[發明專利]一種基于偏振復用信號的光信噪比監控器

有效

• 申請號: 201210058852.7
• 申請日: 2012-03-08
• 公開（公告）號: CN102624448A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 陳智宇;閆連山;姜恒云;易安林;潘煒;羅斌;鄒喜華;張志勇
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H04B10/08
• 分類號: H04B10/08;G02B6/27
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術領域

本發明涉及光學器件技術領域，尤其是一種基于偏振復用信號的光信噪比監控器。適用于監控偏振復用系統中相互正交的偏振信道的光信噪比監控，同時可以實現光參量放大、波長轉換等網絡功能。

背景技術

在過去十年中，骨干網中的光傳輸速率得到快速增漲，通過密集波分復用DWDM使得傳輸容量也大幅度提高，PSK、PDM等先進的調制形式在光網絡中也得到越來越多的應用，因此為了管理這樣一個高容量光傳輸系統和交換系統，準備把握當前信號質量問題，光性能監控是必不可少的。具體來說，光性能監控技術可以實時反映系統的參數情況，保障網絡安全高速運行，增強網絡靈活性，為實現對惡化效應的動態補償提供信息依據，從而對提高用戶傳輸信號的質量提供保證。尤其在動態透明的光網絡，數據格式和比特率的透明意味著一個光路可以用來傳輸不同格式和不同比特率的數據，而且光信號可以穿過不同的路徑和不同的光學元件。但是每路光信號有它自己的來源和信號質量，為了測定光網絡中光信號的質量必須監測許多物理層的參數，例如光強度、色散、光信噪比、Q因子和非線性等。其中，光信噪比能夠更為直觀的反映出信號質量好壞，因此，光信噪比的測量與監控一直都是全光信息處理研究的重點之一。

目前，大部分光信噪比監控的方案只適用于單偏振系統中，例如：基于窄帶濾波的光譜分析法，基于偏振分束加數字信號處理結構，基于光半導體放大器(SOA)結構中的非線性效應等方案。然而隨著大容量光網絡的需要以及偏振復用技術的發展，偏振復用系統中光信噪比的監控顯得越來越重要。目前只有少量的文章研究了偏振復用信號的光信噪比監控，其方法主要有：(1)基于馬赫-增德爾干涉結構，這種方案不受色度色散、偏振模色散以及噪聲部分偏振化的影響。但是利用這種方式實現多個通道的OSNR監控就需要多個測量裝置，因此不適用于DWDM系統中；(2)基于高非線性光纖加功率探測器結構，這種方案利用光纖中的受激布里淵散射效應，這種方案可適用于WDM系統的PDM信號的OSNR監控，但是測量的OSNR會受偏振模色散或色度色散的影響；(3)基于窄帶光濾波和射頻頻譜分析儀結構，這種方式可以實現PMD、CD不敏感的OSNR監控。但是，由于很多參數都可能影響到信號的射頻譜，該方法需要知道原信號的很多先驗信息才能夠進行精確的監控。另外，以上所有方法都是簡單的把PDM信號作為一個整體來監測OSNR，而實際上，傳輸中的信號由PDL等因素會引起兩個偏振態的OSNR不相等，因此(4)基于數字信號處理DSP)結構，通過優化算法，對偏振復用信號中正交偏振態單獨處理，可實現偏振模色散、色度色散不敏感的光信噪比監控，但是其處理速率受到“電域瓶頸”的限制而不適用于高速交換網絡中。

發明內容

鑒于現有技術的以上缺點，本發明的目的是提供一種基于偏振復用信號的光信噪比的全光監控設備，采用一個非線性偏振復用光纖環鏡結構，實現了對兩路相互垂直的偏振信號的全光處理，速率透明，穩定性好，并且成功消除了非線性偏振旋轉效應。通過調節偏振控制器和濾波器可以實現對任意一個偏振復用信號中不同偏振態的光信噪比的同時監控。

本發明的目的是通過如下的手段實現的：

一種基于偏振復用信號的光信噪比監控器，用以實現偏振復用信號中多路偏振信道的光信噪比的同時監控，包括：泵浦光單元102，耦合器101，偏振控制器103，環型器104、偏振分束器105、法拉第旋轉單元106、高非線性光纖107以及可調濾波器108；所述泵浦光單元102輸出光信號與偏振復用光信號之間滿足級聯四波混頻效應產生條件；所述法拉第旋轉單元106產生90度的偏振旋轉。

采用本發明的設備，利用一個偏振控制器、一個偏振分束器、一個高非線性光纖以及一個濾波器就同時實現了偏振復用信號中多路偏振態的全光監控，克服了傳統電域方案的速率限制，并且能夠實現包括光參量放大、波長轉換等不同的網絡功能，操作簡單，可應用于高速光交換網絡中的信號質量監控以及網絡性能檢測。

本發明物理上采用單環路雙向通道、對等結構；邏輯上實現了兩個偏正態正交光信號的同時處理；對速率透明且可同時實現光參量放大、全光波長轉換等其他網絡功能。通過調節偏振控制器和濾波器可實現任意波長的偏振復用信號的光信噪比的監控。