CN115104018A - 用于光纤中的带宽测量的方法 - Google Patents

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CN115104018A CN202180013513.4A CN202180013513A CN115104018A CN 115104018 A CN115104018 A CN 115104018A CN 202180013513 A CN202180013513 A CN 202180013513A CN 115104018 A CN115104018 A CN 115104018A
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Abstract

本发明涉及对光网络中诸如光纤的光通道的表征。该方法包括通过测量发射器的发射器色散眼图闭合(TDEC，在不归零(NRZ)光学系统的情况下)或者发射器色散眼图闭合四相(TDECQ，在4‑电平脉冲幅度调制(PAM4)光学系统的情况下)来校准所述发射器。该经校准的发射器用于通过提供其压力眼图闭合(SEC)或压力眼图闭合四相(SECQ)的量度来表征被测的光通道。可通过从最大TDEC或TDECQ值减去SEC或SECQ值来计算光通道的损耗赤字。

Description

用于光纤中的带宽测量的方法
相关申请的交叉引用
本申请作为PCT国际专利申请于2021年2月12日提交，并且要求2020年2月14日提交的美国专利申请序列号62/976,831的权益，该专利申请的公开内容通过引用全部并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及光通信，并且更具体地涉及光纤和测量光纤的带宽的方法。
背景技术
光纤网络变得越来越普遍，部分原因是服务提供商希望向客户提供高带宽通信和数据传输能力。随着光网络变得越来越复杂，管理网络中的光学信号变得越来越重要。网络运营商想知道的主要参数之一是其网络的带宽，包括安装在网络中的每条光纤的带宽，因为这限制了可在给定距离内传输的信息量。许多因素可以影响网络的性能，例如可用的光功率、光损耗和由于色散造成的光纤带宽、色度色散以及在多模光纤通道的情况下的模式色散。网络的总体光损耗可能受到连接器和拼接部的数目和质量以及光纤链路的长度(由于光纤衰减)的影响。网络设计者考虑的其它因素包括发射器和接收器带宽的限制。
近期在IEEE 802.3第95.8.5条和第121.8.5条中对光纤网络的新标准进行了定义，它们规定了用于不归零(NRZ)系统的发射器色散眼图闭合(Transmitter andDispersion Eye Closure，简称TDEC)标准，以及用于4-电平脉冲幅度调制(PAM4)系统的发射器色散眼图闭合四相(Transmitter and Dispersion Eye Closure Quaternary，简称TDECQ)标准。这些规范纳入了对单模光纤系统中的色度色散以及多模光纤系统中的色度色散和模式色散两者的考虑。
需要为网络所有者提供根据这些新标准确定现有光纤网络的带宽以验证新安装光纤网络的带宽，使得它们可以最有效地操作的能力。
发明内容
本发明涉及表征光通道，诸如光纤。
本发明的一个实施例涉及一种表征光通道的方法，包括：通过测量4-电平脉冲幅度调制(PAM4)光发射器的随带宽变化的发射器色散眼图闭合四相(TDECQ)以产生测量的TDECQ曲线，来校准所述4-电平脉冲幅度调制(PAM4)光发射器。使用经校准的PAM4光发射器测量所述光通道的压力眼图闭合四相(Stressed Eye Closure Quaternary，简称SECQ)。将所述光通道的测量的SECQ与所述TDECQ曲线进行比较以确定所述光通道的带宽。
