專利名稱：用于在密集波分復用光網(wǎng)絡中監(jiān)控信道性能的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及在密集波分復用(DWDM)光網(wǎng)絡中監(jiān)控信道性能的方法和設備，更具體而非排他性地說，本發(fā)明涉及用于測試DWDM網(wǎng)絡信道性能的方法和設備，以用于傳輸或傳送質量測試或基于協(xié)議的分析和光譜分析，其中所述質量測試例如是誤比特率(BER)測試，所述光譜分析例如是波長或光信噪比分析。
背景技術：
在光通信中，基于密集波分復用(DWDM)的多個信道的傳輸是一個經(jīng)濟的解決方案，以滿足持續(xù)增加的帶寬需求并最佳地利用現(xiàn)有的光纖基礎設施。與傳統(tǒng)的單信道系統(tǒng)相比，DWDM光通信系統(tǒng)對光學端的測量設備有完全不同的需求，在傳統(tǒng)的單信道系統(tǒng)中準確的傳輸波長只有次級的重要性，而只需要仔細監(jiān)控信號功率電平。
在DWDM光通信系統(tǒng)中，需要在所有信道上監(jiān)控傳輸數(shù)據(jù)的傳輸或傳送質量和光學參數(shù)兩者。監(jiān)控DWDM系統(tǒng)時，可調諧光學濾波器是核心組件。然而，對于兩種類型的測試來說，可調諧光學濾波器的傳輸帶寬需求有根本的不同。在諸如BER測試或基于協(xié)議的測試的傳輸或傳送質量測試中，需要具有相對較寬帶寬的可調諧帶通光學濾波器以通過完整的單個信道。這樣的可調諧帶通濾波器的帶寬需要足夠寬以能夠鎖定所需要的信道，并且在鎖定的信道上通過足夠比例的經(jīng)調制的傳輸數(shù)據(jù)信號。對于光譜分析，必須使用具有相對較窄帶寬的可調諧光學濾波器來掃描波長和噪聲功率譜。用于光譜分析的可調諧濾波器的帶寬應當足夠窄以獲得高測量精度。由于不同的帶寬需求，所以當在DWDM系統(tǒng)的測試設備中需要兩個濾波器時，這兩個光學濾波器傳統(tǒng)上并行地配置，特別是在現(xiàn)場應用中。因此，由于對于光有兩條并行的路徑，所以測試系統(tǒng)需要分裂所輸入的光，而這減少了在每一路徑中的光的功率，并且需要多個在每條路徑中都必須具備的其它組件。
美國專利No.6,310,703(Alavie等人)公開了可調諧信道選擇光濾波器的使用，用于從DWDM光譜中選擇一個特定信道并對之進行濾波。在經(jīng)過所述可調諧信道選擇光濾波器之后，光信道信號分裂成兩部分。其中之一隨后以光形式輸入到具有隨波長而按比例變化的傳輸特性的光纖。另一光路徑則未受干擾。然后通過比較這兩個光路徑的輸出來分析信道的光譜，以提供以比率為標準的(ratiometric)波長和功率確定分析。該設備不能執(zhí)行需要信道的整個光譜的數(shù)據(jù)傳輸測試。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明尋求提供一種方法和設備，用于在密集波分復用(DWDM)光網(wǎng)絡中監(jiān)控信道性能，所述方法和設備克服或至少減輕了現(xiàn)有技術中的上述問題。
因此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種設備，用于在密集波分復用(DWDM)光網(wǎng)絡中監(jiān)控信道性能，該設備包括光輸入端，用于從DWDM光網(wǎng)絡接收光信號；可調諧光信道選擇濾波器，其耦合到光輸入端，并且具有輸出端；可調諧光陷波濾波器，其具有比可調諧光信道選擇濾波器的帶寬窄得多的帶寬，并且具有輸入端和輸出端，其中輸入端耦合到可調諧光信道選擇濾器的輸出端；光信號-電信號轉換器，其具有耦合到可調諧光陷波濾波器的輸出端的輸入端，用于從可調諧光陷波濾波器的輸出端接收光信號，并將該光信號轉換為相應的電信號；以及信號處理裝置，其具有輸入端和輸出端，該輸入端耦合到光信號-電信號轉換器的輸出端，以用于處理相應的電信號，該輸出端用于提供已處理的信號。
所述光信號-電信號轉換器可包括至少一個光電檢測器。
所述信號處理裝置可包括用于執(zhí)行信道傳輸分析的裝置和/或用于執(zhí)行光譜分析的裝置，所述信道傳輸分析包括誤比特率(BER)測試和/或基于協(xié)議的分析，所述光譜分析包括波長或信噪(S/N)比分析。
