TWI696355B - Optical fiber dispersion monitoring device - Google Patents
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Abstract
一種光纖色散監控裝置包含一光延遲干涉儀、一信號處理模組,及一控制模組。該光延遲干涉儀受一延遲控制信號控制而使其一振幅響應波形所具有之多個正交點中的一者的位置對應到一光通訊系統的一光回授信號的一中心波長,且根據該延遲控制信號及該光回授信號產生彼此具有180度相位差的第一及第二延遲干涉信號,該信號處理模組根據該等第一及第二延遲干涉信號產生至少一誤差信號,該控制模組產生該延遲控制信號給該光延遲干涉儀,且根據該至少一誤差信號產生並輸出一控制信號至該光通訊系統,以調整該光通訊系統的色散。An optical fiber dispersion monitoring device includes an optical delay interferometer, a signal processing module, and a control module. The optical delay interferometer is controlled by a delay control signal so that the position of one of the multiple orthogonal points of an amplitude response waveform corresponds to a center wavelength of an optical feedback signal of an optical communication system, and Generating first and second delayed interference signals with a phase difference of 180 degrees from each other according to the delay control signal and the optical feedback signal, the signal processing module generates at least one error signal according to the first and second delayed interference signals, The control module generates the delay control signal to the optical delay interferometer, and generates and outputs a control signal to the optical communication system according to the at least one error signal to adjust the dispersion of the optical communication system.
Description
本發明是有關於一種監控裝置,特別是指一種光纖色散監控裝置。 The invention relates to a monitoring device, in particular to an optical fiber dispersion monitoring device.
在光纖通訊系統中,色散或光學色散係一種因波速與其波長之相依性而令光波分散成不同波長的光譜成分的現象。當光學信號或脈衝投射至如光纖通道中時,其之波封沿著光纖通道以波群速度傳播。由於此脈衝包含一系列的光譜成分,各光譜成分以不同的波群速度前進,造成波群速度色散(Group velocity dispersion,GVD)、模內(intramodal)色散,或簡單地光纖色散。這個分散現象亦常稱為脈衝展寬。當脈衝沿著光纖前進,光譜成分在空間與時間上持續分散,直到脈衝變得太寬,使得光接收器無法分辨出「0」位元與「1」位元間之差異。 In optical fiber communication systems, dispersion or optical dispersion is a phenomenon in which light waves are dispersed into spectral components of different wavelengths due to the dependence of wave speed on its wavelength. When an optical signal or pulse is projected into, for example, a fiber channel, its wave envelope propagates along the fiber channel at the wave group velocity. Since this pulse contains a series of spectral components, each spectral component advances at different wave group velocities, resulting in group velocity dispersion (GVD), intramodal dispersion, or simply fiber dispersion. This dispersion phenomenon is often referred to as pulse spreading. As the pulse advances along the fiber, the spectral components continue to spread in space and time until the pulse becomes too wide, so that the optical receiver cannot distinguish the difference between the "0" bit and the "1" bit.
隨著網路頻寬需求成長,傳輸速率也不斷提升,相鄰位元間的時間間隔持續縮減,若前進距離夠大,一脈衝之前緣與上一個脈衝之後緣重疊,則會發生符號間干擾(Inter symbol interference,ISI)並導致位元模糊。也就是說,隨著光學通訊鏈結提升到較高傳輸速度(如都市鏈結提升從2.5Gbits/s到10Gbits/s、新的40Gbits/s鏈結等等),色散便成為影響光纖通訊的信號品質的重要因素之一。因此,為了避免色散對光纖通訊系統造成嚴重影響,如何準確色散補償便成為相當重要的課題。 As the demand for network bandwidth grows, the transmission rate continues to increase, and the time interval between adjacent bits continues to decrease. If the advance distance is large enough, the leading edge of one pulse overlaps the trailing edge of the previous pulse, intersymbol interference will occur. (Inter symbol interference, ISI) and cause bit ambiguity. That is to say, as the optical communication link is upgraded to a higher transmission speed (such as the urban link is upgraded from 2.5Gbits/s to 10Gbits/s, the new 40Gbits/s link, etc.), the dispersion becomes the influence of optical fiber communication One of the important factors of signal quality. Therefore, in order to avoid the serious impact of dispersion on the optical fiber communication system, how to accurately compensate for dispersion becomes a very important issue.
然而,習知光纖色散監控裝置用於監控高速傳輸的光訊號時,其不利地僅可監控具有相對短的光傳輸距離(即可監控範圍較受限)且監控準確度較差,導致其不便於使用。因此,習知光纖色散監控裝置仍有改進的空間。 However, when the conventional fiber dispersion monitoring device is used to monitor high-speed transmission optical signals, it is disadvantageous that it can only monitor a relatively short optical transmission distance (that is, the monitoring range is limited) and the monitoring accuracy is poor, resulting in inconvenience use. Therefore, there is still room for improvement in conventional fiber dispersion monitoring devices.
因此,本發明之一個目的,即在提供一種能夠克服先前技術之缺點的光纖色散監控裝置。 Therefore, an object of the present invention is to provide an optical fiber dispersion monitoring device that can overcome the shortcomings of the prior art.
於是,本發明光纖色散監控裝置適用於監控一光通訊系統的色散。該光纖色散監控裝置包含一光延遲干涉儀、一信號處理模組,及一控制模組。 Therefore, the optical fiber dispersion monitoring device of the present invention is suitable for monitoring the dispersion of an optical communication system. The optical fiber dispersion monitoring device includes an optical delay interferometer, a signal processing module, and a control module.
該光延遲干涉儀接收一指示一可調延遲時間的延遲控制信號,且適用於接收該光通訊系統之一分光器所分割出的一光回授信號,該光延遲干涉儀受該延遲控制信號的控制而使其一振幅響應波形所具有之多個正交點中的一者的位置對應到該光回授信號 的一中心波長,且根據該延遲控制信號及該光回授信號產生一第一延遲干涉信號及一第二延遲干涉信號,該等第一及第二延遲干涉信號彼此具有180度的相位差。 The optical delay interferometer receives a delay control signal indicating an adjustable delay time, and is suitable for receiving an optical feedback signal divided by an optical splitter of the optical communication system. The optical delay interferometer is subjected to the delay control signal Control of one of the multiple orthogonal points of an amplitude response waveform corresponding to the optical feedback signal And a first delayed interference signal and a second delayed interference signal according to the delay control signal and the optical feedback signal. The first and second delayed interference signals have a phase difference of 180 degrees from each other.
該信號處理模組耦接該光延遲干涉儀以接收該等第一及第二延遲干涉信號,並至少根據該等第一及第二延遲干涉信號產生至少一誤差信號。 The signal processing module is coupled to the optical delay interferometer to receive the first and second delayed interference signals, and generates at least one error signal based at least on the first and second delayed interference signals.
該控制模組電連接該光延遲干涉儀及該信號處理模組,用來產生並輸出該延遲控制信號至該光延遲干涉儀,且接收來自該信號處理模組的該至少一誤差信號,該控制模組根據該至少一誤差信號產生並輸出一控制信號至該光通訊系統,以調整該光通訊系統的色散。 The control module is electrically connected to the optical delay interferometer and the signal processing module for generating and outputting the delay control signal to the optical delay interferometer, and receiving the at least one error signal from the signal processing module, the The control module generates and outputs a control signal to the optical communication system according to the at least one error signal to adjust the dispersion of the optical communication system.