本发明的另一实施例涉及一种表征光通道的方法，包括：通过测量不归零(NRZ)光发射器的随带宽变化的发射器色散眼图闭合(TDEC)以产生测量的TDECQ曲线，来校准所述不归零(NRZ)光发射器。使用经校准的NRZ光发射器测量所述光通道的压力眼图闭合(Stressed Eye Closure，简称SEC)。将所述光通道的测量的SEC与所述TDEC曲线进行比较以确定所述光通道的带宽。
本发明的上面的发明内容不旨在描述本发明的每个图示的实施例或每种实施方式。接下来的附图和详细描述更具体地例证这些实施例。
附图说明
与附图结合考虑下面对本发明的各个实施例的详细描述可以更完全地理解本发明，其中：
图1示意性地示出了可以应用本发明的光网络的实施例；
图2示意性地示出了如IEEE 802.3以太网标准中所阐述的发射器色散眼图闭合(TDEC)测量的典型结果；
图3示意性地示出了如IEEE 802.3以太网标准中所阐述的发射器色散眼图闭合四相(TDECQ)测量的典型结果；
图4示意性地示出了根据本发明的实施例的光学系统，其可用于测量光发射器的发射器色散眼图闭合(TDEC)和发射器色散眼图闭合四相(TDECQ)；
图5示意性地示出了在最坏情况光纤长度和色散下工作的通信系统中随信号频率变化的损耗，示出了色度色散和模式色散以及接收器带宽的贡献；
图6示意性地示出了在利用比用于图5的最坏情况光纤长度和色散更好的光纤工作的通信系统中随信号频率变化的损耗，示出了色度色散和模式色散以及接收器带宽的贡献；
图7示意性地示出了如本发明中可以使用的随光纤带宽和功率预算变化的TDECQ曲线；
图8A示意性地示出了如本发明中可以使用的用于表征光发射器的系统的实施例；
图8B示意性地示出了使用经校准的光发射器测量光纤的带宽的实验设置；
图9A示意性地示出了具有经由连接在一起的两个光纤的网络联接的光收发器的光网络；
图9B-9D示意性地示出了根据本发明的实施例的使用经校准的发射器来表征两个光纤的网络的带宽的各个步骤；以及
图10示意性地呈现了根据本发明的实施例的示出了如何使用测量的TDECQ曲线从SECQ测量中查找光纤带宽的图。
虽然本发明易于有各种修改和替代形式，但是其具体细节已在附图中通过实例示出并将详细地描述。然而，应当理解，目的并不是将本发明局限于所描述的具体实施例。相反，本发明要覆盖落入如由所附权利要求书限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同和替代方式。
具体实施方式
本发明涉及可为光通信网络提供益处的系统、装置和方法。更具体地，本发明解决了与光纤通道中的带宽以及如何测量该带宽以便能够优化光学系统的性能有关的问题。
传统上，光网络是使用经规划的网络的特性设计的，所述特性包括例如光纤链路长度和要使用的连接器的数目的特性。通常，链路长度小于或等于网络运行所依据的标准支持的最大长度。在这种情况下，工程师设计网络的两个重要考虑因素包括IEEE链路模型和内部连接器损耗。
网络性能模型可以基于网络和其中包括的部件的许多特性。例如，所述模型可包括各种发射器参数，例如波长和光脉冲参数，例如10％-90％上升时间和脉冲间抖动；工作波长下的光纤特性，例如折射率、衰减和色散(在单模光纤的情况下是色度色散，在多模光纤的情况下是色度色散和模式色散)；和接收器特性，例如灵敏度、带宽、检测到的脉冲上升时间、眼开等。所述模型可包括基于诸如链路长度、色散等的参数的代价计算，以产生可用功率裕度的数字。工程师可能能够权衡各种网络参数。例如，对于产生特定信号的特定发射器，网络设计者可能能够用链路长度来权衡连接器的数目，从而允许网络包括更多数目的链接长度较短的连接器，反之亦然。
图1中示意性地示出了光通信系统100的示范性实施例。光通信系统100大体上具有发射器部分102、接收器部分104和光纤部分106。光纤部分106联接在发射器部分102与接收器部分104之间，以将光信号从发射器部分102传输到接收器部分104。
