CN102150385A - 光信道监控器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于监控WDM光信号的方法。所述方法包括：接收具有多个信道的WDM光信号；在使用可调滤波器来滤波所述WDM光信号后检测所述光信号；以及，至少重新配置可调滤波器光学传递函数的中心波长和带宽，以确定所述WDM光信号的信号性能参数。

Description

光信道监控器
相关申请的声明
本申请要求在2008年8月21日提交的、题目为“光信道监控器”的美国临时专利申请No.61/090,722的权益，该美国临时专利申请的全部内容通过引用被整体包含在此。
背景技术
光纤通信系统通常使用波分复用(WDM)，波分复用(WDM)是一种用于使用光纤来承载许多在光谱上分离的独立光信道的技术。在波长域中，光信道以分离的信道波长为中心，该分离的信道波长在密集WDM(WDM)系统中通常相隔25、50、100或200GHz。由光信道承载的信息内容分布在有限的波长带上，该有限的波长带通常比在信道之间的间隔更窄。
光信道监控正在越来越多地被光纤系统的电信运营商和多服务运营商使用。随着在光学网络上的业务增加，网络的监控和管理变为越来越重要的问题。为了监控网络，必须确定和分析在网络中的特定点的复合信号的光谱特性。这个信息然后可以用于优化网络的性能。光信道监控对于使用可再配置的和自我管理的光纤网络的现代光网络而言特别重要。
例如，可再配置的光分/插复用器(ROADM)和光交叉连接用于当独立的波长信道沿着网络被传输时操纵该独立的波长信道，可再配置的光分/插复用器(ROADM)和光交叉连接需要光信道监控器。ROADM允许在沿着网络的中间节点要增加或删除的波长信道的动态和可再配置的选择。在ROADM中，例如，光信道监控器可以提供输入信道的清单以及输出信道的清单，并且向可变光衰减器(VOA)控制电子装置提供信道功率信息，以便所增加的信道的功率可以使用通过信道来被均衡。
理想上，光学通信系统的监控应当基于在感兴趣的整个波长范围上的实际光信号波形的分析。可以使用多种已知的信号和光谱分析设备来执行这种类型的光谱分析。例如，已知用于确定光信号的特性的光信号分析器，该光信号的特性诸如是功率电平、输入波长、消光比、眼开、信噪比、偏振相关损耗(PDL)、色散等。
多种不同装置已经传统上被用作光信道监控器。例如，为了监控WDM光学通信系统的各个信道，可以使用并行检测监控器(PDM)来确定在任何期望的波长范围上的、基于波长的平均和峰值功率电平。PDM使用光栅或其他装置来将WDM信号分离或解复用为其独立的信道或波长，并且使用一系列光电检测器来测量在每一个信道或波长中的功率。替代地，可以使用固定滤波器带宽、中心波长可调光滤波器与光学检测器一起来实现可调滤波器监控器(TFM)。这样的滤波器仅透射或反射传输带的窄部分，该窄部分可以然后被检测器检测到。通过扫描在整个传输带上的滤波器中心波长，可以获得传输带的完整光谱画面，并且可以使用适当的信号处理方法来提取信道信息(例如，波长、功率、OSNR)。可以使用例如薄膜技术来实现可调滤波器，以建立法布里-珀罗型滤波器，并且通过温度效应、使用液晶或通过调节信号入射在滤波器上的角度来实现调节。用于实现可调滤波器的其他技术包括但是不限于基于声光效应的可调布拉格光栅和滤波器。
虽然上述装置实现了一定程度的光信道监控，但是它们易于受到多个缺点的影响。具体地说，需要对于具有特定的固定信道设计的信号校准这些装置。该信道设计设计指定多个参数，诸如每一个信道的中心频率和带宽、在信道之间的间隔、每一个信道的功率电平和由每一个信道使用的调制格式。在PDM的情况下，必须预先选择信道间隔和诸如每一个信道的带宽这样的滤波特性。虽然使用可调滤波器的信道监控器能够跨过波长扫描，因此在原理上允许监控具有不规则信道间隔的信道设计，但是这样的监控器仍然需要预先知道信道带宽和调制格式。因此，这些装置不能被设计为独立于网络的信道设计。
发明内容
根据本发明，提供了一种用于监控WDM光信号的方法。所述方法包括：接收具有多个信道的WDM光信号；在使用可调滤波器来滤波所述WDM光信号后检测光信号；以及，至少重新配置可调滤波器光学传递函数的中心波长和带宽，以确定所述WDM光信号的信号性能参数。
根据本发明的另一个方面，提供了一种光学装置，其包括：输入端口，用于接收WDM光信号；以及，可调光滤波器，其具有可编程的波长相关的传输以至少改变所述光信号的光学传递函数的中心波长和带宽。所述光学装置也包括检测器，用于在所述光信号被所述可调光滤波器调制后接收所述光信号。控制器被构造来使得所述可调光滤波器被布置为在所述输入端口和所述检测器之间的光学传递函数，所述检测器使用在所述输入端口和所述检测器之间的至少第一和第二光学传递函数来采样所述WDM光信号的光谱的不同分量。所述光学传递函数通带特性被优化，以改善所述WDM光信号的不同信道或分量的测量精度。
附图说明
图1是可以被用作光信道监控器的光学装置的一个示例的框图。
图2是可以在图1的光学装置中使用的SLM的放大部分视图。
图3示出可以在图1的光学装置中使用的SLM的平面视图。
图4示出波长选择开关的侧视图。
图5示出沿着图4中的线2-2所取的、波长所入射的SLM的表面的平面视图。
图6是沿着图4中的线4-4所取的波长选择开关的另一个侧视图。
图7a图示在DMD中从第一单个镜元件反射出的第一光路径和从第二单个镜元件反射出的第二光路径，两个镜元件在相反的方向上倾斜。
图7b图示在DMD中从第一单个镜元件反射出的第一光路径和从第二单个镜元件反射出的第二光路径，两个镜元件在相同的方向上倾斜。
图8示出(沿着在图4中的线4-4所取的)波长选择开关的七条(个)光纤或端口，其中的任何三条(个)可以作为1×2开关，其中，中心端口作为输入端口，并且外部端口作为输出端口。
图9示出图6的开关，其中，三个端口作为1×2开关，并且两组其他端口1101和1102作为光信道监控器。