因此,本發明的另一個目的,即在提供一種能夠克服先前技術之缺點的光纖色散監控裝置。 Therefore, another object of the present invention is to provide an optical fiber dispersion monitoring device that can overcome the shortcomings of the prior art.
於是,本發明光纖色散監控裝置適用於監控一光通訊系統的色散。該光纖色散監控裝置包含一光延遲干涉儀、一信號處理模組,及一控制模組。 Therefore, the optical fiber dispersion monitoring device of the present invention is suitable for monitoring the dispersion of an optical communication system. The optical fiber dispersion monitoring device includes an optical delay interferometer, a signal processing module, and a control module.
該光延遲干涉儀適用於接收該光通訊系統之一分光器所分割出的一光回授信號,且接收一延遲控制信號,該光延遲干涉儀至少操作在一第一預定期間及一接續在該第一預定期間後的第二預定期間,在該第一預定期間,該延遲控制信號指示一第一延遲 時間,以使該光延遲干涉儀之一振幅響應波形所具有之多個正交點中之一第k個正交點的位置對應到該光回授信號的一中心波長,且根據該延遲控制信號及該光回授信號產生一第一延遲干涉信號,在該第二預定期間,該延遲控制信號指示一第二延遲時間,以使該光延遲干涉儀之該振幅響應波形的該等正交點中之一第(k+1)個正交點的位置對應到該光回授信號的該中心波長,且根據該延遲控制信號及該光回授信號產生一第二延遲干涉信號,該等第一及第二延遲干涉信號彼此具有180度的相位差,k為任一正奇數。 The optical delay interferometer is suitable for receiving an optical feedback signal divided by an optical splitter of the optical communication system and receiving a delay control signal. The optical delay interferometer operates at least for a first predetermined period and a continuous A second predetermined period after the first predetermined period, during the first predetermined period, the delay control signal indicates a first delay Time so that the position of the kth orthogonal point among the orthogonal points of an amplitude response waveform of the optical delay interferometer corresponds to a central wavelength of the optical feedback signal, and is controlled according to the delay The signal and the optical feedback signal generate a first delayed interference signal, and during the second predetermined period, the delay control signal indicates a second delay time to cause the orthogonality of the amplitude response waveforms of the optical interferometer The position of the (k+1)th orthogonal point in one of the points corresponds to the center wavelength of the optical feedback signal, and a second delayed interference signal is generated according to the delay control signal and the optical feedback signal. The first and second delayed interference signals have a phase difference of 180 degrees from each other, and k is any positive odd number.
該信號處理模組耦接該光延遲干涉儀以依序接收該等第一及第二延遲干涉信號,並在接收到該等第一及第二延遲干涉信號時據以產生一誤差信號。 The signal processing module is coupled to the optical delay interferometer to sequentially receive the first and second delayed interference signals, and accordingly generates an error signal when receiving the first and second delayed interference signals.
該控制模組電連接該光延遲干涉儀及該信號處理模組,用來產生並輸出該延遲控制信號至該光延遲干涉儀,且接收來自該信號處理模組的該誤差信號,並根據該誤差信號產生並輸出一控制信號至該光通訊系統,以調整該光通訊系統的色散。 The control module is electrically connected to the optical delay interferometer and the signal processing module for generating and outputting the delay control signal to the optical delay interferometer, and receiving the error signal from the signal processing module, and according to the The error signal generates and outputs a control signal to the optical communication system to adjust the dispersion of the optical communication system.
因此,本發明的又一個目的,即在提供一種能夠克服先前技術之缺點的光纖色散監控裝置。 Therefore, another object of the present invention is to provide an optical fiber dispersion monitoring device that can overcome the shortcomings of the prior art.
於是,本發明光纖色散監控裝置適用於監控一光通訊系統的色散。該光纖色散監控裝置包含包含一光延遲干涉儀、一信號處理模組,及一控制模組。 Therefore, the optical fiber dispersion monitoring device of the present invention is suitable for monitoring the dispersion of an optical communication system. The optical fiber dispersion monitoring device includes an optical delay interferometer, a signal processing module, and a control module.
該光延遲干涉儀接收一指示一可調延遲時間的延遲控制信號,且適用於接收該光通訊系統之一分光器所分割出的一光回授信號,該光延遲干涉儀受該延遲控制信號的控制而使其一振幅響應波形所具有之多個正交點中的一者的位置對應到該光回授信號的一中心波長,且根據該延遲控制信號及該光回授信號產生一延遲干涉信號。 The optical delay interferometer receives a delay control signal indicating an adjustable delay time, and is suitable for receiving an optical feedback signal divided by an optical splitter of the optical communication system. The optical delay interferometer is subjected to the delay control signal Control of one of the multiple orthogonal points of an amplitude response waveform corresponding to a center wavelength of the optical feedback signal, and a delay is generated according to the delay control signal and the optical feedback signal Interference signal.
該信號處理模組耦接該光延遲干涉儀以接收該延遲干涉信號,並根據該延遲干涉信號產生一第一功率偵測信號及一第二功率偵測信號。 The signal processing module is coupled to the optical delay interferometer to receive the delayed interference signal, and generates a first power detection signal and a second power detection signal according to the delayed interference signal.
該控制模組電連接該光延遲干涉儀及該信號處理模組,用來產生並輸出該延遲控制信號至該光延遲干涉儀,且接收來自該信號處理模組的該等第一及第二功率偵測信號,並根據該等第一及第二功率偵測信號二者其中之一產生並輸出一控制信號至該光通訊系統,以調整該光通訊系統的色散。 The control module is electrically connected to the optical delay interferometer and the signal processing module for generating and outputting the delay control signal to the optical delay interferometer and receiving the first and second signals from the signal processing module The power detection signal generates and outputs a control signal to the optical communication system according to one of the first and second power detection signals to adjust the dispersion of the optical communication system.
本發明之功效在於:藉由該光延遲干涉儀與該控制模組相配合可使該光纖色散監控裝置的監控範圍較大,且該控制模組根據該誤差信號產生該控制信號來調整該光通訊系統的色散可達到提升該光纖色散監控裝置的監控準確度之目的。 The effect of the present invention is that, by cooperating with the optical delay interferometer and the control module, the monitoring range of the optical fiber dispersion monitoring device can be made larger, and the control module generates the control signal according to the error signal to adjust the light The dispersion of the communication system can achieve the purpose of improving the monitoring accuracy of the optical fiber dispersion monitoring device.
