CN111510241A - 基于频域微扰光标签dwdm光信道识别监控方法及系统 - Google Patents

基于频域微扰光标签dwdm光信道识别监控方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于频域微扰光标签DWDM光信道识别监控方法及系统，涉及光通信技术领域，本发明在一个传输方向上只需要一组接收装置，大大降低了未来光网络节点的成本与复杂度。由于本发明不需要在光网络节点处对DWDM光通道信号本身进行解调，只需要对标签信号进行频谱分析，并不需要在标签信号上加载任何有效信息，同时也不需要在节点处对标签信号进行解调，所以避免了复杂的DSP算法，降低了系统成本与复杂度。

Description

基于频域微扰光标签DWDM光信道识别监控方法及系统
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，具体涉及一种基于频域微扰光标签DWDM光信道识别监控方法及系统。
背景技术
随着互联网、云计算、移动宽带、数据中心的快速发展，网络传输带宽需求呈现爆炸式增长，推动着超大容量光传输系统的发展。为了提升现有光传输系统的容量，波分复用技术、数字相干接收、及低噪声光放大等关键技术被认为是提升容量的有效地解决方案。自上世纪80年代末，波分复用技术被引入光纤通信领域之后，单模光纤单纤传输容量就成倍增长。仅最近十五年内，实验室中获得的单模光纤单纤传输容量就从10Tbit/s迅速扩展到超过100Tbit/s。在实际商用系统方面，目前已大规模商用的单通道100G DWDM(DenseWavelength Division Multiplexing，密集波分复用)传输系统的满配信道数量已经超过180波，总容量接近20Tbit/s数量级。随着下一代单通道400G/1T光传输技术的发展，商用骨干网单纤传输容量也将很快接近或达到100Tbit/s数量级。
随着DWDM骨干网中通道数量越来越多在同一节点汇聚的通道数量往往超过数百个。因此，如何方便有效的对每一个通道进行准确辨识并确定其在节点处上下路的方向和规则；同时，又要对每一个通道的传输参数(如通道功率、光信噪比OSNR)进行监控，而不影响光路的正常传输性能，成为了光网络节点的关键技术问题之一。传统的光网络节点，需要对每一个通道的信号进行光-电-光恢复，因此可以将所有的通道信息和参数在每个通道进行单独解调时同步提取出来，成本高、结构复杂。随着骨干网进入相干检测时代后，网络容量剧增和器件成本、系统复杂度大幅上升，传统的技术方法已经无法满足需求。随着全光传输网的兴起，要求下一代大容量网络节点RODAM实现全光信号的直接交换，不再对每个信道的信号进行解调。
因此，亟需一种简单有效的方法，既可以识别汇聚到节点的每个光信道，同时又要监控每个光信道的光功率和光信噪比(OSNR)。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于频域微扰光标签DWDM光信道识别监控方法及系统，其成本相比传统的信道识别和监控技术显著降低。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种基于频域微扰光标签DWDM光信道识别监控方法，包括以下步骤：
在多个传输方向的DWDM系统发射端，采用一组频率间隔相等的正弦波电信号组成低频微扰信号，在多个传输方向上每个DWDM通道的光信号上分别加载所述低频微扰信号进行调制，将调制后的光信号送入光纤链路传输；
当多个传输方向上多路DWDM通道的光信号进入一个光网络节点，在光网络节点内对多个传输方向上光信号采用光分束器分出一路进行标签检测，得出每个DWDM通道上调制的低频微扰信号频谱；
通过识别与各个DWDM通道一一对应的低频微扰信号，确定各个传输方向上传输的DWDM通道的实际数量和对应的通道中心频率；
通过分析和计算某个传输方向上多个DWDM通道的光信号上调制的低频微扰信号频谱，检测该传输方向上的多个DWDM通道的光信号传输参数。
在上述技术方案的基础上，每一组所述低频微扰信号的正弦波的数量为5个；中心频率小于每个DWDM通道光信号本身波特率的千分之一，且其调制深度小于等于光强度调制器最大调制深度的1.5％。
在上述技术方案的基础上，当多个传输方向上多路DWDM通道的光信号进入一个光网络节点，在光网络节点内对多个传输方向上光信号采用光分束器分出一路进行标签检测，得出每个DWDM通道上调制的低频微扰信号频谱，具体包括以下步骤：