具体实施方式
因为多个原因，WDM光学通信系统越来越多地用于承载具有不同或改变的信道设计的业务。例如，可以在同一系统上承载具有混合的传输率2.5、10、40和甚至100Gb/s的业务。在一些情况下，这些信道设计可以随着时间改变。例如，如果信道用于支持需要100GHz信号的服务，但是后来仅需要10GHz信号，则最有效的是，当该信道仅用于承载10GHz信号时，减少向那个信道分配的带宽的量。在其他情况下，承载该业务的网络的服务运营商可能未知由业务使用的信道设计。这可能是例如下述的情况：当网络正在承载来自第三方服务运营商的业务(即，外来波长)时。又如，当系统需要随着时间改变时，可能期望通过使用可编程的信道设计来重新配置系统，该可编程的信道设计可以在按需被重新编程或改变。
因为在光学通信系统正在被要求承载的业务的类型上的增大的灵活性，光信道监控器应当理想地被设计使得其独立于网络的信道设计。即，理想的信道监控器应当能够精确地监控具有任意或可编程的信道设计的业务，并且优选的是，没有光信号的信道设计或任何其他特性的任何先验知识。为了完成这一点，光信道监控器需要检测信号，确定其特性(例如，信道带宽)，并且基于该特性来应用适当的滤波器以迅速和精确地获取与信号相关的信息，诸如其功率电平。
更具体地，可以从与光电检测器组合的适当可调滤波器形成独立于信道设计的监控器。可调滤波器可以首先被用作窄带滤波器，以通过在信号频谱上扫描滤波器的通带时测量独立信道的带宽和位置来表征信号。以这种方式，可以确定信号分布或信道设计。在给定信道设计的情况下，可调滤波器可以被重新配置，使得它具有适当的形状来在单个测量中确定诸如合计信号功率电平这样的信号性能参数。即，可调滤波器被调整或调节，以便不去除将影响测量精度的信号的任何分量。
可以在本发明中使用的可调滤波器的一个示例包含空间光调制器(SLM)。空间光调制器(SLM)由光学元件(像素)的阵列构成，其中，每一个像素独立地作为光“阀门”以调整或调制光强。光信号沿着光谱轴或方向散布在阵列上，使得在信号中的独立信道遍布在光学元件的多个上。通过激活所选择数量的光学元件使得入射在那些选择的光学元件上的信道的部分被引导离开返回路径，可以选择性地衰减或阻挡每一个信道或一组信道。
图1是可以用作光信道监控器的光学装置100的一个示例的框图。光学装置100使用SLM，SLM作为可调滤波器，用于滤波输入的光束或信号。光学装置100包括：输入光纤102，其能够向装置100引入多波长信号112；以及，输出光纤104，其能够从装置100去除信号112的至少一部分。光电检测器120从输出光纤104接收光信号的该部分。
光学装置100也包括第一色散光栅装置118a和第二色散光栅装置。在这个示例中，第一色散光栅装置118a操作以将多波长信号112分离为离散的波长或信道(λ1-λn)，并且将该波长聚焦在SLM 108上。类似地，第二色散光栅装置118b操作以将从SLM 108反射的波长组合为输出多波长光信号114，并且将信号114聚焦到输出光纤104内。第一和第二色散光栅装置可以包括光栅、透镜(例如，准直透镜)以及其他的光学元件的组合。
SLM 108可用于空间调制光波长。SLM 108在调制输入的波长的同时通过反射而选择性地将光波长的一个或多个传输到光输出光纤104，使得SLM 108作为可调滤波器。
一种类型的基于微镜的SLM是数字微镜装置(DMD)。DMD由微镜或像素的二维阵列构成，其中每一个微镜或像素可驱动于接通状态或关断状态中。如在此在DMD中所使用，能够相互交换地使用术语“微镜”和“像素”。通常，DMD由微小镜的阵列(通常，每平方英寸几百万个)构成，其中，每一个镜元件的角位置是在角度上彼此相差例如大约10至20度的至少两个位置之间独立可控的。镜基座位于镜元件之后。可独立寻址的镜元件可倾斜地被安装在机械铰链上，并且通常，镜元件的阵列覆盖在镜基座中的控制电路层，控制电路层全部被安装在半导体芯片上。DMD的镜表面由矩形或正方形镜元件的通常矩形的网状阵列构成。通常的镜元件是大约16微米见方，并且该独立的元件彼此隔开大约1微米的距离。在该阵列中的镜元件的围绕至少一个轴的独立控制的倾斜允许从镜表面反射的能量被形成为预定的图案。而且，能够响应于数字信号来实质上瞬间重新配置镜表面，以形成不同的图案。这样的重新配置是精确的和可再现的，并且通常可以在大约25微秒或更短时间内完成。
在图1的示例中，SLM 108是DMD，其中，从一系列微镜(在图1中不可见)形成像素。通常，由SLM 108接收的每一个独立的波长分布在几个微镜上，以使得微镜110能够控制耦合到输出光纤104内的光量。这在图2中最清楚，图2是SLM 108的放大的、部分视图。为了清楚，图2仅示出波长λ1入射在其上的微镜110。与任何光束一样，波长λ1的强度在空间上分布，如强度分布曲线150所示。强度分布曲线经常是高斯分布，如图所示，但是不限于此。在操作中，接通状态的微镜110a操作以选择性地向输出光纤104反射波长λ1的能量的至少一些。另外，关断状态微镜110b操作以选择性地将在波长λ1上的能量的一些反射离开输出光纤104。在这个示例中，关断状态微镜110b将该能量反射到丢弃端口106。以这种方式，SLM 108能够通过选择性地改变一些微镜110的操作状态来改变耦合到输出光纤104内的波长λ1的光功率。通过将λ1的入射到其上的所有微镜110置于它们的关断状态中，可以甚至完全地衰减或阻挡λ1。被SLM 108引导到输出端口104的波长λ2-λn的光功率能够被衰减或以类似的方式被改变。
在图1中所示的基于SLM的信道监控器的结构仅是其中在本申请中描述的实施例可以被应用到其中的光学系统的一个示例。例如，在一些应用中，可能期望将反射的光束沿着同一路径引导回去，并且使用循环器或其他部件来分离输入和输出的光束。在其他实施例中，SLM108可以通过透射而不是反射来向输出光纤104选择性地传输一个或多个波长。