1:光通訊系統 1: Optical communication system
11:光發射器 11: Light emitter
12:光放大器 12: Optical amplifier
13:光鏈路 13: Optical link
14:可調色散補償器 14: Adjustable dispersion compensator
15:分光器 15: beam splitter
16:光接收器 16: Optical receiver
2、7、8:光纖色散監控裝置 2, 7, 8: Fiber optic dispersion monitoring device
3、71、81:光延遲干涉儀 3. 71, 81: optical delay interferometer
4:信號處理模組 4: Signal processing module
41:光電轉換單元 41: Photoelectric conversion unit
411:第一光電轉換器 411: The first photoelectric converter
412:第二光電轉換器 412: Second photoelectric converter
42、42a:信號放大單元 42, 42a: signal amplification unit
421、423:第一信號放大器 421, 423: the first signal amplifier
422、424:第二信號放大器 422, 424: second signal amplifier
43、43a:帶通濾波單元 43, 43a: band-pass filter unit
431、433:第一帶通濾波器 431, 433: The first band-pass filter
432、434:第二帶通濾波器 432, 434: second bandpass filter
435:第三帶通濾波器 435: Third band-pass filter
436:第四帶通濾波器 436: Fourth band-pass filter
44、44a:功率偵測單元 44, 44a: Power detection unit
441、443:第一功率偵測器 441, 443: the first power detector
442、444:第二功率偵測器 442, 444: second power detector
445:第三功率偵測器 445: Third power detector
446:第四功率偵測器 446: Fourth power detector
45、45a:比較單元 45, 45a: comparison unit
5、73、83:控制模組 5, 73, 83: control module
6、72、82:信號處理模組 6, 72, 82: signal processing module
61:光開關 61: Optical switch
62:光電轉換器 62: Photoelectric converter
63:信號放大器 63: Signal amplifier
64:第一帶通濾波器 64: The first band-pass filter
65:第二帶通濾波器 65: Second band-pass filter
66:第一功率偵測器 66: The first power detector
67:第二功率偵測器 67: Second power detector
68:比較器 68: Comparator
721:光電轉換器 721: Photoelectric converter
722:信號放大器 722: Signal amplifier
723:帶通濾波器 723: band-pass filter
724:功率偵測器 724: Power detector
725:比較器 725: Comparator
821:光電轉換器 821: Photoelectric converter
822:信號放大器 822: Signal amplifier
823:第一帶通濾波器 823: First band-pass filter
824:第二帶通濾波器 824: Second band-pass filter
825:第一功率偵測器 825: the first power detector
826:第二功率偵測器 826: Second power detector
A1、A4:第一放大信號 A1, A4: the first amplified signal
A2、A5:第二放大信號 A2, A5: second amplified signal
A3、A6:放大信號 A3, A6: amplified signal
Ao1:第一放大信號輸出 Ao1: the first amplified signal output
Ao2:第二放大信號輸出 Ao2: second amplified signal output
As1:第一光放大信號 As1: the first optical amplification signal
As2:第二光放大信號 As2: second optical amplification signal
Cl:已補償光信號 Cl: compensated optical signal
Cs:控制信號 Cs: control signal
Dc1~Dc3:延遲控制信號 Dc1~Dc3: Delay control signal
E1~E5:誤差信號 E1~E5: error signal
Es:誤差信號 Es: error signal
Et1、Et4:第一轉換信號 Et1, Et4: the first conversion signal
Et2、Et5:第二轉換信號 Et2, Et5: second conversion signal
Et3、Et6:轉換信號 Et3, Et6: Conversion signal
F1、F2:第一及第二濾波信號 F1, F2: the first and second filtered signals
F3、F4:第一及第二濾波信號 F3, F4: first and second filtered signals
F5、F6:第一及第二濾波信號 F5, F6: first and second filtered signals
F11、F12:第一及第二濾波信號 F11, F12: the first and second filtered signals
F21、F22:第三及第四濾波信號 F21, F22: third and fourth filtered signals
Fo1:第一濾波信號輸出 Fo1: the first filtered signal output
Fo2:第二濾波信號輸出 Fo2: second filtered signal output
FSR:自由頻譜範圍 FSR: free spectrum range
Ld1、Ld3:第一延遲干涉信號 Ld1, Ld3: the first delayed interference signal
Ld2、Ld4:第二延遲干涉信號 Ld2, Ld4: second delayed interference signal
Ld5:延遲干涉信號 Ld5: delayed interference signal
Lf:光回授信號 Lf: optical feedback signal
Lo:光信號輸出 Lo: optical signal output
Ls:光信號 Ls: optical signal
Os:輸出信號 Os: output signal
P1、P3、P5:第一功率偵測信號 P1, P3, P5: the first power detection signal
P2、P4、P6:第二功率偵測信號 P2, P4, P6: second power detection signal
Po1:第一功率偵測信號輸出 Po1: the first power detection signal output
Po2:第二功率偵測信號輸出 Po2: second power detection signal output
P11:第一功率偵測信號 P11: First power detection signal
P12:第二功率偵測信號 P12: Second power detection signal
P21:第三功率偵測信號 P21: Third power detection signal
P22:第四功率偵測信號 P22: Fourth power detection signal
Q1~Q13:正交點 Q1~Q13: orthogonal points
Sc:切換信號 Sc: switch signal
本發明之其他的特徵及功效,將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現,其中:圖1是一方塊圖,說明本發明光纖色散監控裝置之一第一實施例與一光通訊系統一起使用;圖2是一光譜圖,說明該第一實施例之一光回授信號對頻率的變化;圖3是一波形圖,說明該第一實施例之一光延遲干涉儀的一振幅響應波形對頻率的變化;圖4是一波形圖,說明該第一實施例操作於一特定頻段時的第一及第二功率偵測信號輸出對一殘餘色散量的變化;圖5是一波形圖,說明該第一實施例操作於該特定頻段時的一誤差信號對該殘餘色散量的變化;圖6是一波形圖,說明該第一實施例操作於另一特定頻段時的第一及第二功率偵測信號輸出對該殘餘色散量的變化;圖7是一波形圖,說明該第一實施例操作於該另一特定頻段時的一誤差信號對該殘餘色散量的變化;圖8是一方塊圖,說明本發明光纖色散監控裝置之一第二實施例;圖9是一方塊圖,說明本發明光纖色散監控裝置之一第三實施例; 圖10是一方塊圖,說明本發明光纖色散監控裝置之一第四實施例;圖11是一方塊圖,說明本發明光纖色散監控裝置之一第五實施例;及圖12是一波形圖,說明該第五實施例的第一及第二功率偵測信號對該殘餘色散量的變化。 Other features and functions of the present invention will be clearly presented in the embodiment with reference to the drawings, in which: FIG. 1 is a block diagram illustrating a first embodiment of an optical fiber dispersion monitoring device of the present invention together with an optical communication system Use; FIG. 2 is a spectrogram illustrating the change of the frequency of an optical feedback signal of one of the first embodiment; FIG. 3 is a waveform diagram illustrating an amplitude response waveform of an optical delay interferometer of the first embodiment Changes in frequency; FIG. 4 is a waveform diagram illustrating the change of the first and second power detection signal outputs to a residual dispersion amount when the first embodiment operates in a specific frequency band; FIG. 5 is a waveform diagram, Explain the change of the residual dispersion of an error signal when the first embodiment operates in the specific frequency band; FIG. 6 is a waveform diagram illustrating the first and second when the first embodiment operates in another specific frequency band Power detection signal output changes to the residual dispersion amount; FIG. 7 is a waveform diagram illustrating the change of an error signal to the residual dispersion amount when the first embodiment operates in the other specific frequency band; FIG. 8 is a A block diagram illustrating a second embodiment of the optical fiber dispersion monitoring device of the present invention; FIG. 9 is a block diagram illustrating a third embodiment of the optical fiber dispersion monitoring device of the present invention; 10 is a block diagram illustrating a fourth embodiment of the optical fiber dispersion monitoring device of the present invention; FIG. 11 is a block diagram illustrating a fifth embodiment of the optical fiber dispersion monitoring device of the present invention; and FIG. 12 is a waveform diagram, The change of the residual dispersion amount of the first and second power detection signals of the fifth embodiment will be described.