在本实施例中，光通信系统100具有波分复用(WDM)设计。在发射器部分102内以不同波长生成光学信号，并将其组合到光纤部分106中并传输到接收器部分104，其中以不同波长传播的信号在空间上分离且指向相应的检测器。所示实施例示出了波分复用(WDM)四个不同信号的光通信系统100，但应当认识到，光通信系统可以波分复用(WDM)例如两个、三个或多于四个的不同数目的信号。
发射器部分102具有多个发射器单元108、110、112、114，其产生不同波长的相应的光信号116、118、120、122。光通信系统100可以在任何有用的波长下运行，例如在范围800-950nm中，或在其它波长范围内，例如1250nm-1350nm、1500nm-1600nm或1600nm-1650nm。每个发射器单元108、110、112、114经由波分复用器/解复用器(“WDM mux/deux”)124联接到光纤系统106，所述波分复用器/解复用器将不同波长的光学信号116、118、120、122作为组合信号126引导到光纤系统106的光纤128中。
组合信号126沿着光纤系统106传播到接收器部分104，其中第二WDM mux/deux130将该组合信号分割成光学信号116、118、120、122，这些光学信号被引导到它们各自的接收器单元132、134、136、138。
在许多光通信系统中，光信号沿着光纤在两个方向上传播。图1中指示了这种可能性，其中，光信号用双头箭头标示。在这种情况下，发射器单元和接收器单元可以由收发器单元替代，该收发器单元生成并接收以不同波长在光纤128中传播的信号。在其它实施例中，在光纤系统106的每一端处可存在用于信号的单独发射器单元和接收器单元。
为了增加在光通信系统中传输的信号的比特率，信号调制近来已从基于在两个不同电平的光学信号的不归零(NRZ)调制改变为使用四个不同电平的光学信号的4-电平脉冲幅度调制(PAM4)调制。常规NRZ系统的信号质量指标包括发射器色散代价(TDP)以及发射器色散眼图闭合(TDEC)指标。随着PAM4的出现，需要用于测量信号质量的等效度量。
TDEC是假设最坏情况光纤(长度和色散)的等效发射器和通道的特征。然而，TDEC是有用的，因为它基于眼图来估计误码率(BER)，与BER的实际测量相比，所述眼图由相对快的测量产生：因为实际光学系统的BER通常非常低，例如约10-12，因此BER的测量可能需要很长的测量时间。此外，TDEC独立于接收器。低通滤波器可用于模拟参考接收器的带宽。
根据2018年制定的IEEE 802.3以太网标准建立了一个新的用于表征PAM4系统的度量标准，称为发射器色散眼图闭合四相(TDECQ)。TDECQ标准与NRZ的TDEC标准相当，其考虑了使用四电平而不是两电平，并且还认识到参考接收器模仿了其真正对应物的带宽和均衡能力。因此，正在开发TDECQ，以评估高速光学链路中使用的发射器的质量及其在接收器之间的互操作性。在Echeverri-Chacon等人所著的“发射器色散眼图闭合四相(TDECQ)及其对PAM4波形损伤的敏感性(Transmitter and Dispersion Eye Closure Quaternary(TDECQ)and Its Sensitivity to Impairments in PAM4 Waveforms)”，(2019)J.Lightwave Technology 37 852-860(“JLT文章”)中更详细地解释了TDECQ，所述文献以引用的方式并入本文。如本文将看到的，TDECQ也可以用于测量光纤链路的带宽。
图2示意性地示出了TDEC测量的结果，如IEEE 802.3以太网标准第95条中所示，其以引用的方式并入本文中。在这种情况下，TDEC测量不是如常规NRZ眼图闭合测量的情况一样是单眼图张开高度(single eye opening height)测量，而是使用在眼图单位间隔内在归一化时间0.4和0.6处测量的眼高，如在IEEE 802.3以太网标准第95.8.5条中论述的。光学调制幅度由“OMA”表示。该图还指示电平或平均光功率Pave.。