所述設備還可包括控制裝置，用于控制對所述可調諧光陷波濾波器和可調諧光信道選擇器中的至少一個濾波器的調諧。
所述設備還可包括波長參考源，提供一個波長參考，用來校準所述可調諧光信道選擇濾波器和可調諧光陷波濾波器中的至少一個濾波器的波長。
根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供了一種方法，用于在密集波分復用(DWDM)光網(wǎng)絡中監(jiān)控信道性能，該方法包括以下步驟從DWDM光網(wǎng)絡接收光信號，將該光信號傳送通過可調諧光信道選擇濾波器，將來自可調諧光信道選擇濾波器的光信號傳送通過可調諧光陷波濾波器，并且處理來自可調諧光陷波濾波器的光信號以確定所述光網(wǎng)絡的信道性能。
所述方法還可包括下述步驟在所述處理步驟之前，將來自可調諧光陷波濾波器的光信號轉換為相應的電信號。
所述方法還可包括下述步驟控制對所述可調諧光陷波濾波器和可調諧光信道選擇濾波器中的至少一個濾波器的調諧。
所述方法還可包括下述步驟校準所述可調諧光陷波濾波器和可調諧光信道選擇濾波器中的至少一個濾波器的波長。
所述處理步驟可包括信道傳輸、傳送質量分析步驟和/或光譜分析步驟。


參考附圖，現(xiàn)在將以示例的方式詳細地描述本發(fā)明的一個實施例，其中附圖圖1示意性地示出了DWDM譜的信道濾波；圖2示意性地示出了圖1的DWDM譜的陷波濾波；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的設備的方框圖，該設備具有一個光電檢測器單元；以及圖4示出了根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的設備的方框圖，該設備具有兩個光電檢測器單元。
具體實施例方式
因此，圖1示出了一種可調諧光信道選擇濾波器的響應，該可調諧光信道選擇濾波器已被調諧為允許信道c1通過，而阻止信道c2和c3的傳輸。為了說明的目的，濾波器響應被示為理論上的矩形響應，并且不是按比例畫出的。應當認識到，實際的濾波器響應將具有滾降(roll-off)特性。圖2示出了在已經(jīng)通過可調諧光陷波濾波器之后圖1的已濾波信道傳輸信號，該可調諧光陷波濾波器被用于掃描光譜，并且從信道c1去除光譜的一個狹窄的部分c4。這種可調諧光陷波濾波器可以被設置為只通過狹窄部分c4，或被設置為通過除了已濾波部分c4之外的信道c1。為了說明的目的，濾波器響應再次被示出為理論上的矩形響應，并且不是按比例畫出的，而實際的濾波器響應將具有滾降特性。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的設備1，用于在DWDM光網(wǎng)絡2中監(jiān)控光信道的信道性能。具有相對較寬帶寬的可調諧光信道選擇濾波器3被用于調諧、隔離并傳輸來自DWDM網(wǎng)絡的預定的信道。具有相對較窄帶寬的可調諧光陷波濾波器4被用于掃描由信道選擇濾波器3傳輸?shù)念A定信道的光譜。在通過兩個可調諧濾波器3和4之后，在預定的信道中傳輸?shù)墓鈹?shù)據(jù)被光信號-電信號轉換器(O/E轉換器)單元10所接收，以將己濾波的光數(shù)據(jù)轉換為相應的電數(shù)據(jù)信號。電數(shù)據(jù)信號隨后傳送到處理模塊5，在那里分析電數(shù)據(jù)信號。
還提供有波長參考源6以能夠對兩個可調諧濾波器3和4進行波長校準。該波長參考源向濾波器3和4兩者都提供具有已知參考波長的光信號。這些參考信號由所述濾波器中的一個或兩個進行濾波，并且然后被傳送到處理模塊5。由于處理模塊5知道參考光信號的精確波長，所以處理模塊使用這些已濾波的參考信號來校準所述濾波器。
控制模塊7從處理模塊5接收信息，并且包含用于控制兩個可調諧光濾波器3和4的電子硬件和軟件。具體地說，控制模塊7被用于控制對兩個光濾波器的調諧，以控制由濾波器3傳送的信道并控制陷波濾波器4的掃描?？刂颇K7使用有關參考光信號的信息來調整和穩(wěn)定所述兩個濾波器。