将各个传输方向的DWDM光信号分别输入一个95:5光分束器，其中95％的光功率输入光网络节点的光路由模块；5％的光功率输入一个50:50光分束器，其中一路输入光网络节点的光功率检测模块，另一路输入光网络节点的光标签检测分析模块，光标签检测分析模块进行检测分析得出每个DWDM通道上调制的低频微扰信号频谱。
在上述技术方案的基础上，光标签检测分析模块进行检测分析得出每个DWDM通道上调制的低频微扰信号频谱，具体包括以下步骤：
输入光电探测器，得出DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱的模拟电信号；
采用高精度ADC对光电探测器输出的低频微扰信号频谱的模拟电信号进行数字化采样，将采样后的数据进行时域-频域转换，得到整个方向上各个DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱。
在上述技术方案的基础上，通过分析和计算某个传输方向上多个DWDM通道的光信号上调制的低频微扰信号频谱，检测该传输方向上的多个DWDM通道的光信号传输参数，具体包括以下步骤：
所述光信号传输参数包括传输功率和光信噪比，其中：
计算每个通道的传输功率，包括以下步骤：
通过光功率检测模块得到某个传输方向上所有DWDM通道光信号的总光功率；
计算该传输方向上各个DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱，得到对应每个DWDM通道的低频微扰信号的频带峰值功率；
根据该传输方向上所有DWDM通道光信号的总光功率和每个DWDM通道的低频微扰信号的频带峰值功率，计算出该传输方向上的每个DWDM通道的光功率；
计算某个传输方向上多个DWDM通道中光信号的光信噪比，包括以下步骤：
通过分析和计算某个传输方向上所有DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱，得到该传输方向上每个低频微扰信号的电信噪比；
根据DWDM通道光信号的光信噪比与低频微扰信号的电信噪比的线性关系，得到该传输方向上每个DWDM通道中光信号的光信噪比。
本发明还提供一种基于频域微扰光标签DWDM光信道识别监控系统，包括：
微扰信号产生装置，其用于：设于多个传输方向的DWDM系统发射端，多个传输方向上每个DWDM通道均对应一个微扰信号产生装置；采用一组频率间隔相等的正弦波电信号组成低频微扰信号；
微扰信号调制装置，其用于：设于多个传输方向的DWDM系统发射端，多个传输方向上每个DWDM通道均对应一个微扰信号调制装置；接收微扰信号产生装置产生的所述低频微扰信号，在多个传输方向上每个DWDM通道的光信号上分别加载所述低频微扰信号进行调制，将调制后的光信号送入光纤链路传输；
光分束模块，其用于：设于多个传输方向的DWDM系统的光网络节点内，将一路光信号输入光网络节点的光功率检测模块，另一路输入光标签检测分析模块；
光功率检测模块，其用于：设于多个传输方向的DWDM系统的光网络节点内，检测各个传输方向上所有DWDM通道光信号的总光功率；
光标签检测分析模块，其用于：设于多个传输方向的DWDM系统的光网络节点内，对接收到的光信号进行标签检测，得出每个DWDM通道上调制的低频微扰信号频谱；通过识别与各个DWDM通道一一对应的低频微扰信号，确定各个传输方向上传输的DWDM通道的实际数量和对应的通道中心频率；通过分析和计算某个传输方向上多个DWDM通道的光信号上调制的低频微扰信号频谱，检测该传输方向上的多个DWDM通道的光信号传输参数。
在上述技术方案的基础上，每一组所述低频微扰信号的正弦波的数量为5个；中心频率小于每个DWDM通道光信号本身波特率的千分之一，且其调制深度小于等于光强度调制器最大调制深度的1.5％。
在上述技术方案的基础上，所述光分束模块具体用于：
将各个传输方向的DWDM光信号分别输入一个95:5光分束器，其中95％的光功率输入光网络节点的光路由模块；5％的光功率输入一个50:50光分束器，其中一路输入光网络节点的光功率检测模块，另一路输入光网络节点的光标签检测分析模块。
在上述技术方案的基础上，光标签检测分析模块具体包括：
光电探测器，其用于：得出DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱的模拟电信号；
高精度ADC，其用于：对光电探测器输出的低频微扰信号频谱的模拟电信号进行数字化采样；
