【YD通讯标准】 通信用组播式光开关

ICS33.180.20
中华人民共和国通信行业标准
YD/T3023-2016
通信用组播式光开关
Multicastswitchincommunicationsystem2016-01-15发布
2016-04-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前言·
1范围·
2规范性引用文件
3缩略语、术语和定义·
4技术要求·
4.1分类
4.2功能要求…·
4.3极限工作条件
4.4推荐工作条件
4.5性能指标·
4.6环保符合性.
5测试方法
5.1测试环境要求
5.2测试仪器要求.
5.3测试方法·
6可靠性试验
6.1可靠性试验环境要求·
6.2可靠性试验要求
6.3失效判据·
7检验规则
7.1检验分类…
7.2出厂检验
7.3型式检验
8标志、包装、运输和储存·
8.1标志
8.2包装
8.3运输
8.4储存
YD/T3023-2016
YD/T3023-2016
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准的技术内容参考了YD/T2003-2009《可重构的光分插复用（ROADM）设备技术要求》的部分内容。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国通信标准化协会提出并归口。本标准起草单位：武汉烽火科技集团有限公司、中国信息通信研究院、中兴通讯股份有限公司、深圳新飞通光电子技术有限公司。本标准主要起草人：张玉安、江毅、孙莉萍、袁志林、龚雪、赵文玉、武成宾、陈悦。I
HiiKAoiKAca
1范围
通信用组播式光开关
YD/T3023-2016
本标准规定了组播式光开关（multicastswitch，以下简称MCS）的术语和定义、分类、技术要求，测试方法、可靠性试验、检验规则及标志、包装、运输和储存。本标准适用于光通信系统用的MCS器件。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T20440-2006密集波分复用器/解复用器技术条件GB/T2421.1-2008电工电子产品环境试验第1部分：总则GB/T26125-2011电子电气产品六种限用物质（铅、汞、、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚）的测定
GB/T26572-2011电子信息产品中有毒有害物质的限量要求GB/T2828.1-2012计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划GB/T28511.1-2012平面光波导集成光路器件第1部分：基于平面光波导（PLC）的光功率分路器YD/T1689-2007机械式光开关技术要求和测试方法SJ/T11364-2006电子信息产品污染控制标识要求ANSIESDSTM5.1-2007静电放电敏感度试验-人体放电模型（HBM）组成等级（ForElectrostaticDischarge SensitivityTesting-Human BodyModel (HBM)Component Level)TelcordiaGR-468-CORE：2004用于电信设备的光电器件通用可靠性保证要求（Genericreliabilityassurance requirements for optoelectronic devices used in telecommunications equipment)Telcordia GR-1209-CORE：2010无源光器件总要求（Generic Requirements for Passive OpticalComponents)
TelcordiaGR-1221-CORE：2010无源光器件可靠性保证要求（GenericReliabilityAssuranceRequirements for Passive Optical Components)3缩略语、术语和定义
3.1缩略语
下列缩略语适用于本文件。
AmplifiedSpontaneousEmissionElectrostatic Discharge
Human Body Model
Insertion Loss
放大自发辐射光源
静电放电
人体模型
插入损耗
HiiKAoNniKAca
YD/T3023-2016
Insertion Loss Uniformity
Multicast Switch
Multi ChannelOpticalPowerMeterPolarization Dependent Loss
Polarization Mode DispersionReturnLoss
Reconfigurable Optical Add-Drop MultiplexerRestriction of Hazardous SubstancesWavelength Dependent Loss
3.2术语和定义
插入损耗一致性
组播式光开关
多通道光功率计
偏振相关损耗
偏振模色散
回波损耗
可重构光分插复用器
