專利名稱：一種波分復(fù)用光信噪比監(jiān)測(cè)方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種波分復(fù)用(WDM)與光分插復(fù)用(OADM)傳輸系統(tǒng)的光信噪比監(jiān)測(cè)的技術(shù)；具體地說(shuō)，涉及光信噪比監(jiān)測(cè)的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
所謂WDM傳輸系統(tǒng)就是在一根光纖中利用不同的光波長(zhǎng)相互獨(dú)立互不干擾的原理，來(lái)傳輸多路不同信源的信號(hào)，以達(dá)到擴(kuò)展傳輸容量的目的。為了提高設(shè)備的傳輸距離，降低設(shè)備的制造成本，系統(tǒng)中往往大量地運(yùn)用光纖放大技術(shù)。由于光放大為光域的模擬處理技術(shù)，這樣就使得數(shù)字光傳輸系統(tǒng)呈現(xiàn)出許多模擬系統(tǒng)的特性，使系統(tǒng)的傳輸性能和傳輸質(zhì)量受到了光放大器等噪聲源的影響，并呈現(xiàn)出噪聲累積現(xiàn)象，還受到系統(tǒng)線路衰耗變化的影響，且設(shè)備的工作動(dòng)態(tài)范圍較純數(shù)字傳輸系統(tǒng)[如無(wú)光放大的同步傳輸系列(SDH)傳輸系統(tǒng)]的動(dòng)態(tài)范圍小。使光信噪比在波分復(fù)用系統(tǒng)中成為限制系統(tǒng)傳輸距離與傳輸質(zhì)量的一個(gè)主要制約因素。這樣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接收端的光信噪比就成為了解系統(tǒng)工作性能，評(píng)估信號(hào)傳輸質(zhì)量的一個(gè)十分重要的技術(shù)手段。
在WDM傳輸系統(tǒng)中，對(duì)光信噪比的變化一般都采用光譜分析儀、光通道性能監(jiān)測(cè)模塊等設(shè)備與器件來(lái)測(cè)試。
1)光譜分析儀具有功能強(qiáng)大、測(cè)試精度高、動(dòng)態(tài)范圍大、自動(dòng)化程度強(qiáng)等特點(diǎn)；但它同時(shí)也有體積龐大、功耗高、工作環(huán)境條件要求較高、價(jià)格昂貴等問(wèn)題；一般僅用于測(cè)試、驗(yàn)收或校準(zhǔn)。
2)光通道性能監(jiān)測(cè)模塊目前有兩種具體實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案①一種是采用法布理-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具(F-P)來(lái)掃描波分復(fù)用工作光譜，以光功率監(jiān)測(cè)其掃描光譜，再用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理來(lái)推算光信噪比、信號(hào)光功率以及光信號(hào)波長(zhǎng)；②另一種方法則采用光柵分光，再用紅外光電荷斗鏈線陣(CCD)掃描探測(cè)光譜，然后以DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理來(lái)推算光信噪比、信號(hào)光功率以及光信號(hào)波長(zhǎng)。他們具有體積小、對(duì)工作環(huán)境要求較低、功耗低、價(jià)格較光譜分析儀低的特點(diǎn)，易于集成到波分復(fù)用設(shè)備中，作在線光性能監(jiān)測(cè)用。但它同時(shí)也存在有測(cè)試動(dòng)態(tài)范圍小、精度低、技術(shù)復(fù)雜、價(jià)格也并不便宜，且目前國(guó)內(nèi)尚未掌握此類技術(shù)等問(wèn)題。
基于以上分析，如何簡(jiǎn)單、低成本、高精度、以較大的動(dòng)態(tài)范圍監(jiān)測(cè)光信噪比技術(shù)參數(shù)就成為WDM傳輸系統(tǒng)廣泛地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主光信道傳輸性能，提高系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的一個(gè)重要因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種波分復(fù)用光信噪比監(jiān)測(cè)方法及其裝置，具體地說(shuō)，是要解決以下技術(shù)問(wèn)題所述光信噪比，在WDM傳輸系統(tǒng)中就是每通道光功率與其所處光波長(zhǎng)處的光噪聲譜信號(hào)的比值。為區(qū)別信號(hào)與噪聲，一般將緊鄰光信號(hào)波長(zhǎng)兩邊的光噪聲譜的平均值指認(rèn)為等效于光信號(hào)波長(zhǎng)處的光噪聲譜功率值。由于WDM的信號(hào)光在光譜域上非?？拷?，且噪聲譜光功率又非常低，監(jiān)測(cè)噪聲譜信號(hào)變化時(shí)，極易受信號(hào)光功率的變化的影響。因此，本發(fā)明的目的還有一是如何以較大的動(dòng)態(tài)范圍，較高的相鄰信道隔離度來(lái)探測(cè)每通道噪聲譜光功率就成為解決光信噪比性能監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵。實(shí)際上光通道性能監(jiān)測(cè)模塊也同樣存在這樣的問(wèn)題。