图3示意性地示出了TDECQ测量的结果，如IEEE 802.3以太网标准第121条中所示，其以引用的方式并入本文中。在这种情况下，TDECQ测量不是单眼图打开高度测量，而是检查在眼图单位时间间隔内在归一化时间0.45和0.55处的迹线之间的分离，如IEEE 802.3以太网标准第121.8.5条中论述的。该测量还依赖于三个不同的功率阈值。鉴于OMAouter的值是零电平与第三电平之间的光功率电平，如图中所示，第一功率阈值Pth1由平均光功率减去OMAouter的三分之一(Pth1＝Pave-OMAouter/3)给出。第二功率阈值Pth2仅仅是平均功率Pave，而第三功率阈值Pth3由平均功率加上OMAouter的三分之一(Pth3＝Pave+OMAouter/3)给出。这些阈值表示相邻位符号之间(即，对于灰度编码，00与01之间，01与11之间，以及11与10之间)的判定边界。
TDECQ用于提供发射器性能的系统级预测器，而不需要使用BER测试器。TDECQ测试估计在均衡之后，即在已通过“最坏情况光通道”有效传输并使用通用参考接收器测量之后的竖直眼图闭合。“最坏情况光通道”的定义、参考接收器的预期效应和均衡条件在特定应用的标准社区中是一致的。例如，IEEE 802.3cd以太网任务组已发布了IEEE Std 802.3cd-2018，其提供了使用100米以下的多模光纤(MMF)在850nm的短波长(SR)窗口中运行的链路的规范。此外，IEEE 802.3bs以太网任务组还发布了IEEE Std 802.3bs-2017，其具有使用长度从500m(200GBASE-DR4)直到10km(200GBASE-LR4)的单模光纤链路在1310nm低色散窗口中运行的数据中心(DR)和长(LR)链路的规范。TDEC也有类似的标准。
TDECQ测试基于信号的统计数据来估计误符号率(SER)，而不是计算产生SER值的决策误差。针对前馈均衡器(FFE)的每次迭代，计算噪声增加和SER估计，基于在单位时间间隔内在接近0.45和0.55的时间处获取的从PAM4眼图获取的两个竖直直方图搜索均衡偏差σeq，如图3中所示。这补偿了在真实接收器中移动决策时间的采样不准确和抖动。从窄的样本竖直窗口对直方图取平均值，以支持采样示波器的使用。
调整精确时间位置t以最小化TDECQ，同时使直方图保持间隔开0.1单位时间间隔。借助于与标准偏差是σeq的高斯分布的卷积来处理每个直方图以将信号迹线与噪声组合。结果是概率密度函数(PDF)，其表示四个符号级(Vi)的概率分布，其中i＝0、1、2、3。然后，可以通过对落在每个阈值的错误侧上的直方图尾部求和，从PDF中估计每只眼的SER。下面讨论的TDECQ机器使用累积PDF来估计SER。通过使用用于NRZ系统的TDEC，使用类似的方法来确定SER。
图4示意性地示出了可用于测量TDEC和TDECQ的系统400的实施例。例如呈RF信号形式的信号模式402输入到光发射器404，该光发射器将信号模式编码到光学信号上并将光学信号传输到光纤406中。在一些情况下，光纤406可以是短长度的光纤，例如约一米左右。在这种情况下，光纤406对系统造成的损耗或色散非常小，并且可以主要在光发射器404上进行测量。在其它情况下，光纤406可以明显更长，例如一百米或更多，几百米或甚至超过一千米。在光纤406足够长以通过衰减和色散而显著影响光学信号的情况下，测量系统也可以表征光纤406。光纤被分成两个分支406a、406b。第一分支406a指向光接收器408，可从其测量误码率(BER)。
第二分支406b指向TDECQ(或TDEC)接收器410，其包括参考接收器412和TDECQ(或TDEC)机器414。参考接收器412包括光-电转换器416，例如光电二极管，其检测来自第二光纤分支406b的光学信号，从而将该光学信号转换成电信号。电信号被引导到具有滤波器函数HRx的滤波器418，其模仿最坏情况光纤和接收器带宽。滤波器418可以是四阶贝塞尔-汤姆逊(BT4)滤波器。来自滤波器418的经滤波的信号被传递到组合器420，该组合器添加噪声信号，这在稍后描述。