关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令
波长相关损耗
YD/T1689-2007、GB/T28511.1-2012界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.2.1
组播式光开关
MulticastSwitch
从任意下行端口输入，可以从任意多个上行端口输出，实现点到多点光通路的光开关。MXN端口的MCS器件功能如图1所示。
光分路器
光开关
光分路器
光开关
光分路器
光开关
图1MCS器件（光路）功能示意
端口数目NumberofPorts
光分路器
光开关
MCS所有上行和下行端口数目之和。比如，上行端口数目为M，下行端口数目为N，则端口数目为M+N。
工作波长范围OperationWavelengthRange满足MCS器件光学性能指标要求的光波长范围，单位为nm。3.2.4
插入损耗InsertionLoss
HiiKAoiKAca
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两个连通端口之间输出光功率与输入光功率之比，以dB为单位。插入损耗与输入光波长相关，由公式（1）表示
IL（=-10log[P)/P
式中：
ILi-jA）——输入光中心波长为^时第i个端口至第j个端口的插入损耗,单位为dB：P，（A）一输入端口输入的中心波长为A的光功率，单位为mW：P（1）一输出端口输出的中心波长为A的光功率，单位为mW。(1)
MCS两个连通端口之间的插入损耗是指在工作波长范围内插入损耗的最大值，由公式（2）表示：ILij=max[ILi（A]
MCS的插入损耗（IL）是所有可连通端口插入损耗（IL）的最大值。3.2.5
阻断损耗BlockStatelnsertionLoss(2)
MCS器件两个连通端口工作在阻断状态下，从输入端口泄露至输出端口的光功率与输入端口光功率之比，是反映MCS器件隔断光信号能力的指标，以dB为单位。阻断损耗与输入光波长相关，由公式（3）表示：
ILijof（=—10log[Pf（)/P（]
式中：
IL·of（A）——输入光中心波长为A时第个端口泄露至第个端口的阻断损耗，单位为dB；P（A）一输入端口输入的中心波长为A的光功率，单位为mW；Pj.（Λ）一输出端口j泄露的中心波长为A的光功率，单位为mW。(3)
MCS两个阻断端口之间的阻断损耗是指在工作波长范围内阻断损耗的最小值，由公式（4）表示：ILij of=min[ILijofr（A)]
MCS的阻断损耗（ILof）是所有端口阻断损耗（ILijiof）的最小值。3.2.6
插入损耗一致性InsertionLossUniformity所有连通端口之间插入损耗最大值与最小值的差，单位为dB。3.2.7
端口隔离度PortIsolation
MCS器件在工作波长范围内输入的光信号在所有指定输出端口与所有非指定输出端口之间所测量的光功率之比最大值，单位为dB。3.2.8
波长相关损耗WavelengthDependentLossMCS器件在工作波长范围内，任意连通端口的插入损耗的最大值与最小值的差值，单位为dB，由公式（5）表示：
WDLiy=max[ILij（Am)]-min[1Lij（A,)]式中：
WDLi厂—第i个端口输入第j个端口输出的波长相关损耗,单位为dB：(5)
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IL（^）一一在输入光中心波长为^，时第个端口输入第i个端口输出的插入损耗，单位为dB；ILi（^，）一一在输入光中心波长为^,时第i个端口输入第j个端口输出的插入损耗,单位为dB。MCS的波长相关损耗（WDL）是MCS所有可连通端口波长相关损耗（WDL-）的最大值。3.2.9
偏振相关损耗PolarizationDependentLossMCS器件在工作波长范围内，由于输入信号偏振态的变化导致插入损耗的最大变化值，单位为dB，由公式（6）表示：
PDLij=max[ILmax（A）-ILmin（A）]式中：
PDLi厂一第i个端口输入，第j个端口输出的偏振相关损耗，单位为dB：(6)
ⅡLm（）一一由于偏振态的改变在输入光中心波长为^时第个端口输入第个端口输出的插入损耗最大值，单位为dB：
ILm（1）一一由于偏振态的改变在输入光中心波长为A时第个端口输入第个端口输出的插入损耗最小值，单位为dB。
MCS的偏振相关损耗（PDL）通常取所有可连通端口偏振相关损耗（PDL-）的最大值。3.2.10
偏振模色散PolarizationModeDispersion一定工作波长的光信号依次以所有的偏振态（如线偏振，圆偏振，箱圆偏振）输入的过程中，光信号经过光器件后在两个互相垂直的偏振模式上产生的最大群时延。3.2.11
端口切换时间PortSwitchTime
MCS器件从接收到切换指令到完成指定的光通路切换所需要时间的最大值，单位为ms。4技术要求
4.1分类
组播式光开关可按以下方式进行分类按总体端口数划分：M个下行端口和N个上行端口，总体端口数为M+N按M和N的具体数目划分：M个下行端口和N个上行端口，具体数目为MXN；一按提供光功率检测划分：不带光功率检测、带光功率检测；—按工作波段范围划分：C波段（1527nm~1568nm）、L波段（1569nm~1610nm）。4.2功能要求