图3示出在图1的光学装置中使用的SLM 208(即，在图1中的SLM108)的平面视图与由第一色散光栅装置118a在该SLM 108上聚焦的空间分离的光波长λ1、λ2和λ3(分别由光束310、320和330表示)。图3也示出光波长λ1、λ2和λ3所入射在其上的SLM 108的独立的像素220(仅其中之一被标注)。虽然为了说明的目的而示出了3个波长，但是更一般而言，可以在SLM 208上在空间上分离任何数量的波长。在这个示例中，假定SLM 208的光谱色散轴在水平方向上，并且假定沿着其包含独立的波长的正交轴位于垂直方向上。这个正交轴将在此被称为光束轴。然而，其他定向也是可能的。在DMD的情况下，微镜的枢轴通常与光谱色散轴平行地延伸。如图3所示，在这个示例中的每一个波长的光束直径延伸在大约10个像素上。
为了执行信道监控，在光学装置100中的SLM 208可以被用作可调滤波器，该可调滤波器具有可编程的滤波功能，该功能可以独立地调整滤波器通带和中心波长。当以光电二极管来终止时，这个装置可以用于迅速和精确地测量具有不同带宽、不同调制格式和不规则的信道间隔的信道的功率。因此，加上这个滤波器充分地编程光学传递函数的灵活性使得该装置能够通过适应于未来的WDM系统格式来改善速度和精度，其中，未来的WDM系统格式混合调制格式和信道间隔。这是有价值的，因为它避免了强制严格的信道指南或假设以用于光监控目的的必要。
本发明的优选实施例是使用SLM装置来作为窄带滤波器，以首先通过将像素220的有限数量(例如，1)的列驱动到它们的接通状态而表征被监控的信号。即，SLM 108当被用作滤波器时的通带可以像单个像素一样窄。通过依序将像素的连续的列驱动到它们的接通状态，能够在信号频谱上扫描SLM 108的通带，以便可以确定信号的信号分布或信道设计。一旦已经以这种方式表征了信号，则可以通过像素的适当激活来重新配置SLM 108，以提供滤波形状，该滤波形状允许在单次测量中精确地确定合计信号功率电平。
如上所述的光学装置100可以被用作信道监控器，以监控具有任何任意信道设计的信号。有意义的是，不需要预先知道信道设计，以执行监控功能。光学装置100的信道设计独立性源自在多个像素上扩展单个光信道的能力。仅通过SLM 108的适当调整，可以监控具有任何任意信道设计的信号，其中，可以例如通过经由可编程的控制器在SLM上运行的软件来容易地实现SLM 108的适当调整。
如上所述，可以使用可调滤波器来实现信道监控器的信道设计独立性，该可调滤波器具有单个可调整的通带。然而，SLM 108可以被构造来具有更复杂的滤波形状，该更复杂的滤波形状包括多个通带，每一个通带具有不同的形状。这个能力可以用于提供具有许多另外的特征的信道监控器。例如，SLM 108可以被构造来具有滤波形状，该滤波形状抑制所有的信道，并且允许在单次测量中检测合计的放大自发发射(ASE)。相反，SLM 108可以被调整使得它去除所有的ASE，并且仅允许通过光电检测器来测量信道。
在一些实施例中，可以将光信道监控器功能与执行另外的功能的装置直接地集成。这样的装置的一个示例是光开关，诸如波长选择开关。这样的集成提供了多个优点，包括在空间需求上的减少，并且甚至可能消除对于在网络机架中的额外插槽的需要，该插槽否则被专用信道监控器占用。而且，在开关或其他装置内集成OCM允许装置本身直接地使用由监控器提供的信息，而没有系统管理软件的调停。例如，光信道监控器可以用于查看包括来自开关的输出信号的信道是否具有相等的功率，并且如果否，则提供反馈以便实现所需要的均衡。
源自与光信道监控器集成的光开关或其他装置的使用的另一个重要优点涉及在滤波器的隔离或锐度和其通带的平坦度之间的通常的折中。具体地说，需要高隔离在相邻的信道之间或在信道和噪声之间相区别。通常，在信道监控器中使用的可调滤波器应当像由在网络中的其他装置使用来处理光信号的滤波器那样陡峭。如果信道监控器和光开关或其他光学装置共享相同的光学元件的多个，具体地说共享用于执行滤波的那些光学元件，则可以自动地满足这个标准。
将参考图4-9来描述其中可以包含如上所述的类型的光信道监控器的波长选择开关的一个示例。在题目为“Multiple Function Digital Optical Switch”的同时待审的美国申请No.11/781,931中可以找到涉及这个光开关的另外的细节。
图4示出波长选择开关100的第一侧视图。该开关包括在页面之外的平面中的并行输入/输出光端口(例如，光纤)的阵列110，在图4中仅可见并行输入/输出光端口之一。准直透镜115被定位来接收从光纤阵列110出来的光。准直透镜115以从在阵列110中的中间光纤延伸的光轴为中心。以这种方式，透镜115准直出自在光纤阵列110中的光纤的光。该准直光然后入射在透射光栅120上，透射光栅120在空间上将光分离为其分量波长λ1、λ2、λ3、…、λN，并且将它们引导通过第二透镜125。透镜125在透镜平面的两个轴上执行不同的功能。在图4中的页面的平面中，透镜准直分散的波长λ1至λN。在该页面之外的平面中，透镜将平行光束聚焦在SLM 108的表面上。结果是沿着色散轴被准直的并且垂直于该轴被聚焦的、在空间上分离的波长的条，其中，所述条被引导在镜条140(在图4中仅可见其中之一)之间，并且被引导在SLM 108的表面上。
图5示出沿着图4中的线2-2所取的、波长入射在其上的SLM 108的表面的平面视图。在这个示例中的SLM 108是如上所述类型的DMD，其包括微镜或像素145的二维阵列。如在图5中的虚线150所示，微镜的轴线从每一个镜元件的一个角向相对角对角地延伸。
镜条1401和1402(“镜条140”)位于微镜装置108的表面上，并且在与轴线150平行的方向上延伸。可以使用传统的光刻或其他技术在透明窗口或衬底的下表面上直接地制造镜条140。可以将该衬底与SLM108集成以形成单个光学组件。可以向该窗口的上表面施加防反射涂层，以减少回反射。同样，可以向在独立的镜条之间的下表面的非反射部分涂敷防反射涂层。