二是還需要解決光功率和光信噪比的校準(zhǔn)問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的由于以大動(dòng)態(tài)范圍，較高的相鄰?fù)ǖ栏綦x度來(lái)監(jiān)測(cè)噪聲光功率的技術(shù)門(mén)檻難以逾越，我們利用了在實(shí)際WDM工程中噪聲譜形態(tài)基本保持不變，僅存在有升降和傾斜的變化的特點(diǎn)，以監(jiān)測(cè)噪聲譜平臺(tái)的變化來(lái)感知整個(gè)噪聲譜的形態(tài)變化，再以光功率與光信噪比的校準(zhǔn)參數(shù)為依據(jù)推算各光通道噪聲譜的變化情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)光通道的光信噪比監(jiān)測(cè)。
光噪聲譜平臺(tái)的監(jiān)測(cè)取至少應(yīng)在噪聲譜線上取1個(gè)(擴(kuò)大一點(diǎn)覆蓋范圍)光譜波長(zhǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。首先以較寬光通帶譜寬的高隔離度濾波器在波分復(fù)用光譜區(qū)域的左邊外部和右邊外部各監(jiān)測(cè)一個(gè)噪聲光信號(hào)。由于他們與WDM光傳輸信號(hào)的頻域距離較遠(yuǎn)，且采用了通帶譜寬較寬的濾波器，所以容易獲得較大的噪聲監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)范圍和較高的信號(hào)隔離度。這兩個(gè)噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)為本發(fā)明的基準(zhǔn)噪聲譜平臺(tái)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。如圖1中的A、B所示，圖中實(shí)線曲線所示為實(shí)測(cè)的WDM光譜曲線，虛線曲線所示為各噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)的濾波器濾波通帶示意曲線。為提高對(duì)噪聲監(jiān)測(cè)平臺(tái)的形態(tài)變化的監(jiān)測(cè)精度，可以依成本與性能的均衡比較來(lái)適當(dāng)增加1到5個(gè)噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)，如圖中的C、D、E所示。增加的噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置在WDM光譜區(qū)域內(nèi)，以窄帶高隔離度濾波器取出光信號(hào)之間噪聲，來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。同時(shí)監(jiān)測(cè)波分信道光功率，并保存進(jìn)行設(shè)備校準(zhǔn)時(shí)計(jì)算出的校準(zhǔn)修正參數(shù)。
要進(jìn)行測(cè)量首先需要對(duì)監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)方法如下1)校準(zhǔn)各通道光功率監(jiān)測(cè)值，以保證其自身以及以它為依據(jù)的光信噪比的測(cè)試精度；2)待監(jiān)測(cè)的WDM系統(tǒng)安裝調(diào)試完成后，取實(shí)際待測(cè)信號(hào)，以高精度的光譜分析儀測(cè)試其實(shí)際的各通道光信噪比，將測(cè)試結(jié)果輸入監(jiān)測(cè)裝置；3)將待監(jiān)測(cè)信號(hào)送入監(jiān)測(cè)裝置，設(shè)備可以自動(dòng)分離并監(jiān)測(cè)各通道光功率和各噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)的噪聲功率；4)單片機(jī)從各監(jiān)測(cè)端口取出各通道光信號(hào)功率監(jiān)測(cè)值和各光噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到的噪聲功率監(jiān)測(cè)值，連同輸入的校準(zhǔn)測(cè)試光信噪比數(shù)據(jù)，保存到存儲(chǔ)器備用；5)單片機(jī)由輸入的各通道光信噪比數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)到的各通道的信號(hào)光功率，計(jì)算出各通道的噪聲譜光功率；6)由各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的噪聲功率以及噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)的波長(zhǎng)值，以插值法計(jì)算各通道信號(hào)波長(zhǎng)處的噪聲平臺(tái)參數(shù)。