CN101047441A - 残余色散实时检测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明针对现有的残余色散测试无法实时检测的问题，提出了一种残余色散实时检测系统和方法，当残余色散发生变化时，可以及时检测变化。本发明所述的残余色散实时检测系统包括，色散测试源，用于输出测试波长；色散检测处理单元，用于对所述色散测试源输出的测试波长进行残余色散检测；发送端控制装置，用于控制所述色散测试源输出测试波长；接收端控制装置，用于发送触发条件来启动残余色散检测，并控制所述色散检测处理单元对所述色散测试源的输出进行残余色散检测。

Description

残余色散实时检测系统和方法

技术领域

本发明涉及一种波分复用(WDM)光传输残余色散实时检测的系统和方法，尤其涉及高速光信号传输领域的色散控制。

背景技术

光纤的色散是光信号经过光纤传输后产生的波形畸变的原因之一。由于光信号的不同频率成分或不同模式在光纤中传输速度不同，因此造成光信号中的不同频率成分到达光纤的终端有先有后，从而产生波形畸变。这种畸变表现在传送一个脉冲信号时，光脉冲将随着传输距离的延长，脉冲的宽度越来越宽，就需要针对色散进行管理和补偿。目前在光通信领域使用非常广泛是DCM(Directional coupler modulator，定向耦合调制)色散补偿，但是DCM器件在复用段对色散补偿时存在一些问题，特别是对于不同波长的色散补偿量不一样，很难精确地将所有通路的色散都补偿到最佳效果，因此各通路的色散过补偿和欠补偿是不可避免的，随之带来的光传输复用段中不同波长的通路光传输效果不一样，有的甚至存在很大差异，特别是对于超长距离的光传输系统，由于色散的积累，各通路的色散都随传输距离的延长而增大。同时，由于色散斜率的作用，位于两侧的边缘通路间的色散积累量差别最大。当传输距离超过一定值后，会使具有较大色散积累量的通路的色散值超标，从而限制了整个波分复用系统的传输距离。因此进行每通道的残余色散的检测是非常必要的，可以提供每通道的残余色散补偿量，为系统优化提供依据。

波分复用传输系统色散的测量需要用精密灵巧的皮秒级时延差的测量方法：相移法、干涉法和脉冲时延法。ITU-T G.650规定调制相移(MPS)是测量色散的标准方法。主要原理是连续波(CW)光波源通过高频正弦波进行辉度调制。调制的光信号通过被测系统传送，通过接收机解调。将测量相对于原始电子信号的检测到的调制相位。然后从该波长这一相位变化中计算相对群时延，色散的大小常用时延差表示。最后通过数学计算得出各个通道的残余色散。

目前传统检测波分复用传输系统残余色散方法，如图1所示，有很多应用限制：必须使用专用的色散测试仪表；需要中断系统正常运转，才能进行测试；当线路情况发生的变化(温度变化、微弯损耗的影响、线路光纤类型变化、DCM更换、通道发生变化，路由发生变化)，而引起系统残余色散变化时，无法实时检测，不能为系统优化提供及时有效的依据。图2是现有技术中的波分复用光传输系统残余色散传统检测方法示意图。在中断系统正常运转的情况下，采用专用色散测试仪表进行测试。如果线路情况发生的变化(温度变化、微弯损耗的影响、线路光纤类型变化、DCM更换、通道发生变化，路由发生变化)，不能实时检测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有的波分复用光传输系统残余色散测试无法实时检测的问题，提出了一种残余色散实时检测系统和方法。