图6是沿着图4中的线4-4所取的波长选择开关的第二侧视图。这个视图图示选择性地将波长λ1从在光纤阵列110中的输入光纤(即，光纤1104)切换到在光纤阵列110中的两条输出光纤1103和1105之一的方式。能够以类似的方式选择性地切换剩余的波长λ2-λN。
在DMD 108中的镜元件的尺寸相对于在开关100中使用的光波长足够小，使得光从DMD 108衍射离开。因此，根据波长λ1入射在其上的镜元件的倾斜角，DMD 108作为闪耀光栅，并且光被沿着路径160向上和向右衍射，或被沿着路径165向上和向左衍射。衍射的光当其向着镜条1401和1402向背反射时将加强其本身，在由各种衍射级表示的位置处形成一系列光点。同样，衍射光在级之间将其本身抵消。因此，为了最大化达到镜条1401或1402的光，镜条应当每一个位于波长的衍射级之一处。在图1中所示的具体示例中，镜1401和1402分别位于-2级衍射和+2级衍射。即，沿着路径160和165衍射的光表示第二级衍射。然而，更一般而言，镜条1401和1402可以位于任何适当的衍射级。
如果光入射在镜条1401上，则光被沿着路径175反射回DMD 108。另一方面，如果光入射在镜条1402上，则其将被沿着路径170反射回DMD 108。如果光束170或175入射在其上的镜元件在与初始输入波长λ1沿着路径180入射在其上的镜元件相反的位置倾斜，则光沿着路径182或184被反射回朝向第二准直透镜125，其中，路径182和184与路径180平行。在图7a中图示这一点，在图7a中，为了简单，将光路径180示出为从单个镜元件143反射离开，并且光路径182被示出从在DMD 108中的单个镜元件147反射离开。如所示，镜元件143和147在相反的方向上倾斜。注意，如果光束入射在DMD的多于一个的镜子上，则可以同时将光束的不同部分引导到两个输出182和184。这种能力被称为可编程组播，其有效地允许光束被分离和耦合到多个输出端口内。
再一次参见图6，在光第二次从DMD 108反射离开后沿着路径182或184传播之后，光然后以与如上所述的方式相反的方式穿过光栅120和第一准直透镜115。如果光已经沿着路径182被从DMD 108反射离开，则输出端口1105接收光。另一方面，如果光已经沿着路径184被从DMD108反射离开，则输出端口1103接收光。以这种方式，可以将波长λ1从输入端口1104切换到输出端口1103和1105的所选择的一个。可以以类似的方式来切换剩余的波长λ1-λN。
可以以较为无损的方式或以可控的衰减量来将独立的波长从输入端口1104切换到输出端口1103和1105之一。可以通过倾斜所选择的数量的、在其上从镜条1401和1402之一接收到切换波长的镜元件来施加衰减。可以结合图7b来图示这一点，图7b示出输入的光路径180和输出的光路径182。如结合图7a上述，为了简单，光路径180被示出为从单个镜元件143反射离开，并且光路径182’被示出为从单个镜元件147反射离开。在图7a中，镜元件143和147在相反的方向上倾斜。另一方面，在图7b中，镜元件143和147都在相同的方向上倾斜，结果，光沿着路径182’从镜元件147反射离开，在路径182’中，光被引导离开光纤阵列110，因此被丢弃。通过适当地倾斜任何选择的数量的、反射第二次入射在DMD108上的切换波长的分量的镜元件，例如在镜元件147的情况下，可以将被引导到所选择的输出端口或光纤的光衰减所选择的量。更具体地，可以以与从单个镜元件反射离开的光量相等的递增量来衰减光。图7b因此图示波长选择开关100的操作的一般原理。切换波长衍射离开的第一组镜元件(例如，镜元件143)控制切换波长被引导到的输出端口。切换波长衍射离开的第二组镜元件(例如，镜元件147)控制切换波长的衰减。注意，如果镜元件147位于关断或浮置状态中，则可以将光路径182反射在镜条140的随后的那个上，该镜条140的随后的那个继而将光反射回DMD 108，光从DMD 108可以被重新引导到一个或多个另外的输出端口。
如上结合输入端口1104与输出端口1103和1105所述，波长选择开关作为1×2开关。通过使用1×2开关作为基本的建立块，许多其他的开关配置是可能的。例如，如果使用适当数量的镜条140，则可以使用单个DMD来形成任何数量的这样的1×2开关。在图8中，例如，示出七条(个)光纤或端口，其中的任何三条(个)能够作为1×2开关，其中，中心端口作为输入端口，并且外部端口作为输出端口。例如，可以通过端口1101、1102和1103来形成一个开关，其中，以端口1102作为输入端口，而可以通过端口1105、1106和1107来形成一个开关，其中，以端口1106作为输入端口。图8示出当以这种方式配置时的开关100。与图6类似，图8以及如下所述的图9是沿着在图4中的线4-4所取的开关100的侧视图。在这个示例中，与端口1101、1102和1103相关联的1×2开关使用镜条1403和1404，并且与端口1105、1106和1107相关联的1×2开关使用镜条1405和1406。
可以通过使用在波长选择开关100中的任何两个相邻的端口来执行光信道监控，该任何两个相邻的端口之一作为输入，并且另一个作为输出端口，在该输出端口，布置了光检测器。图9示出图6的开关100，其中，端口1103、1104和1105作为1×2开关，并且端口1101和1102作为一个光信道监控器，并且，端口1106和1107作为另一个光信道监控器。端口1102和1106作为输入，并且端口1101和1107作为输出，在该输出，定位了检测器112和114。应当注意，更一般而言，在波长选择开关100中的任何两个相邻的端口可以作为1×1开关。