當(dāng)噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)僅有兩個(gè)時(shí)，可以采用線性插值算法，若監(jiān)測(cè)點(diǎn)多于兩個(gè)則應(yīng)考慮更好的插值算法，如拉格朗日插值法等；7)將各通道的噪聲譜光功率與采用插值算法計(jì)算獲得的各通道信號(hào)波長(zhǎng)處的噪聲平臺(tái)參數(shù)進(jìn)行比較，獲得各通道信號(hào)波長(zhǎng)處的噪聲平臺(tái)相對(duì)偏移修正量；8)保存此相對(duì)偏移修正量，作為以后實(shí)際測(cè)試時(shí)的修正參數(shù)，完成校準(zhǔn)。
實(shí)際進(jìn)行光信噪比監(jiān)測(cè)時(shí)，監(jiān)測(cè)方法如下1)光信號(hào)與光噪聲經(jīng)過(guò)信號(hào)、噪聲分離與噪聲濾波模塊送入各自的功率探測(cè)器中，輸出各自的光功率監(jiān)測(cè)信號(hào)；2)單片機(jī)從各監(jiān)測(cè)端口取出各通道光信號(hào)功率監(jiān)測(cè)值和各光噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到的噪聲功率監(jiān)測(cè)值，保存到存儲(chǔ)器備用。
3)由各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的噪聲功率以及噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)的波長(zhǎng)值，以與校準(zhǔn)計(jì)算時(shí)相同的插值法計(jì)算各通道信號(hào)波長(zhǎng)處的噪聲平臺(tái)參數(shù)；
4)以校準(zhǔn)時(shí)保存的各通道信號(hào)波長(zhǎng)處的噪聲平臺(tái)相對(duì)偏移修正量與采用插值計(jì)算獲得的各通道信號(hào)波長(zhǎng)處的噪聲平臺(tái)參數(shù)相比較，獲得各通道信號(hào)波長(zhǎng)處的噪聲功率值；5)以各通路光信號(hào)功率監(jiān)測(cè)值與各通道信號(hào)波長(zhǎng)處的噪聲功率值相比較即可獲得各通道的監(jiān)測(cè)光信噪比；6)保存此光信噪比，以便上位計(jì)算機(jī)查詢或直接輸出，完成一次光信噪比監(jiān)測(cè)循環(huán)；7)反復(fù)上述過(guò)程，不斷監(jiān)測(cè)輸入信號(hào)的光信噪比變化。
由于在波分復(fù)用系統(tǒng)中在合波器、分波器以及光分插復(fù)用器等設(shè)備上都必須進(jìn)行每信道光功率監(jiān)測(cè)，所以本發(fā)明與這些器件相結(jié)合，不僅可以降低成本，而且還可以減小設(shè)備體積，降低功耗。實(shí)時(shí)向系統(tǒng)網(wǎng)管上報(bào)系統(tǒng)光信噪比性能，提高設(shè)備的運(yùn)行安全性。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果1)本發(fā)明僅采用了技術(shù)成熟的固定波長(zhǎng)高隔離度濾波技術(shù)，且無(wú)運(yùn)動(dòng)掃描部件，具有技術(shù)成熟度高，器件易獲得，成本低廉，工作可靠的優(yōu)勢(shì)。
2)由于本發(fā)明在基準(zhǔn)噪聲譜平臺(tái)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的濾波器上采用了寬譜結(jié)構(gòu)，可以極大地提高噪聲信號(hào)的通過(guò)率，加大了噪聲電平的信號(hào)強(qiáng)度，加之光功率監(jiān)測(cè)可以采用對(duì)數(shù)放大技術(shù)或分檔放大技術(shù)，極大地提高了信號(hào)監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)范圍。
3)根據(jù)WDM傳輸系統(tǒng)光信噪比變化的規(guī)律，本裝置在用于與光分波器、光合波器、光分插復(fù)用器合并監(jiān)測(cè)光信噪比，或作為一個(gè)獨(dú)立裝置固定于系統(tǒng)的某個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的光信噪比時(shí)，具有很高的光信噪比監(jiān)測(cè)精度。
4)由于本裝置沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件和環(huán)境溫度敏感器件，且功耗低，體積小，所以對(duì)工作環(huán)境要求低，易于集成到波分復(fù)用設(shè)備中。