光标签识别分析装置，其用于：将采样后的数据进行时域-频域转换，得到整个方向上各个DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱。
在上述技术方案的基础上，光标签检测分析模块通过分析和计算某个传输方向上多个DWDM通道的光信号上调制的低频微扰信号频谱，检测该传输方向上的多个DWDM通道的光信号传输参数，具体包括以下步骤：
所述光信号传输参数包括传输功率和光信噪比，其中：
计算每个通道的传输功率，包括以下步骤：
通过光功率检测模块得到某个传输方向上所有DWDM通道光信号的总光功率；
计算该传输方向上各个DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱，得到对应每个DWDM通道的低频微扰信号的频带峰值功率；
根据该传输方向上所有DWDM通道光信号的总光功率和每个DWDM通道的低频微扰信号的频带峰值功率，计算出该传输方向上的每个DWDM通道的光功率；
计算某个传输方向上多个DWDM通道中光信号的光信噪比，包括以下步骤：
通过分析和计算某个传输方向上所有DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱，得到该传输方向上每个低频微扰信号的电信噪比；
根据DWDM通道光信号的光信噪比与低频微扰信号的电信噪比的线性关系，得到该传输方向上每个DWDM通道中光信号的光信噪比。
本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
(1)本发明使用的所有光电器件均是成熟的低带宽、低速率商用产品，成本和复杂度远低于目前商用的高速相干光接收装置，且在一个传输方向上只需要一组接收装置，大大降低了未来光网络节点的成本与复杂度。
(2)由于本发明不需要在光网络节点处对DWDM光通道信号本身进行解调，因此所有传输的DWDM光信号可以在光网络节点实现全光路由(上下路或交换)，因此非常符合下一代全光传输网络的发展趋势。
(3)由于只需要对标签信号进行频谱分析，并不需要在标签信号上加载任何有效信息，同时也不需要在节点处对标签信号进行解调，所以避免了复杂的DSP算法，降低了系统成本与复杂度。
附图说明
图1为本发明实施例所描述的存在多个传输方向的DWDM光传输系统中各个方向上传输的DWDM光信号光谱图；
图2为本发明实施例系统中单个传输方向上的DWDM信号发送端结构图(频域微扰调制部分)；
图3为本发明实施例系统中单组低频微扰信号频谱示意图；
图4为本发明实施例系统中M×N个低频微扰信号总体频谱分配图；
图5为本发明实施例每个独立传输方向上的N个DWDM通道的低频微扰信号的中心波长频谱分配图；
图6为本发明实施例中所述系统的可接收M个传输方向光信号的光网络节点系统架构图；
图7为本发明实施例中所述光网络节点的内部结构图；
图8为本发明实施例中所述光网络节点中光标签检测分析模块的内部结构图；
图9为本发明实施例中所述光网络节点中光标签检测分析模块得到的方向1上N路DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱图(包含在不同输入通道数量条件下的频谱差别)；
图10为本发明实施例中所述光网络节点中光标签检测分析模块得到的方向1上N路DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱图(包含每个标签电信号的功率和信噪比)。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
本发明实施例提供一种基于频域微扰光标签DWDM光信道识别监控方法，包括以下步骤：
在多个传输方向的DWDM系统发射端，采用一组频率间隔相等的正弦波电信号组成低频微扰信号，在多个传输方向上每个DWDM通道的光信号上分别加载所述低频微扰信号进行调制，将调制后的光信号送入光纤链路传输；
当多个传输方向上多路DWDM通道的光信号进入一个光网络节点，在光网络节点内对多个传输方向上光信号采用光分束器分出一路进行标签检测，得出每个DWDM通道上调制的低频微扰信号频谱；
通过识别与各个DWDM通道一一对应的低频微扰信号，确定各个传输方向上传输的DWDM通道的实际数量和对应的通道中心频率；
通过分析和计算某个传输方向上多个DWDM通道的光信号上调制的低频微扰信号频谱，检测该传输方向上的多个DWDM通道的光信号传输参数。
本发明实施例使用的所有光电器件均是成熟的低带宽、低速率商用产品，成本和复杂度远低于目前商用的高速相干光接收装置，且在一个传输方向上只需要一组接收装置，大大降低了未来光网络节点的成本与复杂度。