處理模塊5還包括信道數(shù)據(jù)傳輸分析系統(tǒng)8和光譜分析器9，其中，數(shù)據(jù)傳輸分析系統(tǒng)8包含電子硬件和軟件，用于放大并分析由O/E轉換器單元10轉換的電傳輸數(shù)據(jù)信號，以估計DWDM光網(wǎng)絡中的預定信道的傳輸和傳送質量以及性能，例如誤比特率(BER)測試，其中所述O/E轉換器可以是光電檢測器；光譜分析器9包含電子硬件和軟件，用于放大和分析由O/E轉換器單元(光電檢測器)轉換的電傳輸數(shù)據(jù)信號，以執(zhí)行光譜分析，例如波長或光信噪比分析。
參考前面的圖1，可調諧光信道選擇濾波器3的基本要求是，它的帶寬應當足夠寬以傳輸預定的信道c1，而阻止鄰近的信道c2和c3，使得預定信道的足夠比例的幅度被傳輸，進而能夠執(zhí)行性能測試。合適的可調諧光信道選擇濾波器的例子是可調諧法布里-珀羅(Fabry-Perot)光濾波器、可調諧光纖布拉格光柵(Bragg grating)濾波器或具有機械調諧和驅動器件的衍射光柵。
參考圖2，可調諧光陷波濾波器4的基本要求是，它的陷波帶寬在預定的信道中應當足夠窄。光譜分析的精度取決于陷波帶寬，陷波帶寬從預定的信道中去除光譜的所述狹窄部分?？梢允褂每烧{諧光纖布拉格光柵濾波器、可調諧光表面等離子共振光陷波濾波器或其它可調諧光陷波濾波器。
波長參考源6被用于校正可調諧信道選擇光濾波器和可調諧光陷波濾波器4的時間漂移和溫度漂移。波長參考源6的輸出提供了很高波長精度的單波長或多波長光信號。此波長參考信號被提供給控制系統(tǒng)7，以使控制系統(tǒng)7能夠控制并校正對兩個可調諧光濾波器3和4的調諧。波長參考器件6的輸出可以是多波長光信號或單波長光信號或具有至少一個光譜吸收凹陷(notch)的寬帶光信號。波長參考源6可以由多個不同器件提供，例如激光源、法布里-珀羅光標準具(etalon)、光纖布拉格光柵或光表面等離子共振器件。
信道傳輸分析系統(tǒng)8被用于處理電傳輸數(shù)據(jù)信號，以估計DWDM網(wǎng)絡信道的性能，用于傳輸或傳送質量例如誤比特率(BER)測試或基于協(xié)議的分析。在控制模塊7和信號處理模塊5的控制下，可調諧光信道選擇濾波器3掃描DWDM系統(tǒng)的所有信道。一旦發(fā)現(xiàn)了所需要的單個信道，可調諧濾波器3就鎖定在所需要的信道。信道光傳輸數(shù)據(jù)信號隨后通過可調諧光濾波器3?？刂葡到y(tǒng)7和信號處理模塊5還提供對可調諧光陷波濾波器4的調諧控制。在通過兩個可調諧濾波器之后，來自所需要的信道的光傳輸數(shù)據(jù)信號可以用于傳輸和傳送質量的估計以及光譜分析，所述估計和分析例如使用由信道數(shù)據(jù)傳輸分析系統(tǒng)8進行的BER測試或基于協(xié)議的分析，以及由光譜分析系統(tǒng)9進行的光譜分析，例如DWDM光網(wǎng)絡的波長或光信噪比(OSNR)。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，通過去除所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)光信號的光譜的一部分，可調諧光陷波濾波器4被用于提供適當?shù)男盘?，以使光譜分析器9能夠分析所需要的信道的光參數(shù)，例如波長和光信噪比(OSNR)。信道傳輸分析系統(tǒng)8處理并分析光傳輸數(shù)據(jù)信號的光譜的剩余部分，以執(zhí)行傳輸或傳送質量測試，例如誤比特率(BER)測試或基于協(xié)議的分析，其中所述剩余部分也被O/E單元10轉換為電信號。
如圖4所示，在本發(fā)明的另一個實施例中，可調諧光陷波濾波器4可具有一個輸入端口和兩個輸出端口。在通過可調諧光陷波濾波器4之后，一個輸出端口(A)通過除了由可調諧光陷波濾波器4去除的窄帶之外的所有由光信道選擇濾波器3傳輸?shù)男盘?，而另一輸出端?B)只提供了所述光譜由可調諧光陷波濾波器4去除的窄帶。來自可調諧光陷波濾波器4的兩個輸出端口A和B的兩個輸出信號都可用于檢查所傳輸?shù)男诺纻鬏敂?shù)據(jù)信號的傳輸和傳送質量。光纖布拉格光柵作為這一類型的可調諧陷波濾波器特別有效，其中光纖布拉格光柵的前向傳輸光束作為“端口A”，而光纖布拉格光柵的后向反射光束作為“端口B”。