圖1—波分復(fù)用光信噪比譜線與噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布示意圖；圖2—獨(dú)立型光信噪比監(jiān)測(cè)裝置框圖，圖3.1—前置型模塊分解圖，圖3.2—后置型模塊分解圖，圖3.3—并聯(lián)型模塊分解圖；
圖4—分波器型光信噪比監(jiān)測(cè)裝置框圖；圖5—分插復(fù)用器型光信噪比監(jiān)測(cè)置框圖；圖6—合波器型光信噪比監(jiān)測(cè)裝置框圖。
其中A、B、C、D、E—各光噪聲平臺(tái)監(jiān)測(cè)濾波器編號(hào)；1—信號(hào)、噪聲分離/噪聲濾波模塊，簡(jiǎn)稱模塊，分為1.1—前置型模塊，1.2—后置型模塊，1.3—并聯(lián)型模塊；2—波分復(fù)用通道光功率監(jiān)測(cè)器，簡(jiǎn)稱監(jiān)測(cè)器，用于監(jiān)測(cè)各通道的信號(hào)光功率；3—光電探測(cè)二級(jí)管(PIN或PD)/對(duì)數(shù)放大電路；4—單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口；5—輸入光信號(hào)；6—光數(shù)據(jù)輸出通道，即各光功率與光信噪比光數(shù)據(jù)輸出通道；7—校準(zhǔn)等參數(shù)；8—薄膜光學(xué)濾波片或光纖光柵濾波器，簡(jiǎn)稱濾波器；9—噪聲光；10—合路信號(hào)光；11—分路信號(hào)光；12—光耦合器；13—光分波器；14—光分插復(fù)用器；15—光合波器。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。
1、波分復(fù)用光信噪比監(jiān)測(cè)方法有下列具體操作步驟A、用高精度光譜分析儀測(cè)試校準(zhǔn)信號(hào)(利用實(shí)際待測(cè)信號(hào))，獲得準(zhǔn)確的光信噪比數(shù)據(jù)OSNRN，并輸入單片機(jī)；B、將校準(zhǔn)信號(hào)輸入測(cè)試裝置，監(jiān)測(cè)各光通路的光功率PN、各噪聲平臺(tái)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的功率NPM；C、下達(dá)設(shè)備校準(zhǔn)指令，單片機(jī)計(jì)算出各通路的噪聲功率NN＝PN-OSNRN；D、根據(jù)各通路的中心波長(zhǎng)λN、各噪聲平臺(tái)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的中心波長(zhǎng)λM，以及各噪聲平臺(tái)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)功率NPM，用插值法計(jì)算各通路的噪聲平臺(tái)值NAN；噪聲平臺(tái)監(jiān)測(cè)點(diǎn)為一個(gè)時(shí)，各通路噪聲平臺(tái)值視同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)功率；監(jiān)測(cè)點(diǎn)為兩個(gè)時(shí)，采用線性插值法；多于兩個(gè)時(shí)，采用線性插值法或其它高階插值法，如拉格朗日插值法等；E、各通道噪聲校準(zhǔn)修正參數(shù)CN＝NN-NAN，保存此校正參數(shù)，以便以后實(shí)際監(jiān)測(cè)時(shí)調(diào)用，然后完成校準(zhǔn)；F、將待測(cè)信號(hào)輸入測(cè)試裝置，監(jiān)測(cè)各光通路的光功率P′N、各噪聲平臺(tái)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的功率NP′M；G、根據(jù)各通道的波長(zhǎng)λN、各噪聲平臺(tái)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的中心波長(zhǎng)λM，以及各噪聲平臺(tái)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的功率NP′M，用插值法計(jì)算各通道的噪聲平臺(tái)值NA′N(采用與校準(zhǔn)時(shí)相同的插值計(jì)算方法)；H、用各通道噪聲校準(zhǔn)修正參數(shù)校正各通道噪聲平臺(tái)值，獲得各通路的噪聲功率N′N＝NA′N+CNI、根據(jù)計(jì)算出的各通路的噪聲功率和監(jiān)測(cè)到的各光通路的光功率，計(jì)算各通道光信噪比OSNR′N＝P′N-N′N；J、輸出光信噪比監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，然后反復(fù)F～J步驟，進(jìn)行反復(fù)監(jiān)測(cè)。
注意上述步驟中的各計(jì)算量中，光功率單位為dBm，光信噪比與校準(zhǔn)修正參數(shù)的單位為dB。若光功率單位為mW，光信噪比與校準(zhǔn)修正參數(shù)無(wú)單位，則各計(jì)算公式中應(yīng)相應(yīng)將加法改為乘法，減法改為除法。