本发明实施例假设整个系统中的一个上下路传输节点可以最多容纳M×N个DWDM通道的上下路交换，M代表这个节点上汇聚了M个传输方向的DWDM光信号，而N则代表某一个传输方向上的DWDM光信号内部的通道数量。因此，传输系统中在M个传输方向上各有N个DWDM传输光通道，每个通道的间隔相同；且M个方向上第1到第N个通道的中心频率也是一致的。我们将方向1上的第1个DWDM通道命名为C1*1，将方向1上的第2个DWDM通道命名为C1*2，……以此类推将方向1上的第N个通道命名为C1*N。同样的，将方向2上的第1个DWDM通道命名为C2*1，将方向2上的第2个DWDM通道命名为C2*2，……将方向2上的第N个通道命名为C2*N。以此类推，给系统中所有通道均进行命名，例如将方向M上的第1个DWDM通道命名为CM*1，将方向M上的第2个DWDM通道命名为CM*2，……将方向M上的第N个通道命名为CM*N。根据以上的定义，方向1、方向2一直到方向M上的第1个通道C1*1、C2*1、……CM*1的中心波长一致，中心波长为λ1；方向1、方向2一直到方向M上的第2个通道C1*2、C2*2、……CM*2的中心波长一致，中心波长为λ2；依次类推……；方向1、方向2一直到方向M上的第N个通道C1*N、C2*N、……CM*N的中心波长一致，中心波长为λN。各个方向上传输的DWDM光信号光谱如图1所示。因此，在系统的光网络节点上同时有M×N个DWDM通道的光信号，这些光信号都必须进行识别和性能监控。
为了将频域微扰低频微扰信号调制到这M×N个DWDM通道的光信号上，在每个DWDM通道的光信号的调制模块之后增加一个光强度调制器作为微扰信号的调制装置，它(调制深度应低于1.5％)。而这些特定中心频率的低频射频微扰信号将用来作为光网络节点的识别标签。将这些调制好对应标签信号的DWDM光信号，通过光波分复用器耦合到一起，送入光传输网络进行传输。单个方向上的DWDM信号发送端结构图入图2所示。
作为优选的实施方式，低频微扰信号本身的性质具有以下特点：首先，作为每个DWDM光信号通道的识别标签的低频射频微扰信号是由一组相互无关但频率间隔相等的正弦波电信号组成的频带信号。每一组微扰信号中的正弦波的数量为n(为一个大于等于1的自然数)。单组标签信号在频谱上如图3所示。每组标签信号的中心频率(即每组标签信号中n个正弦波信号组成的频带信号的中心频率)必须至少低于每个DWDM通道光信号本身波特率的千分之一，且其调制深度应小于等于光强度调制器最大调制深度的1.5％，这样才能使低频微扰信号不影响每个通道本身光信号的传输性能。由于整个系统中存在M×N路DWDM通道的光信号，因此需要在每个不同的通道信号上调制不同中心频率的标签信号，使得的系统中的光网络节点可以识别出每个传输方向上的每一路光信号。由此，整个系统中就需要M×N个低频微扰信号，每个低频微扰信号的频谱具体分配如图4所示：设每个低频微扰信号的频带宽度均为dHz，相邻低频微扰信号之间的频带保护间隔为fHz，将所有M×N个低频微扰信号平均的分为N组，每一组中有M个低频微扰信号。将第1组的M个低频微扰信号的中心频率命名为f1*1、f2*1、f3*1、……fM-1*1、fM*1；将第2组的M个低频微扰信号的中心频率命名为f1*2、f2*2、f3*2、……fM-1*2、fM*2；将第3组的M个低频微扰信号的中心频率命名为f1*3、f2*3、f3*3、……fM-1*3、fM*3；依次类推……；将第N-1组的M个低频微扰信号的中心频率命名为f1*N-1、f2*N-1、f3*N-1、……fM-1*N-1、fM*N-1；将第N组的M个低频微扰信号的中心频率命名为f1*N、f2*N、f3*N、……fM-1*N、fM*N。其中每个相邻的中心频率的间隔为(d+f)Hz。将第1组的第1到第M个低频微扰信号f1*1、f2*1、f3*1、……fM*1作为第1到第M个传输方向上中心波长相同的第1个DWDM通道光信号(C1*1、C2*1、……CM*1)的标签信号；将第2组的第1到第M个低频微扰信号f1*2、f2*2、f3*2、……fM*2作为第1到第M个传输方向上中心波长相同的第2个DWDM通道光信号(C1*2、C2*2、……CM*2)的标签信号；依次类推……将第N组的第1到第M个低频微扰信号f1*N、f2*N、f3*N、……fM-1*N、fM*N作为第1到第M个传输方向上中心波长相同的第N个DWDM通道光信号(C1*N、C2*N、……CM*N)的标签信号。全部低频微扰信号所占据的频谱宽度为DHz＝M×N×(d+f)Hz