在此實施例中，使用兩個光-電轉換器O/E(1)和O/E(2)同時從端口A和端口B接收光信號。從端口A轉換的電信號被輸入到數(shù)據(jù)傳輸分析系統(tǒng)8以執(zhí)行傳輸或傳送質量例如誤比特率(BER)測試或基于協(xié)議的分析。從端口B轉換的電信號被輸入到光譜分析器9以執(zhí)行光譜分析，例如波長或光信噪比。
通過將可調諧光陷波濾波器4調諧到兩個信道之間的光譜部分，由光信道選擇濾波器3傳輸?shù)娜啃诺缹⒂煽烧{諧光陷波濾波器從輸出端口A傳送。這從而使得能夠執(zhí)行精確的傳輸和傳送質量測試。
應當理解，盡管只是已詳細描述了本發(fā)明的一個具體實施例，但是，本領域技術人員可以對其進行各種修改和改進，而不會脫離本發(fā)明的范圍。
權利要求
1.一種用于在密集波分復用光網(wǎng)絡中監(jiān)控信道性能的設備，所述設備包括光輸入端，用于從密集波分復用光網(wǎng)絡接收光信號；可調諧光信道選擇濾波器，其耦合到所述光輸入端并具有一個輸出端；可調諧光陷波濾波器，其具有比所述可調諧光信道選擇濾波器的帶寬窄得多的帶寬，并且具有輸入端和輸出端，其中該輸入端耦合到所述可調諧光信道選擇濾波器的輸出端；光信號—電信號轉換器，其具有耦合到所述可調諧光陷波濾波器的輸出端的輸入端，用于從所述可調諧光陷波濾波器的輸出端接收光信號，并將所述光信號轉換為相應的電信號；以及信號處理裝置，其具有輸入端和輸出端，所述信號處理裝置的輸入端耦合到所述光信號—電信號轉換器的輸出端，用于處理所述相應的電信號，所述信號處理裝置的輸出端用于提供已處理的信號。
2.如權利要求1所述的設備，其中所述光信號—電信號轉換器包括至少一個光電檢測器，用于從所述可調諧光陷波濾波器的輸出端接收已濾波的光信號，并用于提供對應于所述已接收的已濾波光信號的電信號。
3.如權利要求2所述的設備，其中所述信號處理裝置從所述光電檢測器接收所述電信號。
4.如權利要求1所述的設備，還包括控制裝置，用于控制對所述可調諧光陷波濾波器和所述可調諧光信道選擇濾波器中的至少一個濾波器的調諧。
5.如權利要求1所述的設備，還包括波長參考源，用于提供一個波長參考，以校準所述可調諧光信道選擇濾波器和所述可調諧光陷波濾波器中的至少一個濾波器的波長。
6.如權利要求1所述的設備，其中所述信號處理裝置包括用于執(zhí)行信道傳輸分析的裝置，所述信道傳輸分析可以包括誤比特率測試和/或基于協(xié)議的分析。
7.如權利要求1所述的設備，其中所述信號處理裝置包括用于執(zhí)行光譜分析的裝置，所述光譜分析可包括波長或信噪比分析。
8.一種在密集波分復用光網(wǎng)絡中監(jiān)控信道性能的方法，所述方法包括以下步驟從密集波分復用光網(wǎng)絡接收光信號，將所述光信號傳送通過可調諧光信道選擇濾波器，將來自所述可調諧光信道選擇濾波器的光信號傳送通過可調諧光陷波濾波器，以及處理來自所述可調諧光陷波濾波器的光信號以確定所述光網(wǎng)絡的信道性能。
9.如權利要求8所述的監(jiān)控信道性能的方法，還包括下述步驟在所述處理步驟之前，將來自所述可調諧光陷波濾波器的光信號轉換為相應的電信號。
10.如權利要求8所述的監(jiān)控信道性能的方法，還包括下述步驟控制對所述可調諧光陷波濾波器和所述可調諧光信道選擇濾波器中的至少一個濾波器的調諧。
11.如權利要求8所述的監(jiān)控信道性能的方法，還包括下述步驟校準所述可調諧光陷波濾波器和所述可調諧光信道選擇濾波器中的至少一個濾波器的波長。
12.如權利要求8所述的監(jiān)控信道性能的方法，其中所述處理步驟包括信道傳輸分析步驟，所述信道傳輸分析可以包括誤比特率測試和/或基于協(xié)議的分析。
13.如權利要求8所述的監(jiān)控信道性能的方法，其中所述處理步驟包括光譜分析步驟，所述光譜分析可以包括波長或信噪比分析。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種設備，用于在密集波分復用光網(wǎng)絡中監(jiān)控信道性能，所述設備包括可調諧光信道選擇濾波器和可調諧光陷波濾波器。
文檔編號H04B10/079GK1520068SQ20041000107
公開日2004年8月11日 申請日期2004年1月30日 優(yōu)先權日2003年2月1日
發(fā)明者昱 徐, 徐昱 申請人:安捷倫科技有限公司