一种光通道监测系统及方法技术方案

本发明专利技术利用多端口光开关控制挑选一个特定的输入光信号到OCM进行信号处理，OCM包括一个可调谐光学滤波器和光电探测器，用来测量输入光信号的光谱，并提取输入光各个光通道（波长）的信息（比如功率、波长、OSNR）。OCM还包含一个处理器组件，处理器组件会生成一对输出控制信号，分别用来控制可调谐光学滤波器的波长扫描过程和控制多端口开关的设置。本发明专利技术的监控系统可精确测量每个光纤端口的功率等信息，测量速度快、精度高，且结构简单，成本较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光通道监测器，尤其涉及带有光开关功能的光通道监测系统及方法。
技术介绍
由于各种高传输应用需求，光网络系统建立起来，并用于提供语音，视频和数据信号的高效传输。其中一些光网络采用波分复用（WDM）来增加网络带宽，在WDM光网络系统中，多路光通道分别占用不连续的波长/频率，复用为一个光信号在单个光纤中传输。长距离WDM光网络的错码率，除其它因素外，取决于每个通道的光功率和光信噪抑制比（OSNR）。例如光放大器模块用来降低OSNR，但同时在整个通道内会产生光功率波动。为了消除这个问题，WDM光网络通常会使用光通道功率监测器和/或光通道功率校正来保证最佳的光功率和最低的错码率。多种方式的光通道监测器（OCMs）被开发出来实现这个功能，一般都用来配置在WDM系统中用来测量多波长，OCMs被放置在贯穿光网络的不同的位置上。每个光通道的光功率和从OCM到主机（例如一个网络管理系统（NetworkManagementSystem，NMS））的反馈被同时上报，用来优化每个通道的光功率、鉴别性能漂移、核实系统功能。更复杂的网络可能采用密集波分复用系统（denseWDM，DWDM），支持大量的分离光纤（端口）通讯，每个端口支持多个光通道。用于这些DWDM系统的监控设备变得越来越昂贵，并且越来越耗时，需要多次测量每个信号，因为它们要经过系统中的许多光学元件。此外，在监控装置中可能出现一个或多个功率相对较低的信号，在测量系统存在自身产生的噪声下，很难精确测量其信号电平。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光通道监测系统及监控过程的控制方法，在WDM系统中用于监测一系列的分离光纤端口，可精确测量每个光纤端口的功率等信息，测量速度快、精度高，且结构简单，成本较低。本专利技术采用多端口光开关（例如N×1光开关）控制挑选特定的输入光信号到OCM（光通道监测器）进行信号处理。OCM包括一个可调谐光学滤波器和光电探测器，用来测量输入光信号的光谱，并提取输入光各个光通道（波长）的信息（比如功率、波长、OSNR等）。OCM还包含一个处理器组件，用来执行信息提取，同时会生成一对输出控制信号：第一控制信号和第二控制信号；第一控制信号用来控制可调谐光学滤波器的波长扫描过程，进行波长通道选择；第二控制信号用来控制多端口光开关的设置，进行端口选择。在本专利技术的一个实施例中，处理器组件控制光开关光学阻塞（关闭）所有输入端口到输出端口的传输（例如，产生一个“暗”通道输入到OCM）。暗通道输入用来测量OCM电子模块内偏移和噪声的实时水平，从而，提供了一个基线噪声因子，可用于校正后续的监测操作，并对每个通道的功率进行准确的测量，特别是在低功率情况下非常有用。本专利技术的另一个实施例中，还包括一个单独的参考波长光源，耦合到多端口光开关的一个选定的输入端口上，用来执行的OCM自校准，必要时，以克服可能发生在可调谐光学滤波器中的波长漂移。特别的，利用单处理器组件控制多端口光开关和可调谐光学滤波器的操作，可以执行几个不同的维护/校准操作。例如，除了波长漂移校正，处理器组件还可以用来监控可调谐光学滤波器的输出光功率水平，以及提供调整可调谐光学滤波器的控制信号。类似的，还可以用来监控多端口光开关的输入端口与输出端口之间的光学对准（耦合），必要时提供一个反馈（控制）信号用于重新对准一个或多个信号路径，以获得一个选定的输入端口与输出端口之间的最佳耦合。在一个特定的实施例中，本专利技术采用的光通道监测系统的结构，包括以下内容：(1)一个多端口光开关，包括多个输入端口和一个输出端口，每个输入端口接收一个光输入信号（每个光输入信号包括一个或多个单波长通道），且多端口光开关可以控制从所述多个输入端口中选择一个输入端口耦合到输出端口；(2)一个可调谐光学滤波器，耦合到多端口光开关的输出端口，并接收光输入信号，可调谐光学滤波器配置以在不同的时间点选择性地通过不同的波长通道；(3)一个光电探测器，耦合到可调谐光学滤波器的输出端，负责把各个波长通道的光信号转换为电信号；(4)一个处理器组件，用于接收所述电信号，并从电信号提取光学特性数据以监控光信号的性能。处理器组件进一步配置以产生一个第一控制信号作为控制多路光开关输入端口的选择，还产生一个第二控制信号作为控制可调谐光学滤波器对波长通道的选择。本专利技术的另一个实施例，多端口环境下光通道监测过程的控制方法，此方法包括如下步骤：a)在光通道监测器输入端提供一个多端口光开关，多端口光开关包括多个输入端口和一个输出端口，多个输入端口用于接收多个不同的光信号；b)控制多端口光开关将一个选定的输入端口耦合到输出端口；c)将所选择的光信号导入到光通道监测器的输入端；d)在光通道监测器中，可调谐光学滤波器选择一个中心波长输出；e)测量所选定的光信号内选定的中心波长的光功率；f)重复步骤d)和步骤e)，以测量所选定的光信号内的一组波长的光功率；g)控制多端口光开关，耦合其它不同的输入端口到输出端口；h)对多端口光开关的一个或多个输入端口重复步骤b)~g)，。