由此可以得到传输方向1上的N个DWDM通道的低频微扰信号的中心波长频谱分配为f1*1、f1*2、f1*3、……f1*N-1、f1*N；传输方向2上的N个DWDM通道的低频微扰信号的中心波长频谱分配为f2*1、f2*2、f2*3、……f2*N-1、f2*N；以此类推……传输方向M上的N个DWDM通道的低频微扰信号的中心波长频谱分配为fM*1、fM*2、fM*3、……fM*N-1、fM*N，如图5所示。
当M个方向的DWDM光信号(每个DWDM光信号中包含N个光通道)通过经EDFA放大的光纤链路传输，同时进入同一个光网络节点(如图6所示)。首先，将每个方向的DWDM光信号分别输入一个95:5光分束器，其中95％的光功率输入光网络节点的光路由模块；5％的光功率再输入一个50:50光分束器，其中一路输入光网络节点的光功率检测模块，而另一路输入光网络节点的光标签检测分析模块(如图7所示)。光路由模块、光功率检测模块已经有很成熟的技术实现方式，同时也不是本发明实施例讨论的范围，下面重点讨论光网络节点的光标签检测分析模块。该光标签检测分析模块由高灵敏度光电探测器、高精度ADC芯片和运行在FPGA芯片或单片机内的识别分析算法组成(如图8)。以方向1上的N路DWDM光信号中的光标签检测和分析为例：假设方向1上的N路DWDM通道光信号，输入光网络节点后，根据前面的描述将大约2.5％的光功率输入对应该传输方向的光标签检测分析模块。光信号输入光标签检测分析模块后，首先进入一个高灵敏度光电探测器，该光电探测器的电带宽应不小于系统中M×N个低频微扰信号所占据的频谱宽度DHz，且远小于每个DWDM光信道上调制光信号的波特率。前面，我们已经分析了方向1上N路DWDM通道光信号的低频微扰信号的频谱分配情况，即方向1上的N个DWDM通道的低频微扰信号的中心波长频谱分配为f1*1、f1*2、f1*3、……f1*N-1、f1*N(如图5所示)，由于这N个通道上的低频微扰信号在频带上完全没有交叠，因此当方向1上的N路DWDM通道光信号同时输入一个高灵敏度光电探测器时，在其输出端可以完整的将这N路DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号的各个频谱显示出来，又由于高灵敏度光电探测器的电带宽远小于每个DWDM通道光信号本身传输的信号的波特率，从而使得每个DWDM通道光信号本身传输的信号不会影响到N路低频微扰信号输出的质量。
从高灵敏度光电探测器输出的电信号虽然可以反映完整的方向1上N路DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱，但是在进行数字信号处理前，它只是一个模拟电信号，必须用高精度ADC进行数字化采样，再将采样后的数据输入包含着时域-频域转换算法程序的FPGA或单片机芯片中，从而得到整个方向1上N路DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱(如图9所示)。
由于本发明实施例不需要在光网络节点处对DWDM光通道信号本身进行解调，因此所有传输的DWDM光信号可以在光网络节点实现全光路由(上下路或交换)，因此非常符合下一代全光传输网络的发展趋势。
通过分析和计算整个方向1上N路DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱，实现对该方向上的N路DWDM通道光信号的识别和参数检测。首先，通过识别与传输通道一一对应的低频微扰信号来确定该方向上传输的实际DWDM通道数量和对应的通道中心频率。例如，如果方向1上传输的满配了N个通道的DWDM光信号，其对应的通道编号如之前所描述为：C1*1、C1*2、C1*3……、C1*N-1、C1*N；而与之对应的低频微扰信号频带中心波长为f1*1、f1*2、f1*3、……f1*N-1、f1*N。如果方向1上的N个DWDM通道中有任意一个或几个通道没有光信号，则在在光网络节点处检测出的低频微扰信号频谱中就会缺少代表这些通道的光标签频带。例如当方向1上N路DWDM光通道中缺少了第1个通道(中心波长C1*1)和第N个通道(C1*N)，则在光网络节点出检测出的方向1上低频微扰信号频谱中就会缺少中心频率为f1*1和f1*N的频带信号(如图9所示)。于是，光网络节点就可以快速识别出方向1上传输的DWDM光通道的数量和对应的通道波长。