虽然在此具体地图示和描述了各个实施例，但是可以明白，在不偏离本发明的精神和意欲范围的情况下，本发明的修改和改变被上面的教导涵盖，并且在所附的权利要求的范围内。例如，如上所述，除了将光信道监控器的功能与如上所述的光开关集成之外，还可以将光信道监控器的功能直接地与其他装置集成。这样的装置无限制地包括光学放大器、色散控制器、光分/插复用器和可变光衰减器等。

Claims (17)

1.一种用于监控WDM光信号的方法，包括：
接收具有多个信道的WDM光信号；
在使用可调滤波器来滤波所述WDM光信号后检测所述光信号；以及，
至少重新配置可调滤波器光学传递函数的中心波长和带宽，以确定所述WDM光信号的信号性能参数。
2.根据权利要求1的方法，进一步包括：
使用可调滤波器来滤波所述光信号，所述可调滤波器被配置为具有至少第一光学传递函数；
检测经滤波的光信号，以确定第二光学传递函数，所述第二传递函数被优化以测量在所述WDM光信号中的信道的参数；
使用所述可调滤波器来滤波所述光信号，所述可调滤波器被配置为具有所述第二光学传递函数；以及
在通过使用所述第二光学传递函数配置的所述可调滤波器来滤波所述光信号的同时，检测所述光信号以确定所述WDM光信号的信号性能参数。
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：在所述WDM光信号的光谱上扫描所述第一光学传递函数，并且当正在扫描所述第一光学传递函数时，检测经滤波的光信号，以确定信号分布。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一光学传递函数具有比每一个光信道的带宽更窄的宽度。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述可调滤波器包括具有像素阵列的空间光调制器(SLM)，并且所述方法进一步包括：
将所述WDM光信号在空间上散布到所述SLM上，以便每一个信道入射在多个像素上；以及
通过将所述像素选择性地调整到第一或第二状态内，配置和重新配置所述可调滤波器。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，被确定的所述信号性能参数是在所述WDM光信号的一个信道中的合计功率。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，被确定的所述信号性能参数是在去除与所述光信号相关联的放大自发发射后在所述WDM光信号中的合计功率。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，被确定的所述信号性能参数是在去除与所述光信号相关联的光信道后在所述WDM光信号中的合计ASE功率。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，被确定的所述信号性能参数是与在所述光信号中的独立信道相关联的放大自发发射。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个信道的至少一个具有不同的传输率。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个信道的至少一个具有不同的调制格式。
12.一种光学装置，包括：
输入端口，用于接收WDM光信号；
可调光滤波器，具有可编程的波长相关的传输以至少改变所述光信号的光学传递函数的中心波长和带宽；
检测器，用于在所述光信号被所述可调光滤波器调制后接收所述光信号；以及
控制器，用于使得所述可调光滤波器被布置为在所述输入端口和所述检测器之间的光学传递函数，所述可调光滤波器使用在所述输入端口和所述检测器之间的至少第一和第二光学传递函数来采样所述WDM光信号的光谱的不同分量，其中，所述光学传递函数通带特性被优化，以改善所述WDM光信号的不同信道或分量的测量精度。
13.根据权利要求12所述的光学装置，进一步包括：
色散光学元件，用于将所述光信号在空间上散布到多个波长内；
SLM，具有用于接收空间上散布的波长的表面，其中，所述表面包括像素阵列，使得每一个所述波长入射在多个所述像素上，每一个所述像素处于多个离散状态之一中，所述多个离散状态向入射在其上的光能量提供不同量的调制；
控制器，用于使得在所述SLM中的所述像素阵列被布置为可选的状态图案，所述可选的状态图案包括：(i)第一系列的图案，其产生在所述输入端口和所述检测器之间的第一光学传递函数，所述第一光学传递函数在所述WDM光信号的光谱上扫描以确定所述WDM光信号的信号分布；以及(ii)第二图案，其产生在所述输入端口和所述检测器之间的第二光学传递函数，所述第二光学传递函数至少部分地由所述WDM光信号的所述信号分布确定，以便所述检测器能够测量所述WDM光信号的信号性能参数。
14.根据权利要求12所述的光学装置，其中，所述光学装置是波长选择开关。
15.根据权利要求12所述的光学装置，其中，所述第一和第二光学传递函数传输不同的频率带宽。
16.根据权利要求12所述的光学装置，进一步包括：
至少两个光输出端口，所述检测器与所述输出端口之一相关联；以及
光学元件，用于接收由所述SLM调制的波长，并且将它们引导回所述SLM的所述像素的被选择的那些。
17.一种用于监控具有任意信道频率的WDM光信号的方法，包括：
(a)接收具有第一信道设计的第一WDM光信号；
(b)确定反映所述第一WDM光信号的所述第一信道设计的至少一个特性；
(c)以至少部分地基于所述至少一个特性的方式来配置滤波器以滤波所述第一WDM光信号；
(d)检测经滤波的第一WDM光信号以确定所述第一WDM光信号的信号性能参数；以及
(e)对于具有第二信道设计的第二WDM光信号重复步骤(a)-(d)。
