖的色散和PMD測試

光通信系統在工作于622Mb/s速率以下時一般不需要考慮色散問題。但是隨著系統的擴容，速率越來越高，光纖色散和PMD的問題就突顯出來。2.5Gb/s以上系統為了進行色散補償，必須準確地知道光纖的色散系數，否則系統將無法正常工作，長途及跨洋通信統尤為重要。

責任編輯：lq6