本发明所述残余色散实时检测系统，包括：

色散测试源S，用于输出测试波长；

色散检测处理单元A，用于对所述色散测试源输出的测试波长进行残余色散检测；

发送端控制装置C1，用于控制所述色散测试源输出测试波长；

接收端控制装置C2，用于发送触发条件来启动残余色散检测，并控制所述色散检测处理单元对所述色散测试源的输出进行残余色散检测。

其中，接收端控制装置根据通道中工作波长的起始波长和终止波长来确定测试通道范围；所述色散检测处理单元通过每通道轮循的方式对所有通道进行检测。

本发明的残余色散实时检测系统还包括：第一程控阵列开关，第二程控阵列开关以及第三程控阵列开关；其中当测试波长与工作波长有冲突的时，发送端控制装置控制第一程控阵列开关连接为备用通道，并将工作波长切换到备用通道上；第二程控阵列开关选择色散测试源进入主光通道；第三程控阵列开关连接为备用通道。当测试波长与工作波长无冲突时，且工作波长不在工作通道上，发送端控制装置控制第一程控阵列开关连接为工作通道，将工作波长倒换回工作通道上；同时接收端控制装置得到同步指令，通知第三程控阵列开关连接工作通道。

本发明的残余色散实时检测系统还包括：第四程控阵列开关和第五程控阵列开关；其中发送端控制装置控制第四程控开关连接为测试通道，第五程控开关与色散检测处理单元相连。

本发明所述残余色散实时检测方法，包括以下步骤：

步骤1，根据接收端控制装置所发送的触发条件来启动残余色散检测；

步骤2，发送端控制装置根据接收端控制装置的输出数据，控制色散测试源输出测试波长；

步骤3，色散检测处理单元对上述色散测试源的输出进行残余色散检测。

其中，在步骤1中还包括：步骤1.1，确定测试通道范围，其根据通道中工作波长的起始波长和终止波长来确定测试通道范围；

其中，在步骤3中还包括：步骤3.1，所述色散检测处理单元通过每通道轮循的方式对所有通道进行检测；

其中，在步骤2中还包括：步骤2.1，当测试波长与工作波长有冲突的时，第一程控阵列开关连接为备用通道，并将工作波长切换到备用通道上；第二程控阵列开关选择色散测试源进入主光通道；第三程控阵列开关连接为备用通道；

其中，在步骤2中还包括：步骤2.2，当测试波长与工作波长无冲突时，且工作波长不在工作通道上，第一程控阵列开关连接为工作通道，将工作波长倒换回工作通道上；同时接收端控制装置得到同步指令，通知第三程控阵列开关连接工作通道；

其中，在步骤2中还包括：步骤2.3、第四程控开关连接为测试通道，第五程控开关与色散检测处理单元相连。

采用本发明所述的系统和方法，与现有技术相比，更加适合系统设备在开通运营过程中残余色散的实时监控和检测。检测的结果可以被光传输系统其他部分管理和运用，同时也提高自动化测试程度。可以适应线路情况变化，为系统优化及时提供依据。

附图说明

图1为现有技术中的传输线路示意图；

图2为现有技术中的系统结构示意图；

图3为本发明的残余色散实时检测系统结构图；

图4为本发明的残余色散实时检测方法流程图；

图5为本发明实施例的结构图；

图6为本发明实施例的流程图；

图7为本发明第二个实施例的结构图；

图8为本发明第二个实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的实施例作进一步的详细说明。

本发明的残余色散实时检测系统，如图3所示，该系统包括位于系统发送端的发送装置T，其由光发送部分和复用器MUX组成；用于传输信号的传输线路；以及位于系统接收端的接收装置R，其由解复用器DEMUX和光接收部分组成。以及，发送端控制装置C1、色散测试源S、接收端控制装置C2，接收端的色散检测处理单元A以及信息交互接口IO。