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WO (1) WO2010022327A2 (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103969745A (zh) * 2013-01-30 2014-08-06 福州高意通讯有限公司 一种基于dlp的带宽可调平顶型光学滤波器
CN103969746A (zh) * 2013-01-30 2014-08-06 福州高意通讯有限公司 一种基于dlp的光通道监控器
CN103969747A (zh) * 2013-01-30 2014-08-06 福州高意通讯有限公司 一种基于dlp的可调节光衰减器和衰减器阵列
CN105324948A (zh) * 2013-06-18 2016-02-10 瑞典爱立信有限公司 光通信网络中的光监视
CN107646174A (zh) * 2015-05-20 2018-01-30 菲尼萨公司 用于硬件配置的网络的方法和设备
US10720997B1 (en) 2019-01-09 2020-07-21 Ii-Vi Delaware Inc. Tuning optoelectronic transceivers in optical network
US10721011B2 (en) 2015-05-20 2020-07-21 II-VI Deleware, Inc. Method and apparatus for hardware-configured network
CN112098378A (zh) * 2020-08-05 2020-12-18 中国科学院深圳先进技术研究院 一种滤光器、滤光方法及多光谱成像系统
CN112865870A (zh) * 2019-11-27 2021-05-28 武汉奥新科技有限公司 补偿方法

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8320758B2 (en) * 2008-05-01 2012-11-27 Aegis Lightwave, Inc. Channel monitor and method for estimating optical power
WO2011160019A1 (en) * 2010-06-17 2011-12-22 Esearch Foundation Of The State University Of New York Optical control sensor system
EP2520957B1 (en) * 2011-05-06 2017-02-01 Finisar Corporation Optical Channel Monitor
JP2013005113A (ja) * 2011-06-14 2013-01-07 Nec Corp 光チャネルモニタ
EP2579479B1 (en) * 2011-07-22 2015-06-10 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and equipment for adjusting filter bandwidth of optical apparatus
JP5838639B2 (ja) * 2011-08-02 2016-01-06 富士通株式会社 光伝送装置及び光伝送方法
US8368987B1 (en) * 2011-09-15 2013-02-05 Nistica, Inc. Optical processing device
US9438969B2 (en) * 2014-07-18 2016-09-06 Raytheon Company Optical multiplexor switch for free space optical communication
US9391425B2 (en) * 2014-10-17 2016-07-12 Lumentum Operations Llc Wavelength combined laser system
US9680570B2 (en) * 2015-04-30 2017-06-13 Nistica, Inc. Optical channel monitor for a wavelength selective switch employing a single photodiode
CN104980213B (zh) * 2015-06-29 2017-08-25 工业和信息化部电信研究院 一种主光通道功率测试方法和装置
JP6434879B2 (ja) * 2015-09-14 2018-12-05 日本電信電話株式会社 光信号モニタ装置
EP3514587B1 (en) * 2016-10-08 2020-06-24 Huawei Technologies Co., Ltd. Optical power equalization method and device
JP6319487B1 (ja) * 2017-03-14 2018-05-09 Ｎｔｔエレクトロニクス株式会社 光伝送特性推定方法、光伝送特性補償方法、光伝送特性推定システム及び光伝送特性補償システム
KR20200077396A (ko) 2018-12-20 2020-06-30 고려오트론(주) 셔터를 구비하는 파장 선택 스위치 시스템
FI130454B (en) 2019-05-24 2023-09-06 Exfo Oy Separation of data traffic from optical communication fiber
KR102610091B1 (ko) 2021-12-30 2023-12-05 탈렌티스 주식회사 Mems 미러 배열을 이용한 파장 선택형 레이저 시스템