组播式光开关，在工作波长范围内应具有以下功能：一具有M个下行端口和N个上行端口：一一从1~M端口中任意一个输入的光信号，可以从1~N端口中任意一个或多个同时输出，而且端口切换过程不可对非目标端口产生光功率干扰：一端口与波长无关；
一支持阻断功能：
各端口支持光功率检测功能（可选）。4
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4.3极限工作条件
MCS的极限工作条件见表1。
参数名称
ESD阀值
工作温度
存储温度
相对湿度
最大输入光功率
尾纤弯曲半径
4.4推荐工作条件
MCS的推荐工作条件见表2。
参数名称
工作电压
工作温度
相对湿度
4.5性能指标
MCS器件的性能指标见表3。
参数名称
下行端口
上行端口
工作波长范围
插入损耗
阻断损耗
插入损耗一致性
波长相关损耗
偏振相关损耗
端口隔离度
偏振模色散
回波损耗
端口切换时间
表1极限工作条件
最小值
2推荐工作条件
最小值
3MCS器件性能指标
测试条件
C或L波段
C或L波段中50GHz带宽内
任意端口间
任意端口
切换频率不大于10Hz
最小值
最大值
最大值
最大值
通信波长
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4+10×ig（N）
0.3+0.3Xlog2（N)
HrKAoNniKAca
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4.6环保符合性
MCS器件的组成单元分类应符合GB/T26572-2011中表1的规定；有毒有害物质的限量要求按GB/T26125-2011规定检测，应符合GB/T26572-2011中表2的要求。5测试方法
5.1测试环境要求
测试环境要求应满足GB/T2421.1-2008中5.3的要求。5.2测试仪器要求
测试所用的仪器仪表应在有效校准期内，如无特殊说明，其精度应高于所测参数精度的至少一个数量级。
5.3测试方法
5.3.1插入损耗、阻断损耗、插入损耗一致性、波长相关损耗与偏振相关损耗的测试5.3.1.1测试原理框图
测试原理框图如图2所示。
温度试验箱
可调谐激光器
偏摄控制仪
控制平台
多通道光功
(MOPM)
NCN-37
数据分析处理平台
图2插入损耗、阻断损耗、插入损耗一致性、波长相关损耗与偏振相关损耗测试原理框图5.3.1.2测试步骤
a）将可调谐激光器与偏振控制仪连接，偏振控制仪输出端接入MOPM的通道1，通过控制平台控制可调谐激光器在工作波长范围内进行扫描，存储不同中心波长下的光功率作为MOPM通道1的参考功率。依次将偏振控制仪输出端接入MOPM的通道2~N，重复步骤a），存储通道2~N的光功率作为对应通道的参考功率。
b）将MCS模块放入温度试验箱，按图2进行连接。设置为常温（+25℃），恒温30min后进行测试。c）通过控制平台控制MCS器件输出端所有端口与输入端的第1端口连通。d）通过控制平台控制可调谐激光器在工作波长范围内进行扫描，通过MOPM测得通过MCS器件后光功率值，代入公式（1）得到一组与输入光中心波长相关的插入损耗，带入公式（2）计算插入损耗最大值得到[ILi-1、IL1-2、ILi-3...ILi-M]：同时计算插入损耗最小值，代入公式（5）得到[WDLi-1、WDLi-26
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WDLI-3 ...WDLI-N].wwW.bzxz.Net
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e）控制可调谐激光器在工作波长范围内进行扫描，通过调整偏振控制仪测得相应的输出光功率，代入公式（6）得到一组偏振相关损耗[PDL1-1、PDL1-2、PDL1-3..PDL1-N]。f）通过控制平台控制MCS工作在阻断状态，按照步骤d）测试方法测试阻断损耗，带入公式（3）得到一组与输入光中心波长相关的阻断损耗，带入公式（4）计算阻断损耗（IL1小of）。g）将偏振控制仪的输出端口依次接到MCS器件的第2~M端口，重复步骤d），计算不同端口组合的插入损耗和波长相关损耗；重复步骤f)，计算不同端口组合的偏振相关损耗：重复步骤g），计算不同端口在阻断状态下的阻断损耗。h）将温度试验箱的温度分别设置低温（一5℃）和高温（+60℃），重复步骤c）～步骤g），测得MCS器件在其他温度下的指标。
i）取不同温度下的最大值为MCS的插入损耗（IL）、波长相关损耗（WDL）偏振相关损耗指标，取最小值为MCS的阻断损耗（IL。r）指标：并根据定义计算插入损耗一致性（ILU)，取最大值为MCS的相应指标数据。
5.3.2端口隔离度的测试
5.3.2.1测试原理框图
测试原理框图如图3所示。
ASE光源
5.3.2.2测试步骤
a）按照图3进行连接。
N(N-3)
NcN-13
控制平台
图3端口隔离度测试原理框图
多通道光功
数据分析处理台
b）此处定义Ps-ps为功率计读取的光功率值，单位dBm：定义Pl,为端口隔离度。其中：