2、波分復(fù)用光信噪比監(jiān)測(cè)裝置1)實(shí)施例1的獨(dú)立型光信噪比監(jiān)測(cè)裝置如圖2所示，由下列部件組成，其連接關(guān)系是信號(hào)、噪聲分離/噪聲濾波模塊1，一部分通過(guò)光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路3與單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口4連接；另一部分通過(guò)波分復(fù)用通道光功率監(jiān)測(cè)器2與單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口4連接。
其工作原理是輸入光信號(hào)5經(jīng)過(guò)信號(hào)、噪聲分離/噪聲濾波模塊1分解為各噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)的噪聲光與信號(hào)光，其中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的噪聲光送給噪聲功率監(jiān)測(cè)的各光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路3進(jìn)行光功率監(jiān)測(cè)與放大；信號(hào)光則送給波分復(fù)用通道光功率監(jiān)測(cè)器2進(jìn)行各光通道光功率監(jiān)測(cè)；然后將這些監(jiān)測(cè)到的噪聲與信號(hào)光功率電平送給單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口5進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并與輸入的校準(zhǔn)等參數(shù)7共同進(jìn)行運(yùn)算處理，然后將監(jiān)測(cè)結(jié)果送光數(shù)據(jù)輸出通道6。
前置型模塊1.1如圖3.1所示，由各噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)的噪聲光信號(hào)濾波器8串聯(lián)組成，他們將符合自己要求的噪聲光信號(hào)9濾出，其它光信號(hào)反射輸出，最后將其它無(wú)用的噪聲信號(hào)以及合路信號(hào)光10通過(guò)反射端輸出。其工作原理是輸入光信號(hào)5經(jīng)過(guò)串聯(lián)的各濾波器8濾出各噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)的噪聲光9輸出，其它各信號(hào)光則反射成合路信號(hào)光10輸出。
后置型模塊1.2如圖3.2所示，由各通路光信號(hào)濾波器8串聯(lián)，其最后的反射輸出再送給串聯(lián)的各噪聲光信號(hào)濾波器8。其工作原理是輸入光信號(hào)5經(jīng)過(guò)串聯(lián)的各通路光信號(hào)濾波器8濾出分路信號(hào)光11輸出，再將反射出的噪聲信號(hào)送給串聯(lián)的噪聲光信號(hào)濾波器8濾出各噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)的噪聲光9輸出。
并聯(lián)型模塊1.3如圖3.3所示，由一個(gè)耦合器12和各噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)的噪聲光信號(hào)濾波器8串聯(lián)組成。其工作原理是輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)光耦合器12分別輸出給合路信號(hào)光10和串聯(lián)的濾波器8濾出各噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)的噪聲光9，以便輸出。
2)實(shí)施例2的分波器型光信噪比監(jiān)測(cè)裝置如圖4所示，由下列部件組成，其連接關(guān)系是信號(hào)、噪聲分離/噪聲濾波模塊1，一部分通過(guò)光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路3組與單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口4連接；另一部分依次通過(guò)光分波器13、光耦合器12組、噪聲與信號(hào)光的光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路3組與單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口4連接。