在本發明被詳細描述之前,應當注意在以下的說明內容中,類似的元件及信號是以相同的編號來表示。 Before the present invention is described in detail, it should be noted that in the following description, similar elements and signals are denoted by the same numbers.
參閱圖1,本發明光纖色散監控裝置2的一實施例適用於耦接該光通訊系統1以接收一光回授信號Lf,並根據該光回授信號Lf產生一控制信號Cs來監控補償該光通訊系統1的色散(Chromatic dispersion),以優化該光通訊系統1之鏈路傳輸性能。
Referring to FIG. 1, an embodiment of the optical fiber
該光通訊系統1為一單一波長光傳輸系統,且包括一光發射器11、一光放大器12、一光鏈路(optical link)13、一具有一可調色散補償值的可調色散補償(Tunable Dispersion Compensation,TDC)器14、一分光器15,及一光接收器16。
The
該光發射器11用來發射出一光信號Ls。該光放大器12耦接該光發射器11以接收該光信號Ls,並將該光信號Ls放大以產生一第一光放大信號As1。該光鏈路13耦接該光放大器12,以接收該第一光放大信號As1,並據以輸出一具有色散的第二光放大信號As2。該TDC器14耦接該光鏈路13以接收該第二光放大信號As2,並根據該可調色散補償值對該第二光放大信號As2進行色散補償,以產生一已補償光信號Cl。該分光器15耦接該TDC器14以接收該已補償光信號Cl,並將該已補償光信號Cl分割成一發送至該光接收器16的光信號輸出Lo,及發送至該光纖色散監控裝置2的該光回授信號Lf。在此實施例中,該分光器15將該已補償光信號Cl以90:10(該光信號輸出Lo比該光回授信號Lf,Lo:Lf)的比例進行分割。以下分別以第一至第五實施例說明該光纖色散監控裝置2。
The
<第一實施例> <First embodiment>
該光纖色散監控裝置2包含一光延遲干涉儀3、一信號處理模組4,及一控制模組5。
The optical fiber
該光延遲干涉儀3接收一指示一可調延遲時間的延遲控制信號Dc1,且適用於耦接該分光器15以接收該光回授信號Lf。藉由調整該可調延遲時間,可使該光延遲干涉儀3受該延遲控制信號Dc1的控制來使其一振幅響應波形所具有之多個正交點中之一者的位置對應到該光回授信號Lf的一中心波長,以致該光延遲干涉
儀3所輸出之任一信號的波形具有對稱性。該光延遲干涉儀3根據該延遲控制信號Dc1及該光回授信號Lf產生一第一延遲干涉信號Ld1及一第二延遲干涉信號Ld2,該等第一及第二延遲干涉信號Ld1、Ld2彼此具有180度的相位差。該光延遲干涉儀3所具有之一自由頻譜範圍(Free Spectral Range,FSR)隨該可調延遲時間的變化而改變。在此實施例中,該自由頻譜範圍為該可調延遲時間的倒數(即,FSR=1/τ,參數τ為該可調延遲時間)。
The optical delay interferometer 3 receives a delay control signal Dc1 indicating an adjustable delay time, and is suitable for coupling to the
進一步參閱圖2及圖3,圖2為該光回授信號Lf的光譜圖,圖3為該光延遲干涉儀3的振幅響應所得之波形對頻率變化的波形圖。需說明的是,圖2中,橫軸所代表的頻率為相對於該光回授信號Lf的該中心波長的頻率,橫軸頻率為零的位置對應該光回授信號Lf的該中心波長,縱軸所代表的強度為相對光強度,其是將該光回授信號Lf的最大光強度設為0dB。圖3中,參數Q1~Q13為該等正交點,但不限於此,每一正交點Q1~Q13的值等於該振幅響應波形之最大值除以21/2。藉由調整該可調延遲時間可使該自由頻譜範圍FSR改變,使得該振幅響應波形產生變化,以致該等正交點Q1~Q13中之一者的位置對應到該光回授信號Lf的該中心波長。舉例來說,圖3中的該正交點Q7的位置對應到圖2之橫軸頻率為零處(即,對應該光回授信號Lf的該中心波長),但不限於此。 Further referring to FIG. 2 and FIG. 3, FIG. 2 is a spectrum diagram of the optical feedback signal Lf, and FIG. 3 is a waveform diagram of a waveform obtained by the amplitude response of the optical delay interferometer 3 versus frequency change. It should be noted that in FIG. 2, the frequency represented by the horizontal axis is the frequency relative to the center wavelength of the optical feedback signal Lf, and the position where the frequency of the horizontal axis is zero corresponds to the center wavelength of the optical feedback signal Lf, The intensity represented by the vertical axis is the relative light intensity, and the maximum light intensity of the optical feedback signal Lf is set to 0 dB. In FIG. 3, the parameters Q1~Q13 are the orthogonal points, but not limited to this, the value of each orthogonal point Q1~Q13 is equal to the maximum value of the amplitude response waveform divided by 2 1/2 . By adjusting the adjustable delay time, the free spectral range FSR can be changed, so that the amplitude response waveform changes, so that the position of one of the orthogonal points Q1 to Q13 corresponds to the optical feedback signal Lf Center wavelength. For example, the position of the orthogonal point Q7 in FIG. 3 corresponds to the frequency at which the horizontal axis of FIG. 2 is zero (ie, corresponds to the center wavelength of the optical feedback signal Lf), but it is not limited thereto.