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6262822B1 (en) * 1998-05-13 2001-07-17 Jds Fitel Inc. Circuit for monitoring optical signals
US6263123B1 (en) * 1999-03-12 2001-07-17 Lucent Technologies Pixellated WDM optical components
WO2002099368A1 (en) * 2001-06-01 2002-12-12 Cidra Corporation Optical channel monitor
WO2003028266A2 (en) * 2001-09-25 2003-04-03 Cidra Corporation Optical channel monitor having an array of micro-mirrors
US20040008401A1 (en) * 2001-04-03 2004-01-15 Cidra Corporation Multifunctional optical device having a spatial light modulator with an array of micromirrors
WO2006128254A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-07 National Ict Australia Limited Wdm optical performance monitoring

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5177560A (en) * 1991-11-06 1993-01-05 Hewlett-Packard Company Optical spectrum analyzer having adjustable sensitivity
JPH0629884A (ja) 1992-07-06 1994-02-04 Nissin Electric Co Ltd 高周波電力注入装置
IT1272846B (it) * 1994-11-25 1997-06-30 Pirelli Cavi Spa "sistema e metodo di telecomunicazione a multiplazione di lunghezza d'onda, con separazione controllata dei canali in uscita e per la determinazione del rapporto segnale/rumore ottico"
EP0887954B1 (en) * 1997-06-26 2000-09-13 Hewlett-Packard Company Noise figure measurement of optical amplifiers by power substitution
US6430328B1 (en) 2000-10-13 2002-08-06 William H. Culver Optical switch
US20020081070A1 (en) * 2000-11-30 2002-06-27 Tew Claude E. Micromirror wavelength equalizer
US7123833B2 (en) 2001-08-09 2006-10-17 Cidra Corporation Dynamically reconfigurable optical smart node
US6956687B2 (en) 2001-04-03 2005-10-18 Cidra Corporation Optical blocking filter having an array of micro-mirrors
JP4540886B2 (ja) * 2001-06-29 2010-09-08 富士通株式会社 光信号の波形を整形する方法及び装置
JP4407282B2 (ja) * 2003-01-08 2010-02-03 株式会社ニコン 逆分散型二重分光器
DE60305431T2 (de) * 2003-02-01 2006-09-28 Agilent Technologies, Inc., Palo Alto Verfahren und Vorrichtung zur Kanalleistungsüberwachung in dichte WDM optische Netzwerke
US7092599B2 (en) 2003-11-12 2006-08-15 Engana Pty Ltd Wavelength manipulation system and method
US7397980B2 (en) 2004-06-14 2008-07-08 Optium Australia Pty Limited Dual-source optical wavelength processor
JP4522174B2 (ja) * 2004-07-14 2010-08-11 富士通株式会社 光測定装置
JP2005062202A (ja) * 2004-10-29 2005-03-10 Yokogawa Electric Corp 分光装置
JP2005062201A (ja) * 2004-10-29 2005-03-10 Yokogawa Electric Corp 分光装置
JP2005031099A (ja) * 2004-10-29 2005-02-03 Yokogawa Electric Corp 分光装置
JP4500720B2 (ja) * 2005-03-29 2010-07-14 富士通株式会社 光スイッチ