其工作原理是輸入光信號(hào)5經(jīng)過(guò)信號(hào)、噪聲分離/噪聲濾波模塊1，分解出的噪聲光送給負(fù)責(zé)噪聲光功率監(jiān)測(cè)的光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路組3，合路光信號(hào)送給光分波器13，光分波器13分解出的各通道光信號(hào)經(jīng)光耦合器12分光后，一部分輸出給其它系統(tǒng)處理單元處理，另一部分送給負(fù)責(zé)通道光信號(hào)功率監(jiān)測(cè)的光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路組3，其輸出電平與噪聲監(jiān)測(cè)電平一道，送給單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口5進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并與輸入的校準(zhǔn)等參數(shù)7共同進(jìn)行運(yùn)算處理，然后將監(jiān)測(cè)結(jié)果送光數(shù)據(jù)輸出通道6。
3)實(shí)施例3的分插復(fù)用器型光信噪比監(jiān)測(cè)置如圖5所示，由下列部件組成，其連接關(guān)系是信號(hào)、噪聲分離/噪聲濾波模塊1，一部分通過(guò)光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路3組與單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口4連接；另一部分依次通過(guò)光分插復(fù)用器14、光耦合器12、光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路組3與單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口4連接。
其工作原理是輸入光信號(hào)5送給信號(hào)、噪聲分離/噪聲濾波模塊1，分解出的噪聲光送給負(fù)責(zé)噪聲光功率監(jiān)測(cè)的光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路組3，合路光信號(hào)送給光分插復(fù)用器14，它分解出的各下話通道光信號(hào)經(jīng)光耦合器12分光后，一部分輸出給其它系統(tǒng)處理單元處理，另一部分送給負(fù)責(zé)通道光信號(hào)功率監(jiān)測(cè)的光電探測(cè)二級(jí)管與對(duì)數(shù)放大電路組3。上話光通道的光經(jīng)光耦合器12分光后，一部分輸出給光分插復(fù)用器14進(jìn)行上話處理，另一部分送給負(fù)責(zé)通道光信號(hào)功率監(jiān)測(cè)的光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路組3，其輸出電平與下話光通道光功率監(jiān)測(cè)電平以及噪聲監(jiān)測(cè)電平一道，送給單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口4進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并與輸入的校準(zhǔn)等參數(shù)7共同進(jìn)行運(yùn)算處理，然后將監(jiān)測(cè)結(jié)果送光數(shù)據(jù)輸出通道6。
4)實(shí)施例4的合波器型光信噪比監(jiān)測(cè)裝置如圖6所示，由下列部件組成，其連接關(guān)系是光耦合器12，其一部分與光合波器15連接，另一部分通過(guò)光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路組3與單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口4連接；信號(hào)、噪聲分離/噪聲濾波模塊1通過(guò)光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路3與單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口4連接。
其工作原理是各通道輸入信號(hào)光5送給光耦合器12分光后，一部分輸出給光合波器15進(jìn)行合波輸出10，另一部分送給負(fù)責(zé)通道光信號(hào)功率監(jiān)測(cè)的光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路組3，其輸出的各通道光功率電平送給單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口4，經(jīng)外部其它器件放大、分光或直接由光合波器輸出的合路光信號(hào)送給信號(hào)、噪聲分離與噪聲濾波模塊1，分解出的噪聲光送給負(fù)責(zé)噪聲光功率監(jiān)測(cè)的光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路組3，送給單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口5。送給單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口5，對(duì)各噪聲監(jiān)測(cè)信號(hào)電平與各通道信號(hào)光功率電平進(jìn)行數(shù)據(jù)采集后，合并輸入的校準(zhǔn)等參數(shù)7共同進(jìn)行運(yùn)算處理，然后將監(jiān)測(cè)結(jié)果送光數(shù)據(jù)輸出通道6。