該信號處理模組4耦接該光延遲干涉儀3以接收該等第一及第二延遲干涉信號Ld1、Ld2,並根據該等第一及第二延遲干涉信號Ld1、Ld2產生一誤差信號Es。在此實施例中,該信號處理模組4包括一光電轉換單元41、一信號放大單元42、一帶通濾波單元43、一功率偵測單元44,及一比較單元45。
The
該光電轉換單元41耦接該光延遲干涉儀3且包括第一及第二光電轉換器411、412。該等第一及第二光電轉換器411、412各自耦接該光延遲干涉儀3以分別接收該等第一及第二延遲干涉信號Ld1、Ld2,並分別將該等第一及第二延遲干涉信號Ld1、Ld2進行光電轉換,以分別產生一第一轉換信號Et1及一第二轉換信號Et2。
The
該信號放大單元42電連接該光電轉換單元41且包括第一及第二信號放大器421、422。該等第一及第二信號放大器421、422分別電連接該光電轉換單元41之該等第一及第二光電轉換器411、412以分別接收該等第一及第二轉換信號Et1、Et2,並分別將該等第一及第二轉換信號Et1、Et2進行放大,以分別產生一第一放大信號輸出Ao1及一第二放大信號輸出Ao2。
The signal amplifying unit 42 is electrically connected to the
該帶通濾波單元43電連接該信號放大單元42且包括第一及第二帶通濾波器431、432。該等第一及第二帶通濾波器431、432分別電連接該信號放大單元42之該等第一及第二信號放大器
421、422以分別接收該等第一及第二放大信號輸出Ao1、Ao2,並分別將該等第一及第二放大信號輸出Ao1、Ao2進行帶通濾波,以分別產生一第一濾波信號輸出Fo1及一第二濾波信號輸出Fo2。在此實施例中,該帶通濾波單元43允許一特定頻段的波通過,也就是說,該等第一及第二帶通濾波器431、432各自允許該特定頻段的波通過。該特定頻段為該光延遲干涉儀3之該自由頻譜範圍的n倍,n=N+0.5,N≧0,N為整數。舉例來說,當N=0時,Fr=0.5×FSR,參數Fr為該特定頻段,當N=1時,Fr=1.5×FSR,以此類推。
The band-
該功率偵測單元44電連接該帶通濾波單元43且包括第一及第二功率偵測器441、442。該等第一及第二功率偵測器441、442分別電連接該帶通濾波單元43之該等第一及第二帶通濾波器431、432以分別接收該等第一及第二濾波信號輸出Fo1、Fo2,並分別偵測該等第一及第二濾波信號輸出Fo1、Fo2的功率,以分別產生一第一功率偵測信號輸出Po1及一第二功率偵測信號輸出Po2。
The
需說明的是,在此實施例中,該等第一及第二功率偵測器441、442是先分別偵測該等第一及第二濾波信號輸出Fo1、Fo2各自的功率,接著將其各自所偵測到的功率進行對數(logarithmic)計算來得到各自所對應的該等第一及第二功率偵
測信號輸出Po1、Po2(即,log(Power),Power代表該等第一及第二濾波信號輸出Fo1、Fo2各自的功率),但不限於此。
It should be noted that in this embodiment, the first and
該比較單元45電連接該功率偵測單元44之該等第一及第二功率偵測器441、442以分別接收該等第一及第二功率偵測信號輸出Po1、Po2,並將該等第一及第二功率偵測信號輸出Po1、Po2進行比較,以產生該誤差信號Es。在此實施例中,該比較單元45是將該第一功率偵測信號輸出Po1減掉該第二功率偵測信號輸出Po2來得到該誤差信號Es。
The
該控制模組5電連接該光延遲干涉儀3及該信號處理模組4的該比較單元45,用來產生並輸出該延遲控制信號Dc1至該光延遲干涉儀3,且接收來自該比較單元45的該誤差信號Es。該控制模組5根據該誤差信號Es產生並輸出該控制信號Cs至該光通訊系統1的該TDC器14,以致該TDC器14根據該控制信號Cs調整其自身的該可調色散補償值,進而調整該光通訊系統1所發送的相關於該光信號Ls之該第二光放大信號As2的色散。
The
參閱圖4及圖5,為該光纖色散監控裝置2操作在該光信號Ls為一58GBd 4階脈衝振幅調變(PAM4)光信號,該延遲控制信號Dc1為延遲3位元且所指示的該可調延遲時間約為51.7ps(即,τ=3×1/58e951.7 ps),該自由頻譜範圍為19.33GHz(即,FSR1/51.7e-12),及該等第一及第二帶通濾波器431、432各自
的該特定頻段為0.5×FSR的情況下,該等第一及第二功率偵測信號輸出Po1、Po2,及該誤差信號Es隨不同殘餘色散量變化之波形圖。圖4及圖5之橫軸為該已補償光信號Cl所具有的殘餘色散量。
Referring to FIGS. 4 and 5, the optical fiber
需說明的是,該等第一及第二功率偵測信號輸出Po1、Po2各自為一週期性的正弦波信號(,參數c為光速,參數λ為該光信號Ls的一波長,參數D為一光纖色散參數,參數L為一光纖長度,參數f為一特定頻段(該特定頻段f等於上述該特定頻段Fr),在此實施例中,該光纖色散參數D約為16~17ps/nm/km,該特定頻段f為0.5×FSR,即~9.67GHz)。在此實施例中,為避免色散的錯誤監控,因此僅將每一第一及第二功率偵測信號輸出Po1、Po2波形中之其中一相鄰二波峰間的區間作為用來監控色散情況的監控範圍,且此相鄰二波峰間之一波谷所對應之一殘餘色散量約為零,例如,將圖4中相鄰二波峰且殘餘色散量在±640ps/nm(或光纖長度為±40km,該光信號Ls的波長為1550nm)的區間作為本案用來監控色散情況的監控範圍,而該等第一及第二功率偵測信號輸出Po1、Po2對應其餘殘餘色散量(即,殘餘色散量大於640ps/nm或小於-640ps/nm的部分)的變化則於圖4中省略。 It should be noted that the first and second power detection signal outputs Po1 and Po2 are each a periodic sine wave signal ( , Parameter c is the speed of light, parameter λ is a wavelength of the optical signal Ls, parameter D is a fiber dispersion parameter, parameter L is a fiber length, and parameter f is a specific frequency band (the specific frequency band f is equal to the specific frequency band Fr) In this embodiment, the fiber dispersion parameter D is about 16-17ps/nm/km, and the specific frequency band f is 0.5×FSR, which is ~9.67GHz). In this embodiment, in order to avoid the erroneous monitoring of dispersion, only the interval between one of the adjacent two peaks in each of the first and second power detection signal output Po1, Po2 waveforms is used as the monitor for the dispersion Monitoring range, and one of the valleys between the two adjacent peaks corresponds to a residual dispersion of about zero, for example, the adjacent two peaks in Figure 4 and the residual dispersion is within ±640ps/nm (or the fiber length is ±40km , The wavelength of the optical signal Ls is 1550 nm) is used as the monitoring range for monitoring the dispersion in this case, and the first and second power detection signal outputs Po1 and Po2 correspond to the remaining residual dispersion (ie, the residual dispersion Changes greater than 640ps/nm or less than -640ps/nm are omitted in FIG. 4.