表示MCS器件N端端口序号，最大值为N：P——表示MCS器件M端端口序号，最大值为M；C表示MOPM的通道序号。
c）通过控制平台指定MCS器件Ni一M端口连通，此时读取MOPM获得光功率值，记为[Pi--1Pi-1-2*P1-1-M-1>Pi-1-Mr]，此时P1-1-I为MCS器件N1-M连通时的光功率值，其余P1-1-2Pi-1-(M-1)Pi-1-M为非指定M-1个端口中的光功率值，取其最大值计为Pmax，此时Pll-1=[Pmax一Pi-1-il：依次指定N,与7
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M2~MM连通，分别读取MOPM的光功率值，依次计算PI1-2\：PI-M，获得矩阵[PI-IPIi-2·Pl-（M-1]PIi-Ml
d）依次将ASE光源输出端口接入第2~N端口，重复步骤c），最终获得矩阵：「PI-PI-.. PIL-m
PI2-1Pl2-2.. PI2-M
PIn-I PIN-2.. PIN-M
取矩阵中最小值，即为端口隔离度指标值。5.3.3偏振模色散的测试
按GB/T20440-2006中5.4.5规定进行，其中试样为MCS器件。分别测试所有可连通端口组合的偏振模色散，取最大值为MCS器件的偏振模色散。5.3.4回波损耗的测试
按YD/T1689-2007中6.3.4规定进行，其中试样为MCS器件。分别测试所有可连通端口组合对应的输入端口和输出端口的回波损耗，取最小值为MCS器件的回波损耗。5.3.5端口切换时间的测试
5.3.5.1测试框图
测试原理框图如图4所示。
ASE光源
5.3.5.2测试步骤
a）按照图4进行连接。
控制平台
图4端口切换时间测试原理框图
光输入
示波器
b）此处定义STs-x-y为端口x至端口y切换响应时间，ST，为第s端口的切换时间。其中：
一表示N端口中的其中一个端口，最大值为N：表示MCS器件当前的工作端口，即N,与M连通：一表示MCS器件将要切换的目标工作端口，即N,将与M,连通：；c）通过控制平台控制N端口中的第一端口，按照Mi，M2：M的（端口的编号，要在文内进行统一）顺序依次轮询控制，需轮询到所有的端口组合，记录示波器上的切换时间，取最长时间为第一路8
的切换时间，记为STi：
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d）依次将N端口中的2~N端口接光输入示波器，重复步骤c），获得一组数据ST2ST，取ST*\ST中最大值为端口切换时间。
6可靠性试验
6.1可靠性试验环境要求
测试环境要求应满足GB/T2421.1-2008中5.3的要求。6.2可靠性试验要求
可靠性试验要求应符合表4的规定。表4MCS器件可靠性试验要求
试验项目
机械冲击
变频振动
光纤弯折
完整性
生光纤扭曲
光纤侧拉
引用标准
Telcordia GR-1221-CORE:
20106.2.1
Telcordia GR-1221-CORE:
20106.2.2
Telcordia GR-1209-CORE:
20105.4.3.1
Telcordia GR-1209-CORE:
20105.4.3.2
Telcordia GR-1209-CORE:
20105.4.3.3
光纤光缆保TelcordiaGR-1209-CORE：持力
高温储存
恒定湿热
耐久性
温度循环
湿热循环
20105.4.3.4
Telcordia GR-1221-CORE:
20106.2.4
Telcordia GR-1221-CORE:
20106.2.5
Telcordia GR-1221-CORE:
20106.2.7
Telcordia GR-1221-CORE:
20106.2.8
Telcordia
寿命（高温）
20043.3.3.1
静电放电
敏感度
试验条件
加速度500g，脉冲持续时间1ms，5次/每方向，方向X、X2、Yi、Y2、Z、Z
频率20Hz～2000Hz，加速度20g，4min/每循环，4循环/每轴向，方向X、Y、Z
负载4.41N，弯折180%，循环30次（250μm涂覆光纤和紧套光纤不要求）
负载4.41N，扭曲±180°，10个循环，距壳体（22~28）cm或光纤尾端起10cm处，取短者（250μm涂爱光纤和紧套光纤不要求）
松套光纤拉力负载4.41N（除250μum涂覆光纤或紧套光纤的侧拉力负荷为2.25N外），侧拉90°，时间5s，3次，距离壳体（22~28）cm负载：9.8N，（除250um涂覆光纤或紧套光纤负载为4.41N外）保持时间5s，3次，距离壳体（22～28）cm
温度85℃，相对湿度<40%，持续时间2000h温度75℃，相对湿度90%，温度85℃，相对湿度85%，储存时间500h
温度一40℃～+70℃，极限温度下的维持时间大于或等于15min，100次循环；
温度65℃~25℃~-10℃，高温时湿度90%，低温湿度不控制，循环10次
GR-468-CORE最高工作温度和正常工作条件下，时间：2000hANSI/ESD-STM5.1-2007
LTPD批允许不合格品率，SS最少样品数，C一允许失效数抽样要求
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