其中，发送端控制装置C1与接收端控制装置C2之间通过数据信令传输网(DCN)通讯，进行协同运作；发送端控制装置C1控制上述发送装置T和色散测试源S，并控制色散测试源S输出测试波长；接收端控制装置C2控制上述接收装置R和色散检测处理单元A，并控制色散检测处理单元A对上述色散测试源S的输出进行残余色散检测和处理，并通过信息交互接口IO将相关信息输出，同时接收相关指令，如系统设备其他部件(如网管、ASON控制平面)或操作人员的相关指令，并交给接收端控制装置C2处理，从而完成残余色散实时检测。其中，上述色散测试源S为符合ITU-T G.650标准相关要求的光源和波长选择器组成，色散检测处理单元A为符合ITU-T G.650标准相关要求的探测器、信号处理器等组成。

本发明残余色散实时检测方法，如图4所示，具体步骤如下：

步骤S100，根据接收端控制装置所发送的触发条件来启动残余色散检测，其根据接收端控制装置C2发送的触发条件来启动光传输残余色散实时检测，触发条件为外部触发和定时触发，外部触发条件是线路情况发生变化，通过信息交互接口IO发送触发条件；定时触发条件是每隔一定时间，系统自动启动检测；

步骤S101，确定测试通道范围，其根据系统应用情况确定测试通道中工作波长的起始波长和终止波长来确定测试通道范围。首先进行路由判断，其根据各个通道的路由信息，确定通道情况，同一工作波长由不同路由经过，到达同一接收端的残余色散是不同的，这不同的残余色散值根据各个通道的路由信息标识出来；实际系统中采用的波长信息通过IO信息交互接口输入接收端控制装置C2中并存储。根据接收端控制装置C2中的波长信息，可以知道系统中工作波长的起始和终止波长。测试通道的起始波长＝工作起始波长-3nm；测试通道的终止波长＝工作终止波长+3nm；测试通道范围＝测试通道的终止波长-测试通道的起始波长；

步骤S102，进行残余色散检测，发送端控制装置C1根据接收端控制装置C2提供的数据，确定此时色散测试源S应输出的测试波长，发指令给色散测试源S输出相应波长，从而控制色散测试源S的输出，色散检测处理单元A通过每通道轮循的方式进行检测和计算，具体为色散检测处理单元A解调色散测试源S的输出，测量相对于光源原始电子信号检测到的调制相位，然后根据相位变化计算时延差，残余色散大小以时延差表示，由此得出本通道的残余色散，直至完成步骤S101所确定的所有通道的检测；

步骤S103，通过信息交互接口IO输出检测信息。

本发明的一个实施例，如图5所示，其在检测过程中不会中断系统的正常业务。

第一程控光开关阵列OS1，选择业务是在正常的工作通道还是要切换到备用通道上。当1与3连接时为工作通道；当1与2连接时为备用通道。第二程控光开关阵列OS2，选择不同来源的相同波长通道的光进入MUX，当6与4连接时选择的源是OTUn；当6与5连接时选择的源是色散测试源S。第三程控光开关阵列OS3，与第一程控光开关阵列OS1配合使用，当7与9连接时为正常工作通道，当8和9连接时为备用通道下业务。

启动残余色散实时检测后，首先确定测试通道范围。接收端控制装置C2与发送端控制装置C1协调运作，通过轮循完成所有通道的测试。发送端控制装置C1控制色散测试源S输出测试波长。当测试波长与工作波长有冲突时，发送端控制装置C1控制第一程控阵列开关OS1的1与2连接为备用通道，将工作波长倒换到备用通道上；同时控制第二程控阵列开关OS2将6与5连接，选择色散测试源入MUX进入主光通道。同时接收端控制装置C2得到同步指令，通知第三程控阵列开关OS3连接备用通道的业务，并进行该通道残余色散的检测。若工作波长在工作通道上，则进行下一通道残余色散的检测；若工作波长不在工作通道上，发送端控制装置C1控制第一程控阵列开关OS1的1与3连接为工作通道，将工作波长倒换回工作通道上；同时接收端控制装置C2得到同步指令，通知第三程控阵列开关OS3连接工作通道。接收端的接收装置R先通过耦合器将主光通道信号的5％用来检测色散。接收端控制装置C2控制色散检测处理单元A进行检测和数据处理，并进行相关运算，完成残余色散的检测。通过信息交互接口IO将结果输出。由于业务切换时间＜50ms(ITU-T G.841标准)，所以检测过程中是没有中断系统正常业务的。