由圖5可知,該誤差信號Es具有極性。當該誤差信號Es的誤差值大於零時,該控制模組5所產生的該控制信號Cs會使該TDC器14調降其自身的該可調色散補償值,以致該已補償光信號Cl之殘餘色散量下降;反之,當該誤差信號Es的誤差值小於零時,該控制模組5所產生的該控制信號Cs會使該TDC器14調升其自身的該可調色散補償值,以致該已補償光信號Cl之殘餘色散量上升。如此一來,經多次調整後,該誤差信號Es的誤差值會逐漸趨近於零,對應該已補償光信號Cl之殘餘色散量也會逐漸趨近於0ps/nm,進而達到監控補償該光通訊系統1的色散,以優化該光通訊系統1之鏈路傳輸性能之目的。需說明的是,由於該誤差信號Es具有極性,且只要該誤差信號Es改變,該控制模組5即可得知如何對應調整其所產生的該控制信號Cs來調整該TDC器14的該可調色散補償值,因此該控制模組5不需使其所輸出的該控制信號Cs抖動及偏移。如此一來,可避免降低該光通訊系統1的鏈路傳輸性能。此外,由圖4及圖5可知,該光纖色散監控裝置2具有監控範圍較大而可監控相對長的光傳輸距離之優點(即,±40km,可監控範圍較不受限)。
As can be seen from FIG. 5, the error signal Es has a polarity. When the error value of the error signal Es is greater than zero, the control signal Cs generated by the
參閱圖6及圖7,為該光纖色散監控裝置2操作在該光信號Ls為該58GBd 4階脈衝振幅調變(PAM4)光信號,該可調延遲時間約為51.7 ps,該自由頻譜範圍為19.33GHz,及該等第一及第
二帶通濾波器431、432各自的該特定頻段為1.5×FSR的情況下,該等第一及第二功率偵測信號輸出Po1、Po2,及該誤差信號Es隨不同殘餘色散量變化之波形圖。圖6及圖7之橫軸為該已補償光信號Cl所具有的殘餘色散量。
6 and 7, the optical fiber
由圖6及圖7分別相較於圖4及圖5可知,將該等第一及第二帶通濾波器431、432各自的該特定頻段由0.5×FSR調整為1.5×FSR,該監控範圍減少至±71ps/nm(或光纖長度為±4.4km,該光信號Ls的波長為1550nm)。由圖7可知,該誤差信號Es在殘餘色散量為±10ps/nm間大幅變化,由圖5可知,該誤差信號Es在殘餘色散量為±80ps/nm間大幅變化,圖7之A’點至B’點間的斜率大於圖5之A點至B點間的斜率。如此一來,在該等第一及第二帶通濾波器431、432各自的該特定頻段為1.5×FSR的情況下,該誤差信號Es的誤差值越接近零變化越劇烈,以致該光纖色散監控裝置2具有高監控靈敏度。
As can be seen from FIGS. 6 and 7 compared to FIGS. 4 and 5, respectively, the specific frequency bands of the first and second band-
需說明的是,在圖5及圖7中,由於考慮到光纖色散與光纖非線性失真或該光延遲干涉儀3啁啾(chirp)之間的相互作用,因此當該誤差信號Es等於零時,該已補償光信號Cl之殘餘色散量是趨近於0ps/nm。 It should be noted that, in FIGS. 5 and 7, considering the interaction between the fiber dispersion and the fiber nonlinear distortion or the chirp of the optical delay interferometer 3, when the error signal Es is equal to zero, The amount of residual dispersion of the compensated optical signal Cl is close to 0 ps/nm.
<第二實施例> <Second Embodiment>
參閱圖8,本發明光纖色散監控裝置2的第二實施例與該第一實施例相似,二者不同之處在於,該第二實施例中:(1)該信號處理模組4根據該等第一及第二延遲干涉信號Ld1、Ld2產生二個誤差信號E1、E2;(2)該控制模組5根據該等誤差信號E1、E2產生該控制信號Cs;及(3)以一信號放大單元42a、一帶通濾波單元43a、一功率偵測單元44a,及一比較單元45a分別取代該第一實施例中的該信號放大單元42、該帶通濾波單元43、該功率偵測單元44,及該比較單元45(見圖1)。
Referring to FIG. 8, the second embodiment of the optical fiber
該信號放大單元42a包括第一及第二信號放大器423、424。該等第一及第二信號放大器423、424分別電連接該等第一及第二光電轉換器411、412以分別接收該等第一及第二轉換信號Et1、Et2。該第一信號放大器423將該第一轉換信號Et1進行放大以產生二個第一放大信號A1(該等第一放大信號A1組合成圖1之該第一放大信號輸出Ao1)。該第二信號放大器424將該第二轉換信號Et2進行放大以產生二個第二放大信號A2(該等第二放大信號A2組合成圖1之該第二放大信號輸出Ao2)。
The
該帶通濾波單元43a包括第一至第四帶通濾波器433、434、435、436。該等第一及第二帶通濾波器433、434各自電連接該第一信號放大器423以分別接收該等第一放大信號A1,並分別將該等第一放大信號A1進行帶通濾波,以分別產生第
一及第二濾波信號F11、F12(該等第一及第二濾波信號F11、F12組合成圖1之該第一濾波信號輸出Fo1)。該等第三及第四帶通濾波器435、436各自電連接該第二信號放大器424以分別接收該等第二放大信號A2,並分別將該等第二放大信號A2進行帶通濾波,以分別產生第三及第四濾波信號F21、F22(該等第三及第四濾波信號F21、F22組合成圖1之該第二濾波信號輸出Fo2)。在此實施例中,該等第一及第三帶通濾波器433、435各自允許一第一特定頻段的波通過,該等第二及第四帶通濾波器434、436各自允許一第二特定頻段的波通過。舉例來說,該第一特定頻段為該自由頻譜範圍的0.5倍(即,0.5×FSR),該第二特定頻段為該自由頻譜範圍的1.5倍(即,1.5×FSR),但不限於此。
The band-
該功率偵測單元44a包括第一至第四功率偵測器443、444、445、446。該等第一至第四功率偵測器443~446分別電連接該等第一至第四帶通濾波器433~436以分別接收該等第一至第四濾波信號F11、F12、F21、F22,並分別偵測該等第一至第四濾波信號F11、F12、F21、F22的功率,以分別產生第一至第四功率偵測信號P11、P12、P21、P22(該等第一及第二功率偵測信號P11、P12組合成圖1之該第一功率偵測信號輸出Po1,該等第三及第四功率偵測信號P21、P22組合成圖1之該第二功率偵測信號輸出Po2)。
The
該比較單元45a電連接該等第一至第四功率偵測器443~446以分別接收該等第一至第四功率偵測信號P11、P12、P21、P22,並將該等第一及第三功率偵測信號進行比較P11、P21(即,將該第一功率偵測信號P11減掉該第三功率偵測信號P21),以產生該誤差信號E1,及將該等第二及第四功率偵測信號P12、P22進行比較(即,將該第二功率偵測信號P12減掉該第四功率偵測信號P22),以產生該誤差信號E2。需說明的是,該誤差信號E1的波形與圖5相同,該誤差信號E2的波形與圖7相同。
The
該第二實施例的作動方式及功效與該第一實施例相似,相較於該第一實施例,在該第二實施例中,該控制模組5可同時接收到該等誤差信號E1、E2並據以產生該控制信號Cs。如此一來,該光纖色散監控裝置2同時具有監控範圍較大及高監控靈敏度之優點。
The operation mode and effect of the second embodiment are similar to those of the first embodiment. Compared with the first embodiment, in the second embodiment, the
<第三實施例> <Third Embodiment>
參閱圖9,本發明光纖色散監控裝置2的第三實施例與該第一實施例相似,二者不同之處在於,該第三實施例中:(1)以一信號處理模組6取代該第一實施例中的該信號處理模組4(見圖1);(2)該控制模組5還用來產生並輸出一切換信號Sc至該信號處理模組6,該切換信號Sc的每一切換週期具有交替的一高邏輯準位及一低邏輯準位;及(3)於每一切換週期,該信號處理模組6根據該
等第一及第二延遲干涉信號Ld1、Ld2,及該切換信號Sc產生二個誤差信號E3、E4,以致該控制模組5是根據該等誤差信號E3、E4產生該控制信號Cs。在此實施例中,該控制模組5是根據一外部設定信號(圖未示)來調整該延遲控制信號Dc1及該切換信號Sc,但不限於此。
Referring to FIG. 9, the third embodiment of the optical fiber