来自组合器420的输出从参考接收器412引导到TDECQ(或TDEC)机器414，在该TDECQ(或TDEC)机器处，所述输出进入具有前馈均衡器(FFE)424(例如5-抽头FFE)和噪声搜索模块426的优化模块422。(FFE)424和噪声搜索模块426以使得优化模块422模仿接收器中的均衡器的方式一起工作。FFE 424产生均衡系数Ceq，并且噪声搜索模块426产生均衡偏差σeq。优化模块422产生输出428，σG(＝σeq/Ceq)，该输出作为添加的噪声信号馈送到组合器420中。因此，沿着第二分支406b传递的光学信号在滤波器418中被滤波，在组合器420中添加噪声，然后在优化模块422中对噪声进行电子均衡。
TDECQ(或TDEC)机器414的输出是TDECQ(或TDEC)信号，其由σideal/σG给出，其中σideal是来自理想发射器的噪声。因此，TDECQ(和TDEC)信号是如果使用理想发射器可以增加多少噪声的量度。因此，沿着PAM4光网络传递的信号的总功率预算PB(dB)是插入损耗(即，光纤衰减和连接器损耗)、TDECQ和任何额外插入损耗的总和。此类系统在以引用方式并入本文的JLT文章中更详细地描述。
类似的系统和方法可用于测量NRZ光网络中的TDEC。因此，沿着NRZ光网络传递的信号的总功率预算PB(dB)是插入损耗(即，光纤衰减和连接器损耗)、TDEC和任何额外插入损耗的总和。
面对为光网络生成设计的任务，网络设计者认识到某些参数超出他或她的控制，例如标准公布的TDEC/TDECQ值、发射器质量、接收器均衡器和接收器带宽。然而，其它参数在设计者的控制内，包括连接器损耗、光纤衰减和光纤色散(对于单模系统是色度色散，对于多模系统是模式色散和色度色散两者)。
光纤色散和接收器带宽确定光网络的总带宽。这可以参考图5和6理解，这些图示出了通过OM5多模光纤对光学400G SR4.2网络进行数字建模的结果。图5示出了使用“最坏情况”150m长度的OM5光纤的增益随与网络中的各种损耗对应的频率变化的曲线：曲线502对应于色度色散，曲线504对应于模式色散，曲线506对应于接收器带宽。通过将来自色度色散和模式色散的损耗与接收器带宽相加计算出的总损耗显示为曲线508。相比之下，根据TDECQ的最大损耗显示为曲线510。在这种情况下，总损耗曲线508紧密跟随TDECQ曲线510。
应当理解，可以通过使用NRZ系统的数字模型，使用“最坏情况”长度的光纤来产生类似曲线集。
相比之下，图6示出了使用比最坏情况短的光纤的增益随频率变化的对应曲线。曲线602对应于色度色散，曲线604对应于模式色散，曲线606对应于接收器带宽，前三个曲线的相加总损耗显示为曲线608，而根据TDECQ的最大损耗显示为曲线610。在这种情况下，光纤长度小于“最坏情况”，并且假定为100m。总损耗曲线608明显高于TDECQ曲线610。总损耗608与TDECQ 610之间的这种差异意味着光学系统可以增加带宽，同时仍然保持与TDECQ的兼容性。
应当理解，可以使用NRZ系统的数字模型生成类似的曲线集，其中光纤长度小于“最坏情况”。
图7示出了，如果不使用最坏情况光纤，则TDECQ与带宽之间的关系可以产生额外的插入损耗裕度。该图形示意性地示出了随光纤带宽(以GHz为单位)变化的功率预算(以dB为单位)。最大可用功率预算由上水平虚线702示出。一旦标准插入损耗从可用功率移除，可用最大TDECQ就由下水平虚线704示出。可用功率线702和最大TDECQ线704的值对于光纤带宽是恒定的，即它们与光纤带宽无关，至少与一阶光纤带宽无关。
测量的TDECQ曲线706表示随光纤带宽变化的TDECQ的值，该值可以凭经验获得。在低光纤带宽下，TDECQ较高，在较高光纤带宽下，TDECQ较低。在最低可用光纤带宽的点，考虑到由标准设定的最长光纤长度和最大光纤色散，TDECQ加上插入损耗等于最大功率预算。换句话说，最坏情况光纤带宽由竖直虚线708示出。这对应于TDECQ加上标准插入损耗等于TEDCQ的点710。