權(quán)利要求
1.一種波分復(fù)用光信噪比監(jiān)測(cè)方法，其特征在于有下列操作步驟A、用高精度光譜分析儀測(cè)試校準(zhǔn)信號(hào)，即利用實(shí)際待測(cè)信號(hào)，獲得準(zhǔn)確的光信噪比數(shù)據(jù)OSNRN，并輸入單片機(jī)；B、將校準(zhǔn)信號(hào)輸入監(jiān)測(cè)裝置，監(jiān)測(cè)各光通路的光功率PN、各噪聲平臺(tái)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的功率NPM；C、下達(dá)設(shè)備校準(zhǔn)指令，單片機(jī)計(jì)算出各通路的噪聲功率NN＝PN-OSNRN；D、根據(jù)各通路的中心波長(zhǎng)λN、各噪聲平臺(tái)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的中心波長(zhǎng)λM，以及各噪聲平臺(tái)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)功率NPM，用插值法計(jì)算各通路的噪聲平臺(tái)值NAN；噪聲平臺(tái)監(jiān)測(cè)點(diǎn)為一個(gè)時(shí)，各通路噪聲平臺(tái)值視同監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)功率；監(jiān)測(cè)點(diǎn)為兩個(gè)時(shí)，采用線性插值法；多于兩個(gè)時(shí)，采用線性插值法或其它高階插值法，如拉格朗日插值法等；E、各通道噪聲校準(zhǔn)修正參數(shù)CN＝NN-NAN，保存此校正參數(shù)，以便以后實(shí)際監(jiān)測(cè)時(shí)調(diào)用，然后完成校準(zhǔn)；F、將待測(cè)信號(hào)輸入測(cè)試裝置，監(jiān)測(cè)各光通路的光功率P′N、各噪聲平臺(tái)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的功率NP′M；G、根據(jù)各通道的波長(zhǎng)λN、各噪聲平臺(tái)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的中心波長(zhǎng)λM，以及各噪聲平臺(tái)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的功率NP′M，用插值法計(jì)算各通道的噪聲平臺(tái)值NA′N，即采用與校準(zhǔn)時(shí)相同的插值計(jì)算方法；H、用各通道噪聲校準(zhǔn)修正參數(shù)校正各通道噪聲平臺(tái)值，獲得各通路的噪聲功率N′N＝NA′N+CN；I、根據(jù)計(jì)算出的各通路的噪聲功率和監(jiān)測(cè)到的各光通路的光功率，計(jì)算各通道光信噪比OSNR′N＝P′N-N′N；J、輸出光信噪比監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，然后反復(fù)F～J步驟，進(jìn)行反復(fù)監(jiān)測(cè)；上述步驟中的各計(jì)算量中，光功率單位為dBm，光信噪比與校準(zhǔn)修正參數(shù)的單位為dB；若光功率單位為mW，光信噪比與校準(zhǔn)修正參數(shù)無(wú)單位，則各計(jì)算公式中應(yīng)相應(yīng)將加法改為乘法，減法改為除法。
2.實(shí)施權(quán)項(xiàng)1所述方法的第一種獨(dú)立型波分復(fù)用光信噪比監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于由下列部件組成，其連接關(guān)系是信號(hào)、噪聲分離/噪聲濾波模塊(1)，一部分通過(guò)光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路(3)組與單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口(4)連接；另一部分通過(guò)波分復(fù)用通道光功率監(jiān)測(cè)器(2)與單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口(4)連接。
3.實(shí)施權(quán)項(xiàng)1所述方法的第二種分波器型波分復(fù)用光信噪比監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于由下列部件組成，其連接關(guān)系是信號(hào)、噪聲分離/噪聲濾波模塊(1)，一部分通過(guò)光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路(3)組與單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口(4)連接；另一部分通過(guò)光分波器(13)、光耦合器(12)組、噪聲與信號(hào)光的光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路(3)組與單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口(4)連接。