該信號處理模組6包括一光開關61、一光電轉換器62、一信號放大器63、第一及第二帶通濾波器64、65、第一及第二功率偵測器66、67,及一比較器68。
The
該光開關61具有一用來接收該切換信號Sc的控制端、一耦接該光延遲干涉儀3以接收該第一延遲干涉信號Ld1的第一輸入端、一耦接該光延遲干涉儀3以接收該第二延遲干涉信號Ld2的第二輸入端,及一用於輸出一輸出信號Os的輸出端。該光開關61根據該切換信號Sc來操作,以使得當該切換信號Sc具有該高邏輯準位時,該光開關61建立該輸出端與該第一輸入端之間的連接,使得該輸出信號Os為該第一延遲干涉信號Ld1,而當該切換信號Sc具有該低邏輯準位時,該光開關61建立該輸出端與該第二輸入端之間的連接,使得該輸出信號Os為該第二延遲干涉信號Ld2。
The
該光電轉換器62耦接該光開關61以接收該輸出信號Os,並將該輸出信號Os進行光電轉換,以產生一轉換信號Et3。
The
該信號放大器63電連接該光電轉換器62以接收該轉換信號Et3,並將該轉換信號Et3進行放大以產生二個放大信號A3。
The
該等第一及第二帶通濾波器64、65各自電連接該信號放大器63以分別接收該等放大信號A3,並分別將該等放大信號A3進行帶通濾波,以分別產生第一及第二濾波信號F1、F2。該第一帶通濾波器64允許一第一特定頻段的波通過,該第二帶通濾波器65允許一第二特定頻段的波通過。舉例來說,該第一特定頻段為該自由頻譜範圍的0.5倍(即,0.5×FSR),該第二特定頻段為該自由頻譜範圍的1.5倍(即,1.5×FSR),但不限於此。
The first and second band-
該等第一及第二功率偵測器66、67分別電連接該等第一及第二帶通濾波器64、65以分別接收該等第一及第二濾波信號F1、F2,並分別偵測該等第一及第二濾波信號F1、F2的功率,以分別產生第一及第二功率偵測信號P1、P2。
The first and
該比較器68電連接該等第一及第二功率偵測器66、67以分別接收該等第一及第二功率偵測信號P1、P2。於每一切換週期,該比較器68將該切換信號Sc為該高邏輯準位時其所對應產生的該等第一及第二功率偵測信號P1、P2(各自相關於該第一延遲干涉信號Ld1),及該切換信號Sc為該低邏輯準位時其所對應產生的該等第一及第二功率偵測信號P1、P2(各自相關於該第二延遲干涉信號Ld2)中的該等第一功率偵測信號P1進行比較,以產生該
誤差信號E3,及將該等第二功率偵測信號進行比較P2,以產生該誤差信號E4。需說明的是,該誤差信號E3的波形與圖5相同,該誤差信號E4的波形與圖7相同。
The
該第三實施例的作動方式及功效與該第一實施例相似,相較於該第一實施例,在該第三實施例中,於該切換信號Sc的每一切換週期,該比較器68會產生該等誤差信號E3、E4,以致該控制模組5可接收到該等誤差信號E3、E4並據以產生該控制信號Cs。如此一來,該光纖色散監控裝置2具有監控範圍較大及高監控靈敏度之優點。
The operation mode and effect of the third embodiment are similar to those of the first embodiment. Compared with the first embodiment, in the third embodiment, the
<第四實施例> <Fourth embodiment>
參閱圖10,本發明光纖色散監控裝置2的第四實施例與該第一實施例相似,二者不同之處在於,該第四實施例中以一光纖色散監控裝置7取代該光纖色散監控裝置2。該光纖色散監控裝置7包含一光延遲干涉儀71、一信號處理模組72,及一控制模組73。
Referring to FIG. 10, the fourth embodiment of the optical fiber
該光延遲干涉儀71適用於接收該分光器15(見圖1)所分割出的該光回授信號Lf,且接收一延遲控制信號Dc2。該光延遲干涉儀71至少操作在一第一預定期間及一接續在該第一預定期間後的第二預定期間。在本實施例中,舉該光延遲干涉儀71操作在一第一預定期間及一接續在該第一預定期間後的第二預定期間為例,但不限於此。在其他實施例中,可將該第一預定期間及該第二
預定期間組合成一操作週期,該光延遲干涉儀71可重覆操作在該操作週期。在該第一預定期間,該延遲控制信號Dc2指示一第一延遲時間,以使該光延遲干涉儀71之一振幅響應波形所具有之多個正交點中之一第k個正交點的位置對應到該光回授信號Lf的該中心波長,且根據該延遲控制信號Dc2及該光回授信號Lf產生一第一延遲干涉信號Ld3。在該第二預定期間,該延遲控制信號Dc2指示一第二延遲時間,以使該光延遲干涉儀71之該振幅響應波形的該等正交點中之一第(k+1)個正交點的位置對應到該光回授信號Lf的該中心波長,且根據該延遲控制信號Dc2及該光回授信號Lf產生一第二延遲干涉信號Ld4,該等第一及第二延遲干涉信號Ld3、Ld4彼此具有180度的相位差,k為任一正奇數。該光延遲干涉儀71所具有之一自由頻譜範圍隨該延遲控制信號Dc2的變化而改變。
The
該信號處理模組72耦接該光延遲干涉儀71以依序接收該等第一及第二延遲干涉信號Ld3、Ld4,並在接收到該等第一及第二延遲干涉信號Ld3、Ld4時據以產生一誤差信號E5。在此實施例中,該信號處理模組72包括一光電轉換器721、一信號放大器722、一帶通濾波器723、一功率偵測器724,及一比較器725。
The
該光電轉換器721耦接該光延遲干涉儀71以依序接收該等第一及第二延遲干涉信號Ld3、Ld4,並將該等第一及第二延
遲干涉信號Ld3、Ld4進行光電轉換,以依序分別產生一第一轉換信號Et4及一第二轉換信號Et5。
The
該信號放大器722電連接該光電轉換器721以依序接收該等第一及第二轉換信號Et4、Et5,並將該等第一及第二轉換信號Et4、Et5進行放大,以依序分別產生一第一放大信號A4及一第二放大信號A5。
The
該帶通濾波器723電連接該信號放大器722以依序接收該等第一及第二放大信號A4、A5,並將該等第一及第二放大信號A4、A5進行帶通濾波,以依序分別產生一第一濾波信號F3及一第二濾波信號F4。該帶通濾波器723允許一特定頻段的波通過,該特定頻段為該自由頻譜範圍的n倍,n=N+0.5,N≧0,N為整數。在此實施例中,該特定頻段為該自由頻譜範圍的0.5倍。
The band-
該功率偵測器724電連接該帶通濾波器723以依序接收該等第一及第二濾波信號F3、F4,並偵測該等第一及第二濾波信號F3、F4的功率,以依序分別產生一第一功率偵測信號P3及一第二功率偵測信號P4。需說明的是,該等第一及第二功率偵測信號P3、P4的波形分別與圖4之該等第一及第二功率偵測信號輸出Po1、Po2相同。
The
該比較器725電連接該功率偵測器724以依序接收該等第一及第二功率偵測信號P3、P4,並將該第一功率偵測信號P3
減掉該第二功率偵測信號P4,以產生該誤差信號E5。需說明的是,該誤差信號E5的波形與圖5之該誤差信號Es相同。
The
該控制模組73電連接該光延遲干涉儀71及該信號處理模組72,用來產生並輸出該延遲控制信號Dc2至該光延遲干涉儀71,且接收來自該信號處理模組72的該誤差信號E5,並根據該誤差信號E5產生並輸出該控制信號Cs至該TDC器14(見圖1),以致該TDC器14根據該控制信號Cs調整其自身的該可調色散補償值,以調整該光通訊系統1的色散。
The
該第四實施例的作動方式及功效與該第一實施例相似,當該特定頻段為該自由頻譜範圍的0.5倍時,該光纖色散監控裝置7具有監控範圍較大之優點,當該特定頻段為該自由頻譜範圍的1.5倍時,該光纖色散監控裝置7具有高監控靈敏度之優點。此外,該第四實施例相較於該第一實施例所需電路元件較少,如此,該光纖色散監控裝置7還具有電路面積較小及所需成本較低之特點。 The operation mode and effect of the fourth embodiment are similar to those of the first embodiment. When the specific frequency band is 0.5 times the free spectrum range, the optical fiber dispersion monitoring device 7 has the advantage of a larger monitoring range. When the specific frequency band At 1.5 times the free spectral range, the fiber dispersion monitoring device 7 has the advantage of high monitoring sensitivity. In addition, the fourth embodiment requires fewer circuit components than the first embodiment. Thus, the optical fiber dispersion monitoring device 7 has the characteristics of smaller circuit area and lower required cost.