例如使用较短光纤或较低色散在较高带宽下操作允许网络设计者选择在竖直虚线708的右侧操作TDECQ。TDECQ曲线706与最大TDECQ 704之间的间隙712对应于设计者可引入到光网络的额外插入损耗(IL)。例如，通过使用色散减少的光纤，可以使用比标准允许的更长的光纤长度，该标准假定在最大色散时的最大光纤长度。此外，选择比标准基于的光纤更短的光纤意味着可以使用色散更高的光纤。此外，较短光纤长度和/或减少的色散的组合可以产生间隙712，其提供额外插入损耗预算，该额外插入损耗预算可用于例如额外光学装置，例如波长复用/解复用(WDM)、添加/撤销(add/drop)滤波器、用于性能监测的分路器和抽头，以及用以最大化链路设计灵活性的额外光纤连接器等等。
应了解，TDEC的曲线可以类似地在一系列带宽范围内通过实验获得，并且在增加的带宽下，TEDC减小，这对应于设计者可引入到光网络的额外插入损耗(IL)。
如上文所论述的，可基于TDECQ(或TDEC)的考虑进行光纤的带宽测量，包括安装的光网络中的光纤。首先，执行此类测量需要对将要使用的发射器进行表征。图8A示意性地示出了可以如何表征发射器。测试发射器801包括两个部分。第一部分是误码率测试器(BERT)802，其产生要光学传输的电信号，该电信号有时被称为模式。可商购获得BERT作为用于通信系统(包括光学通信系统)的测试设备，并且BERT例如可从加利福尼亚州圣罗莎的Keysight Technologies获得，并且速度可为10、40、100或400Gb/s。
BERT 802将该模式馈送到光收发器804，例如可从加利福尼亚州圣克拉拉的Innolight Technology USA公司获得的Innolight T-OS8FNS-H00 400G-SR8收发器。收发器804将对应的光学信号从其发射器单元804a传输到主光纤806中，所述主光纤的带宽先前已经确定。光纤带宽取决于模式色散(在多模光纤的情况下)，且色度色散确定光纤带宽，且与光纤长度成反比例。主光纤可以是足够长以影响信号的任何长度。来自光纤806的输出通过可变衰减器808，然后经由返回光纤810返回到收发器804的接收器单元804b。与主光纤806相比，返回光纤810优选地较短，使得在收发器804处接收到的光学信号的特性基本上是通过主光纤806而不是通过返回光纤810传播的结果。可以使用单独的发射器和接收器代替收发器804。当测试多模光纤时，优选的是收发器或发射器产生具有符合IEC 61280-1-4的环型通量的输出，使得多模光纤的传输模式以可重复的方式被激发。
由于主光纤806的带宽是已知的，因此可以计算对应的TDECQ。可变衰减器808的插入损耗可以变化以测量工作位置的“额外IL”。因此，可以测量高于前向纠错(FEC)限值的裕度，这提供了对测试发射器801的校准。
一旦发射器801已被校准，其就可用于例如使用图8B中所示的实验设置850测量另一光纤的带宽。包括BERT 802和收发器804的测试发射器801在测试时附接到光纤852的第一端。分析器单元854联接在光纤852的另一端处。分析器单元854包括光-电转换器856，例如光电二极管，其联接到包括示波器的分析器模块858。对于涉及100G或400G信号的应用，可以使用诸如Keysight 86105D的光电二极管，并且可以使用诸如Keysight 86100d的示波器，两者均可从加利福尼亚州圣罗莎的Keysight Technologies获得。分析器模块858设置有不同的滤波器带宽设置，其允许测量TDECQ。已知发射器801的特性，由分析器模块858提供的衰减变化允许测量TDECQ，可以由此使用光纤带宽与TDECQ之间的已知关系获得光纤带宽。这种光纤带宽测量可以在实验室环境中执行，以在光纤安装在现场之前对光纤进行表征。然而，重要的是，也可以简单地通过将经校准的发射器801联接在光纤852的一端并将分析器单元854联接在另一端来对已经安装在光网络中的光纤执行光纤带宽测量。