图6是图5实施例的控制流程图，具体步骤如下：

步骤S200，根据接收端控制装置所发送的触发条件来启动残余色散检测，其根据接收端控制装置C2发送的触发条件来启动光传输残余色散实时检测，触发条件为外部触发和定时触发，外部触发条件是线路情况发生变化，通过信息交互接口IO发送触发条件；定时触发条件是每隔一定时间，系统自动启动检测；

步骤S201，确定测试通道范围，其根据系统应用情况确定测试通道中工作波长的起始波长和终止波长来确定测试通道范围。首先进行路由判断，其根据各个通道的路由信息，确定通道情况，同一工作波长由不同路由经过，到达同一接收端的残余色散是不同的，这不同的残余色散值根据各个通道的路由信息标识出来；实际系统中采用的波长信息通过IO信息交互接口输入接收端控制装置C2中并存储。根据接收端控制装置C2中的波长信息，可以知道系统中工作波长的起始和终止波长。测试通道的起始波长＝工作起始波长-3nm；测试通道的终止波长＝工作终止波长+3nm；测试通道范围＝测试通道的终止波长-测试通道的起始波长；

步骤S202，判断测试波长与系统工作信号波长是否冲突，若无冲突，执行步骤S203；如有冲突，则阵列开关动作将工作通道切换到备用通道上，再执行步骤S203；

步骤S203，单通道残余色散检测，发送端控制装置C1根据接收端控制装置C2提供的数据，确定此时色散测试源S的输出波长，发指令给色散测试源S输出相应波长，从而控制色散测试源S的输出，色散检测处理单元A通过每通道轮循的方式进行检测和计算，具体为色散检测处理单元A解调色散测试源S的输出，测量相对于光源原始电子信号检测到的调制相位，然后根据相位变化计算时延差，残余色散大小以时延差表示，由此得出本通道的残余色散。

步骤S204，工作波长在工作通道上，则进行下一通道残余色散的检测；若工作波长不在工作通道上，发送端控制装置C1控制程控阵列开关将工作波长倒换回工作通道上；

步骤S205，开始下一通道残余色散检测；

步骤S206，如此轮循，直至所有通道测试完毕，若所有通道检测结束，执行步骤S207，否则返回步骤S202；

步骤S207，接收端控制装置C2控制信息交互接口IO输出相关信息。

本发明的第二个实施例，如图7所示，第四程控光开关阵列OS4和第五程控光开关阵列OS5，当10与11连接，系统为正常工作通道；当10与12连接，系统进入测试通道。

启动波分复用光传输残余色散实时检测系统后，进行路由判断，确定不同通道的线路情况。确定测试通道的波长范围。接收端控制装置C2与发送端控制装置C1协调运作。发送端控制装置C1控制色散测试源S输出，同时通知第四程控开关OS4的10与12连接，系统进入测试通道。系统的接收端控制装置C2通知第五程控开关OS5的10与12连接控制色散检测处理单元A进行检测和数据处理，色散检测处理单元A解调色散测试源S的输出，测量相对于光源原始电子信号检测到的调制相位，然后根据相位变化计算时延差得到本通道的残余色散，完成残余色散的检测。通过信息交互接口IO将结果输出。

图8是体现本发明的第二个实施例，描述路由不同时，本发明的应对举例。

在环网应用中，节点A经路由1到达节点C的线路情况和经路由2到达节点C的线路情况完全不同，因此同一通道经由不同的路由残余色散是不同的。

在路由1的条件下考虑2种情况：第1种，在B节点有电中继。图3中的T部分应在节点B，而不是节点A。线路情况为：传输线路BC；第2种，在B节点无电中继。图3中的T部分应在节点A。线路情况为：传输线路AB+BC；路由2的线路情况为传输线路AC。