4.實(shí)施權(quán)項(xiàng)1所述方法的第三種分插復(fù)用器型波分復(fù)用光信噪比監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于由下列部件組成，其連接關(guān)系是信號(hào)、噪聲分離/噪聲濾波模塊(1)，一部分通過(guò)光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路(3)組與單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口(4)連接；另一部分依次通過(guò)光分插復(fù)用器(14)、光耦合器(12)組、光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路(3)組與單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口(4)連接。
5.實(shí)施權(quán)項(xiàng)1所述方法的第四種合波器型波分復(fù)用光信噪比監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于由下列部件組成，其連接關(guān)系是光耦合器(12)組，其一部分與光合波器(15)連接，另一部分通過(guò)光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路(3)組與單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口(4)連接；信號(hào)、噪聲分離/噪聲濾波模塊(1)通過(guò)光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路(3)組與單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口(4)連接。
6.按權(quán)項(xiàng)2、3、4、5所述的第一種、第二種、第三種、第四種波分復(fù)用光信噪比監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于模塊(1)由下列部件組成，其連接關(guān)系是或?yàn)榍爸眯湍K(1.1)時(shí)，由各噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)的噪聲光信號(hào)濾波器(8)串聯(lián)組成，各通路信號(hào)由反射端輸出；或?yàn)楹笾眯湍K(1.2)時(shí)，由各通路光信號(hào)濾波器(8)串聯(lián)，其最后的反射輸出再送給串聯(lián)的各噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)的噪聲光信號(hào)濾波器(8)；或?yàn)椴⒙?lián)型模塊(1.3)時(shí)，由一個(gè)耦合器(12)和各噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)的噪聲光信號(hào)濾波器(8)串聯(lián)組成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種波分復(fù)用光信噪比監(jiān)測(cè)方法及其裝置；涉及一種波分復(fù)用(WDM)與光分插復(fù)用(OADM)傳輸系統(tǒng)的光信噪比監(jiān)測(cè)的技術(shù)；具體地說(shuō)，涉及光信噪比監(jiān)測(cè)的方法及其裝置。本裝置有獨(dú)立型、分波器型、分插復(fù)用器型、合波器型，由信號(hào)、噪聲分離/噪聲濾波模塊、波分復(fù)用通道光功率監(jiān)測(cè)器、光電探測(cè)二級(jí)管/對(duì)數(shù)放大電路、單片機(jī)及其數(shù)據(jù)采集接口、光耦合器、光分波器、光分插復(fù)用器、光合波器組成。信號(hào)、噪聲分離/噪聲濾波模塊有前置型、后置型、并聯(lián)型，由薄膜光學(xué)濾波片/光纖光柵濾波器組成。由于本裝置沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件和環(huán)境溫度敏感器件，且功耗低，體積小，所以對(duì)工作環(huán)境要求低，易于集成到波分復(fù)用裝置中。
文檔編號(hào)H04B10/08GK1474533SQ0312525
公開(kāi)日2004年2月11日 申請(qǐng)日期2003年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月12日
發(fā)明者雷非, 王紅啟, 陳靜偉, 吳珊, 雷 非 申請(qǐng)人:烽火通信科技股份有限公司