本专利技术的其他的进一步实施例和功能，参照所附图参考，将在下面讨论的过程中说明。附图说明图1是本专利技术的一种典型结构，包括一个光开关的光通道监测器（OCM）；图2是图1结构中的OCM的一种典型的流程图，说明了一个示例性的工序过程；图3是低增益结构中，每通道噪声误差(图(a))和总功率噪声误差(图(b))示意图；图4是高增益结构中，每通道噪声误差(图(a))和总功率噪声误差(图(b))示意图；图5是本专利技术的另一种OCM结构，在这种情况下还包括一个参考波长光源。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，对本专利技术做进一步说明。图1是本专利技术一种典型的光通道监测系统10的表现形式，包含一个多端口光开关12，位于光通道监测器（OCM）14的输入端，在更复杂的光网络中，使OCM有着高效的性能，如支持DWDM和使用多个光信号路径。OCM14包含第一模块16，用于接收输入光信号并提供与输入光信号相关的电信号输出。输入的光信号被认为是支持多个光通道的传输，每个通道工作在不同的波长。第一模块16包含可调谐光学滤波器18，用于接收输入的光信号，并扫描整个与该光信号相关一组光通道的预定的波长范围（或者，可能其透过中心波长被调节在与选定的光信号相关的特定波长上–如果有与通道相关的需要注意的问题/错误，也许“停滞”在一个特定的波长）。从可调谐光学滤波器18输出的光信号作为输入信号传输到光电二极管（或其它类型的光电探测器20），它把光信号转换为相应的电信号。该电信号为原始数据频谱的形式，然后作为电信号输入到信号处理模块22上，信号处理模块在处理器组件24内。按照光通道监测器的常规操作，信号处理模块22是用来分析这个原始数据的频谱，并确定相关的光信号的特性（例如，输入光信号不同通道的功率、水平、波长OSNR等）。OCM14把这些信息输出到终端控制模块，典型的如网络管理系统（networkmanagementsystem，NMS），用于控制/校正每个单独通道的特性。本专利技术通过在OCM14的输入端加入了多端口光开关12，利用处理器组件24控制多端口光开关12和OCM14的操作，在某种程度上，提高了监控过程的效率，提高了传统OCM的操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光通道监测系统，其特征在于：包括：一个多端口光开关，包括多个输入端口和一个输出端口；一个可调谐光学滤波器，耦合到多端口光开关的输出端口；一个光电探测器，耦合到可调谐光学滤波器的输出端，负责把光信号转换为电信号；一个处理器组件，用于提取电信号数据信息和产生两个控制信号：第一控制信号和第二控制信号，两个控制信号分别用于控制可调谐光学滤波器的波长通道选择和多端口光开关的端口选择。

【技术特征摘要】
2015.06.30 US 14/754，8271.一种光通道监测系统，其特征在于：包括：一个多端口光开关，包括多个输入端口和一个输出端口；一个可调谐光学滤波器，耦合到多端口光开关的输出端口；一个光电探测器，耦合到可调谐光学滤波器的输出端，负责把光信号转换为电信号；一个处理器组件，用于提取电信号数据信息和产生两个控制信号：第一控制信号和第二控制信号，两个控制信号分别用于控制可调谐光学滤波器的波长通道选择和多端口光开关的端口选择。2.如权利要求1所述光通道监测系统，其特征在于：所述处理器组件包括信号处理模块和控制单元；所述信号处理模块从光电探测器提取电信号数据信息，用于分析相应光通道的信息，并将分析结果反馈给控制单元；控制单元产生所述控制信号分别控制可调谐光学滤波器的波长通道选择和多端口光开关的端口选择。3.如权利要求1所述光通道监测系统，其特征在于：所述控制单元产生的第一控制信号包含“通道扫描/选择”信号，用来控制通过可调谐光学滤波器的波长组分；所述第二控制信号包含“端口选择”信号，用来控制多端口光开关的端口选择。4.如权利要求3所述光通道监测系统，其特征在于：所述第一控制信号还包含“关闭”控制信号，控制关闭可调谐光学滤波器的所有光通道。5.如权利要求3所述光通道监测系统，其特征在于：所述第一控制信号还包含“功率优化”控制信号，用于调整可调谐光学滤波器内的光学对准，优化光学输出。6.如权利要求3所述光通道监测系统，其特征在于：所述第二控制信号还包含“关闭”控制信号，控制多端口光开关关闭所有要进入可调谐光学滤波器的光信号端口。7.如权利要求3所述光通道监测系统，其特征在于：所述第二控制信号还包含“功率优化”控制信号，用于调整多端口光开关内的光学对准，优化光学输出。8.如权利要求1所述光通道监测系统，其特征在于：所述系统还包括一个参考波长光源，耦合到多端口光开关的一个输入端口上；所述处理器组件还产生一个第三控制信号，用于控制激活参考波长光源提供一个已知波长值的光信号给系统，让系统执行自校准来修正处理器组件接收到的待测光信号与已知波长值之间的差异。9.一种多端口环境下光通道监测过程的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：a)在光通道监测器的输入端口接入一个多端口光开关，所述多端口光开关包含多个输入端口和一个输出端口；b)控制多端口光开关选择一个输入端口耦合到输出端口；c)把选择...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·卡希尔，克里斯多夫·S柯本，格伦·巴托里尼，雅耶斯·亚萨帕拉，
申请(专利权)人：ⅡⅥ有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US