WDM器件隔离度测试，你想知道的，都在这里！

  01 背景

  波分技术很早就已经在干线传输大规模应用，目前随着5G建设的深入，前传网络越来越多的引入CWDM技术。其中CWDM 合波器（MUX）/分波器（DEMUX）器件是其中十分重要的组件，其光学性能将直接影响5G前传网络质量。

  02 标准

  2.1 ITU-T定义

  WDM 合波器（MUX）/分波器（DEMUX）器件的相关参数在ITU-T G.671标准中被严格定义、解释。ITU-T G.671全称为“Transmission characteristics of optical components and subsystems”，它涵盖了光网络中涉及到的各种光器件和子系统，包括OADM，合波器（MUX）/分波器（DEMUX），光滤波器，隔离器，光开关等等，详细规定了和传输性能相关的每类器件的整套参数，并对各项参数做出定义。

  如下图所示，ITU-T G.671对于WDM器件相邻通道隔离度、非相邻通道隔离度概念的图形解释。

图1：ITU-T G.671关于相邻通道隔离度的图解

图2：ITU-T G.671关于非相邻通道隔离度的图解

  从数学表述上，隔离度的定义如下：

  对于频率相邻的两个信号λw和λx，相邻隔离度ISOLwx = ILmin(λw) - ILmax(λx)

  式中ILmax(λx)是λx光信号在λx通道输出端口上的最大插入损耗， ILmin(λw)是λw光信号在λx通道输出端口上的最小插入损耗。

  2.2 国标GB/T 20440

  关于WDM器件的测试，国内主要参考标准是国标GB/T 20440-2006 《密集波分复用器/解复用器技术条件》。在该标准中，规范了隔离度测试方法。

图3：GB/T 20440 相邻通道隔离度/非相邻通道隔离度测试方框图

  如图所示，使用连续可调谐激光源进行测试，最后得到每个端口的谱损特性，从谱损曲线计算相邻/非相邻通道隔离度。该方法严格保持了和ITU-T隔离度参数定义一致。

图4：GB/T 20440 相邻通道隔离度/非相邻通道隔离度定义示意图

  03 测试方法

  3.1 可调谐激光器扫频系统

  如下图所示，可调谐激光器采用扫频方式工作，最终得到被测器件每个端口的连续插损谱，从工作方式上完全和国标一致。功率计阵列的每个端口并行采集数据，大大提高了测试效率。

图5：可调谐激光器扫频系统示意图

  扫频系统中，可调谐激光器的波长在一定范围内连续变动，触发系统会触发外部功率计阵列，测试速度很高。为提高波长精度，触发系统还可包含波长计装置。如果系统光路中集成偏振控制器，回损计，还可同时完成PDL，ORL测试。

  3.2 光谱分析仪

  无论ITU-T G.671还是GB/T 20440都是从合/分波器的连续插损谱入手，最终得到相邻/非相邻通道隔离度。所以从原理上，还有另外一种替代测试方法，宽带光源和光谱分析仪。该方法光源采用具有连续谱输出的宽带光源，光谱分析仪则进行功率谱测试，通过光源参考，也得到被测器件的插损谱。

图6：宽带光源和光谱分析仪测试示意图

  3.3 测试方法的选择

  下表从不同方面比较了前面两种测试方法的优劣。

  总的来说，对于合/分波器的测试，可调谐激光器扫频系统比较适合实验室，器件生产环节来使用。光谱分析仪的方式比较适合工程测试。

  3.4 常见的错误测试方法

  对于合/分波器的隔离度测试，常见的一种错误测试方法如下图。

  该方法将可调谐激光器简化为不连续的点光源，仅调谐到几个通道标称波长上，得到有限的几个波长下的插损值，通过几个插损值的比较计算隔离度。所以这种方法不是从连续的插损谱入手进行隔离度测试，不符合标准要求。

  另外，在越来越多的测试实践中，发现该简化的测试方法存在如下问题：

  1、仅计算标称波长点的相邻通道的插损差异，光源谱宽较小情况下，测试结果优于严格的隔离度定义。如下图所示，仅按红色点插损值计算隔离度。

图8：标称波长点的隔离度

  2、工程上，可调激光器更简单化为波分设备的OTU光源。首先测试方式仍然属于点光源，存在与第一个相同的定义问题，其次是该点光源不符合要求，光谱过宽。

  3、40G，100G波分系统OTU光谱大于通道宽度。工程验收测试中，该简化方法得到的隔离度结果给相关单位带来很大困扰。

  建议规范测试方法，严格按合/分波器的连续插损谱来测试隔离度，避免错误发生。

  04 测试方案

  EXFO 能够提供完整的合/分波器测试方案。

FTBx-5245光谱分析仪

  FTBx-5245光谱分析仪能够完全工程测试需求。

CTP10-无源器件测试平台

  CTP10模块化测试平台是一种多端口，高密度的WDM器件测试工具。结合T100S可调谐激光器，CTP10采用扫频方式获得器件IL/PDL/ORL谱特性，是实验室，制造业器件测试的理想之选。

T100S-HP - 高功率可调谐激光器

  本文来源于EXFO微信公众号，关于WDM器件隔离度测试，您有什么问题或者观点，欢迎前往公众号留言，届时有抽奖活动，抽取点赞数量前三位的精彩留言赠送精美礼品，欢迎与EXFO保持互动，期待您的关注！

  参考文献

  ITU-T G.671《Transmission characteristics of optical components and subsystems》02/2001

  ITU-T G.671 《Transmission characteristics of optical components and subsystems》06/2002

  ITU-T G.671 《Transmission characteristics of optical components and subsystems》08/2019

  YD/T 1159-2001 《光波分复用（WDM）系统测试方法》

  YD/T 1159-2016 《光波分复用（WDM）系统测试方法》

  GB/T 20440-2006 《密集波分复用器/解复用器技术条件》

  YD/T 2147-2010 Nx40G bit/s光波分复用（WDM）系统测试方法

  YD/T 2649-2013 Nx100G bit/s光波分复用（WDM）系统测试方法