<第五實施例> <Fifth Embodiment>
參閱圖11,本發明光纖色散監控裝置2的第五實施例與該第一實施例相似,二者不同之處在於,該第五實施例中以一光纖色散監控裝置8取代該光纖色散監控裝置2。該光纖色散監控裝置8包含一光延遲干涉儀81、一信號處理模組82,及一控制模組83。
Referring to FIG. 11, the fifth embodiment of the optical fiber
該光延遲干涉儀81接收一指示一可調延遲時間的延遲控制信號Dc3,且適用於接收該分光器15(見圖1)所分割出的該光回授信號Lf。該光延遲干涉儀81受該延遲控制信號Dc3的控制而使其一振幅響應波形所具有之多個正交點中的一者的位置對應到該光回授信號Lf的該中心波長,且根據該延遲控制信號Dc3及該光回授信號Lf產生一延遲干涉信號Ld5。該光延遲干涉儀81所具有之一自由頻譜範圍隨該延遲控制信號Dc3的變化而改變。
The
該信號處理模組82耦接該光延遲干涉儀81以接收該延遲干涉信號Ld5,並根據該延遲干涉信號Ld5產生一第一功率偵測信號P5及一第二功率偵測信號P6。在此實施例中,該信號處理模組82包括一光電轉換器821、一信號放大器822、第一及第二帶通濾波器823、824,及第一及第二功率偵測器825、826。
The
該光電轉換器821耦接該光延遲干涉儀81以接收該延遲干涉信號Ld5,並將該延遲干涉信號Ld5進行光電轉換,以產生一轉換信號Et6。
The
該信號放大器822電連接該光電轉換器821以接收該轉換信號Et6,並將該轉換信號Et6進行放大以產生二個放大信號A6。
The
該等第一及第二帶通濾波器823、824各自電連接該信號放大器822以分別接收該等放大信號A6,並分別將該等放大信號
A6進行帶通濾波,以分別產生第一及第二濾波信號F5、F6。該第一帶通濾波器823允許一第一特定頻段的波通過,該第二帶通濾波器824允許一第二特定頻段的波通過,該第一特定頻段為該自由頻譜範圍的0.5倍,該第二特定頻段為該自由頻譜範圍的1.5倍,但不限於此。
The first and second band-
該等第一及第二功率偵測器825、826分別電連接該等第一及第二帶通濾波器823、824以分別接收該等第一及第二濾波信號F5、F6,並分別偵測該等第一及第二濾波信號F5、F6的功率,以分別產生該等第一及第二功率偵測信號P5、P6。進一步參閱圖12,其為該等第一及第二功率偵測信號P5、P6的波形圖。
The first and
該控制模組83電連接該光延遲干涉儀81及該信號處理模組82,用來產生並輸出該延遲控制信號Dc3至該光延遲干涉儀81,且接收來自該信號處理模組82的該等第一及第二功率偵測信號P5、P6,並根據該等第一及第二功率偵測信號P5、P6二者其中之一產生並輸出該控制信號Cs至該TDC器14(見圖1),以調整該光通訊系統1的色散。舉例來說,該控制模組83先根據該第一功率偵測信號P5產生該控制信號Cs,以致該TDC器14根據該控制信號Cs對其自身的該可調色散補償值進行粗調,接著於一段期間後,該控制模組83根據該第二功率偵測信號P6產生該控制信號Cs,以致
該TDC器14根據該控制信號Cs對其自身的該可調色散補償值進行微調。
The
需說明的是,在該等第一至第五實施例中,該等光延遲干涉儀3、71、81中的每一者為一邁克生干涉儀(Michelson Interferometer)及一馬赫-曾德爾干涉儀(Mach-Zehnder Interferometer,MZI)二者其中之一,該等光電轉換器411、412、62、721、821中的每一者為一常規PIN型光電二極管,該等信號放大器421、422、423、424、63、722、822中的每一者為一轉阻放大器(Transimpedance amplifier,TIA)但不限於此。
It should be noted that in the first to fifth embodiments, each of the
綜上所述,上述多個實施例中的每一者具有以下至少一優點。該等控制模組5、73、83中的每一者所產生的該控制信號Cs可監控補償該光通訊系統1的色散,以避免色散對光通訊系統1造成嚴重影響。此外,由於每一誤差信號Es、E1~E5具有極性,當每一誤差信號Es、E1~E5大於零時,代表要調降該TDC器14的該可調色散補償值;當每一誤差信號Es、E1~E5小於零時,代表要調升該TDC器14的該可調色散補償值,使得每一控制模組5、73、83具有高監控靈敏度(即,具有較佳監控準確度),進而每一控制模組5、73、83不需使其所輸出的該控制信號Cs抖動及偏移,如此一來,可避免降低該光通訊系統1的鏈路傳輸性能。另外,藉由該光延遲干涉儀3(71、81)與該控制模組5(73、83)相配合可使本
實施例之該光纖色散監控裝置具有較大的監控範圍(即可監控範圍較不受限)。簡言之,由於本實施例之該光纖色散監控裝置適用於具有光雙邊帶頻譜的所有調變格式,且具有較大的監控範圍及監控準確度較佳,因此,相較於習知光纖色散監控裝置較便於使用。
In summary, each of the above embodiments has at least one of the following advantages. The control signal Cs generated by each of the
惟以上所述者,僅為本發明之實施例而已,當不能以此限定本發明實施之範圍,凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。 However, the above are only examples of the present invention, and should not be used to limit the scope of the present invention. Any simple equivalent changes and modifications made according to the scope of the patent application of the present invention and the content of the patent specification are still classified as This invention covers the patent.
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- 2018-08-30 TW TW107130301A patent/TWI696355B/en active
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