本说明书所附实施例是体现本发明构思的一些典型例子，本领域的技术人员可意识到，在不脱离本发明的主要思想的情况下可以对本发明做出修改和变更。

Claims (12)

1、一种残余色散实时检测系统，在波分复用光传输中进行残余色散实时检测，其特征在于，包括：

色散测试源，用于输出测试波长；

色散检测处理单元，用于对所述色散测试源输出的测试波长进行残余色散检测；

发送端控制装置，用于控制所述色散测试源输出测试波长；

接收端控制装置，用于发送触发条件来启动残余色散检测，并控制所述色散检测处理单元对所述色散测试源的输出进行残余色散检测。

2、根据权利要求1的残余色散实时检测系统，其特征在于：

接收端控制装置根据通道中工作波长的起始波长和终止波长来确定测试通道范围。

3、根据权利要求2的残余色散实时检测系统，其特征在于：

所述色散检测处理单元通过每通道轮循的方式对所有通道进行检测。

4、根据权利要求1的残余色散实时检测系统，其特征在于，还包括：

第一程控阵列开关，第二程控阵列开关以及第三程控阵列开关；

其中当测试波长与工作波长有冲突的时，发送端控制装置控制第一程控阵列开关连接为备用通道，并将工作波长切换到备用通道上；第二程控阵列开关选择色散测试源进入主光通道；第三程控阵列开关连接为备用通道。

5、根据权利要求4的残余色散实时检测系统，其特征在于：

当测试波长与工作波长无冲突时，且工作波长不在工作通道上，发送端控制装置控制第一程控阵列开关连接为工作通道，将工作波长倒换回工作通道上；同时接收端控制装置得到同步指令，通知第三程控阵列开关连接工作通道。

6、根据权利要求1的残余色散实时检测系统，其特征在于，还包括：

第四程控阵列开关和第五程控阵列开关；

其中发送端控制装置控制第四程控开关连接为测试通道，第五程控开关与色散检测处理单元相连。

7、一种基于权利要求1所述的系统的残余色散实时检测方法，在波分复用光传输中进行残余色散实时检测，其特征在于，包括：

步骤1，根据接收端控制装置所发送的触发条件来启动残余色散检测；

步骤2，发送端控制装置根据接收端控制装置的输出数据，控制色散测试源输出测试波长；

步骤3，色散检测处理单元对上述色散测试源的输出进行残余色散检测。

8、根据权利要求7所述的残余色散实时检测方法，其特征在于，在步骤1中还包括：

步骤1.1，确定测试通道范围，其根据通道中工作波长的起始波长和终止波长来确定测试通道范围。

9、根据权利要求8所述的残余色散实时检测方法，其特征在于，在步骤3中还包括：

步骤3.1，所述色散检测处理单元通过每通道轮循的方式对所有通道进行检测。

10、根据权利要求7所述的残余色散实时检测方法，其特征在于，在步骤2中还包括：

步骤2.1，当测试波长与工作波长有冲突的时，第一程控阵列开关连接为备用通道，并将工作波长切换到备用通道上；第二程控阵列开关选择色散测试源进入主光通道；第三程控阵列开关连接为备用通道。

11、根据权利要求10所述的残余色散实时检测方法，其特征在于，在步骤2中还包括：

步骤2.2，当测试波长与工作波长无冲突时，且工作波长不在工作通道上，第一程控阵列开关连接为工作通道，将工作波长倒换回工作通道上；同时接收端控制装置得到同步指令，通知第三程控阵列开关连接工作通道。

12、根据权利要求7所述的残余色散实时检测方法，其特征在于，在步骤2中还包括：

步骤2.3，第四程控开关连接为测试通道，第五程控开关与色散检测处理单元相连。

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