此方法还可用于执行对包括多个光纤、连接器等的网络的逐步表征。对于此表征，测量压力眼图闭合四相(SECQ)。TDECQ用于表征发射器的带宽，其中滤波器函数HRx代表最坏情况光纤和接收器带宽两者。通常，TDECQ测量值(通常表示为以dB为单位的光功率(dBo)的值)仅涉及约1m左右的较小长度的光纤，这不限制测量值。另一方面，在SECQ测量中，滤波器HRx仅代表接收器带宽，而不是光纤。SECQ测量值也以dBo表示。因此，由于发射器801已经被校准，所以可以通过比较测量的SECQ曲线和测量的TDECQ曲线(图7中所示)来确定被测量的光纤的带宽。如果SECQ测量值与最大TDEDQ相同，则光纤特性与假定的最坏情况光纤相同。然而，通常，测量的SECQ值小于最大TDECQ值，特别是当被测光纤的累积色散(长度×色散)小于最坏情况光纤的累积色散时。因此，最大TDECQ和测量的SECQ测量值之间的差(在本文中被称为损耗赤字(LD))是由于最坏情况光纤和被测光纤的累积色散的差造成的。换句话说，LD(dBo)＝max.TDECQ(dBo)–SECQ(dBo)。可以使用上文参考图7论述的测量的TDECQ曲线来获得光纤的带宽。如图10所示，该图示出了随带宽变化的测量的TDECQ曲线1002，通过比较SECQ的测量值来获得被测量的光纤的带宽，以虚线1004示出。以虚线1006示出的光纤带宽是对应于TDECQ曲线1002上的SECQ的测量值的带宽的值。
网络设计者可以使用损耗赤字来向仍然符合IEEE标准的光网络添加额外连接器或其它元件，或在光纤网络的链路损耗计算中用连接器损耗换取光纤色散。
此方法还可用于执行NRZ网络的逐步表征。对于此表征，测量压力眼图闭合(SEC)。TDEC用于表征发射器的带宽，其中滤波器函数HRx代表最坏情况光纤和接收器带宽两者。通常，TDEC测量值(表示为以dB为单位的光功率(dBo)的值)仅涉及约1m左右的较小长度的光纤，这不限制测量值。另一方面，在SEC测量中，滤波器HRx仅代表接收器带宽，而不是光纤。SEC测量值也以dBo表示。因此，由于发射器801已经被校准，所以可以根据SEC测量值与TDEC测量值之间的差来确定被测量的光纤的带宽。如果测量的SEC和最大TDEC相同，则光纤特性与假定的最坏情况光纤相同。然而，通常，SEC值小于最大TDEC值，尤其是在被测光纤的累积色散(长度×色散)小于最坏情况光纤的累积色散时。因此，最大TDEC与测量的SEC测量值之间的差，(也称为损耗赤字(LD))是由于最坏情况光纤与被测光纤的累积色散的差造成的。换句话说，LD(dBo)＝max.TDEC(dBo)–SEC(dBo)。可以使用测量的TDEC曲线获得光纤的带宽，与上文关于图7的TDECQ曲线所论述的一样。可以使用以与上文参考图10针对PAM4系统所论述的方式类似的方式测量的TDEC曲线从测量的SEC查找被测量的光纤的带宽。
例如，图9A中所示的示例性光网络900包括联接到第一光纤904的第一收发器902。第一光纤904经由连接器908连接到第二光纤906。第二光纤906还连接到第二收发器910。在图9B中示意性地示出的第一步中，可使用刚刚描述的方法，通过断开第一收发器902和连接器908的连接并且在第一光纤904的第一端处附接经校准的发射器801且在另一端处附接分析器单元854，来获得第一光纤904的带宽。未被测试的网络900的部件以虚线示出。
在任选的第二步骤中，将第一光纤904和第二光纤906重新连接到第一光纤，并且将分析器单元854放置在第二光纤906之后，如图9C中所示。所得SECQ测量值不仅提供了关于其带宽在先前步骤中表征的第一光纤904的信息，而且还提供了关于连接器908和第二光纤906的信息。由于第一光纤904在图9B中所示的步骤中表征，其表征可从光纤/连接器/光纤组合904/908/906的表征中减去，以得到连接器908和第二光纤906的表征。