KR100786341B1 (ko) * 2006-09-08 2007-12-17 한국광기술원 파장 모니터링 장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6262822B1 (en) * 1998-05-13 2001-07-17 Jds Fitel Inc. Circuit for monitoring optical signals
US6263123B1 (en) * 1999-03-12 2001-07-17 Lucent Technologies Pixellated WDM optical components
US20040008401A1 (en) * 2001-04-03 2004-01-15 Cidra Corporation Multifunctional optical device having a spatial light modulator with an array of micromirrors
WO2002099368A1 (en) * 2001-06-01 2002-12-12 Cidra Corporation Optical channel monitor
WO2003028266A2 (en) * 2001-09-25 2003-04-03 Cidra Corporation Optical channel monitor having an array of micro-mirrors
WO2006128254A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-07 National Ict Australia Limited Wdm optical performance monitoring

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103969745A (zh) * 2013-01-30 2014-08-06 福州高意通讯有限公司 一种基于dlp的带宽可调平顶型光学滤波器
CN103969746A (zh) * 2013-01-30 2014-08-06 福州高意通讯有限公司 一种基于dlp的光通道监控器
CN103969747A (zh) * 2013-01-30 2014-08-06 福州高意通讯有限公司 一种基于dlp的可调节光衰减器和衰减器阵列
CN105324948A (zh) * 2013-06-18 2016-02-10 瑞典爱立信有限公司 光通信网络中的光监视
CN105324948B (zh) * 2013-06-18 2017-11-14 瑞典爱立信有限公司 光通信网络中的光监视
CN107646174A (zh) * 2015-05-20 2018-01-30 菲尼萨公司 用于硬件配置的网络的方法和设备
US10615905B2 (en) 2015-05-20 2020-04-07 Ii-Vi Incorporated Method and apparatus for hardware configured network
US10721011B2 (en) 2015-05-20 2020-07-21 II-VI Deleware, Inc. Method and apparatus for hardware-configured network
US10903932B2 (en) 2015-05-20 2021-01-26 Ii-Vi Delaware, Inc. Method and apparatus for hardware-configured network
US10720997B1 (en) 2019-01-09 2020-07-21 Ii-Vi Delaware Inc. Tuning optoelectronic transceivers in optical network
CN112865870A (zh) * 2019-11-27 2021-05-28 武汉奥新科技有限公司 补偿方法
CN112098378A (zh) * 2020-08-05 2020-12-18 中国科学院深圳先进技术研究院 一种滤光器、滤光方法及多光谱成像系统

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AU2009282754A1 (en) 2010-02-25
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KR101646289B1 (ko) 2016-08-05
US20100046944A1 (en) 2010-02-25
CA2734134C (en) 2018-07-10
KR20110063761A (ko) 2011-06-14
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CN102150385B (zh) 2015-11-25
JP5874970B2 (ja) 2016-03-02
EP2359503A2 (en) 2011-08-24
AU2009282754B2 (en) 2015-08-20
AU2015206184B2 (en) 2016-09-08
JP2012501106A (ja) 2012-01-12
EP2359503A4 (en) 2013-07-03
WO2010022327A2 (en) 2010-02-25
CA2734134A1 (en) 2010-02-25
US9031404B2 (en) 2015-05-12
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