在另一种方法中，发射器801和分析器单元854可用于在单独的测量中测量网络中的不同长度的光纤的带宽。例如，在网络900具有连接的两个光纤的情况下，可以使用图9B中所示的方法测量第一光纤904的带宽，并且通过将发射器801和分析器单元854连接到第二光纤906的任一端来测量第二光纤906的带宽。
因此，使用上述技术，可以确定已经安装在光纤网络中的光纤或光纤组合的带宽以用于表征网络。
应了解，通过使用TDEC校准发射器并使用该经校准的发射器测量光纤来生成SEC测量值，可使用类似方法来确定NRZ光网络中使用的光纤的特性。在这种情况下，损耗赤字LD由TDEC测量值与SEC测量值之间的差给出。
本发明所针对的领域的技术人员查看本说明书后将容易明白对本发明可以适用的各种修改、等同过程以及各种结构。权利要求书旨在覆盖这些修改和装置。
如上文提到的，本发明适用于光通信和数据传输系统，包括有源光开关系统。因此，本发明不应被认为局限到上面描述的具体实例，而是应当理解为覆盖如所附权利要求书中合理列出的本发明的所有方面。

Claims (12)

1.一种表征光通道的方法，包括：
通过测量4-电平脉冲幅度调制(PAM4)光发射器的随光纤带宽变化的发射器色散眼图闭合四相(TDECQ)以产生测量的TDECQ曲线，来校准所述4-电平脉冲幅度调制(PAM4)光发射器；
使用经校准的PAM4光发射器测量所述光通道的压力眼图闭合四相(SECQ)；
将所述光通道的测量的SECQ与测量的TDECQ曲线进行比较以确定所述光通道的带宽。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述光通道是单个光纤。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述光通道包括经由连接器或拼接部连接到第二长度的光纤的至少第一长度的光纤。
4.根据权利要求1所述的方法，其中测量所述PAM4光发射器的TDECQ包括将信号从所述PAM4光发射器通过已知色散的第一光纤和第一可变衰减器传递到接收器。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述PAM4光发射器是光收发器的发射器单元，并且所述接收器是所述光收发器的接收器单元。
6.一种表征光通道的方法，包括：
通过测量不归零(NRZ)光发射器的随光纤带宽变化的发射器色散眼图闭合(TDEC)以产生测量的TDEC曲线，来校准所述不归零(NRZ)光发射器；
使用经校准的NRZ光发射器测量所述光通道的压力眼图闭合(SEC)；
将所述光通道的测量的SEC与测量的TDEC曲线进行比较以确定所述光通道的带宽。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述光通道是单个光纤。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述光通道包括经由连接器连接到第二长度的光纤的至少第一长度的光纤。
9.根据权利要求6所述的方法，其中测量所述NRZ光发射器的TDEC包括将信号从所述NRZ光发射器通过已知色散的第一光纤和第一可变衰减器传递到接收器。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述NRZ光发射器是光收发器的发射器单元，并且所述接收器是所述光收发器的接收器单元。
11.根据权利要求4所述的方法，其中所述第一光纤是多模光纤，并且校准所述PAM4光发射器包括从所述PAM4光发射器生成符合IEC 61280-1-4的输出。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一光纤是多模光纤，并且校准所述NRZ光发射器包括从所述NRZ光发射器生成符合IEC 61280-1-4的输出。
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