作为优选的实施方式，通过分析和计算整个方向1上N路DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱，实现对该方向上的N路DWDM通道光信号传输参数(通道功率和OSNR)的检测。首先计算每个通道的传输功率：方向1上N路DWDM通道光信号的总光功率可以通过光功率检测模块得到，设为P1。通过计算整个方向1上N路DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱，可以得到对应每个DWDM通道的低频微扰信号的频带峰值功率：峰值功率p1*1、p1*2、p1*3、……、p1*N-1、p1*N分别对应于中心频率为f1*1、f1*2、f1*3、……f1*N-1、f1*N的低频微扰信号(如图10所示)，同时也就是对应于方向1上的N路DWDM光通道C1*1、C1*2、C1*3……、C1*N-1、C1*N。于是可以得到方向1上的每个光通道的光功率计算公式：
通道1的光功率
Figure BDA0002427647110000141
通道2的光功率
Figure BDA0002427647110000142
通道3的光功率
Figure BDA0002427647110000143
……以此类推得到通道N的光功率
Figure BDA0002427647110000144
由此可以计算出方向1上每一个DWDM光通道的传输光功率。
接下来计算方向1上N个DWDM通道中每路光信号的光信噪比(OSNR)。设方向1上的N个DWDM通道光信号的光信噪比OSNR分别为OSNR1*1、OSNR1*2、OSNR1*3、……、OSNR1*N-1、OSNR1*N。而通过分析和计算整个方向1上N路DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱(如图10所示)，可得到方向1上每个低频微扰信号的电信噪比，设为S1*1、S1*2、S1*3、……、S1*N-1、S1*N。从低频微扰信号的调制原理，我们可以得到任意一个DWDM光通道信号的OSNR与光网络节点处检测到的对应该通道的低频微扰信号的电信噪比是呈线性关系的，关系式如下：
通道1的OSNR
O S N R1*1＝a*S1*1+b
通道2的OSNR
O S N R1*2＝a*S1*2+b
……以此类推得到通道N的OSNR
O S N R1*N＝a*S1*N+b
其中的a和b两个系数可以在背对背的条件下测量得到的确定常数。
综上所述，可以通过分析和计算整个方向1上N路DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱，实现对方向1上的N路DWDM通道光信号的通道识别和参数(光功率、OSNR)检测。依次类推，光网络节点可以用同样的方法，快速地对M个传输方向中任意一个传输方向上的DWDM通道光信号进行通道识别和参数检测。
由于只需要对标签信号进行频谱分析，并不需要在标签信号上加载任何有效信息，同时也不需要在节点处对标签信号进行解调，所以避免了复杂的DSP算法，降低了系统成本与复杂度。
作为优选的实施方式，用于向DWDM通道光信号上调制低频微扰低频微扰信号的光强度调制器可以是快速光开关、MZM光强度调制器或者电吸收光调器等任意的外调制光强度调制器。
本发明实施例还提供一种基于频域微扰光标签DWDM光信道识别监控系统，包括：
微扰信号产生装置，其用于：设于多个传输方向的DWDM系统发射端，多个传输方向上每个DWDM通道均对应一个微扰信号产生装置；采用一组频率间隔相等的正弦波电信号组成低频微扰信号；
微扰信号调制装置，其用于：设于多个传输方向的DWDM系统发射端，多个传输方向上每个DWDM通道均对应一个微扰信号调制装置；接收微扰信号产生装置产生的所述低频微扰信号，在多个传输方向上每个DWDM通道的光信号上分别加载所述低频微扰信号进行调制，将调制后的光信号送入光纤链路传输；
光分束模块，其用于：设于多个传输方向的DWDM系统的光网络节点内，将一路光信号输入光网络节点的光功率检测模块，另一路输入光标签检测分析模块；
光功率检测模块，其用于：设于多个传输方向的DWDM系统的光网络节点内，检测各个传输方向上所有DWDM通道光信号的总光功率；
光标签检测分析模块，其用于：设于多个传输方向的DWDM系统的光网络节点内，对接收到的光信号进行标签检测，得出每个DWDM通道上调制的低频微扰信号频谱；通过识别与各个DWDM通道一一对应的低频微扰信号，确定各个传输方向上传输的DWDM通道的实际数量和对应的通道中心频率；通过分析和计算某个传输方向上多个DWDM通道的光信号上调制的低频微扰信号频谱，检测该传输方向上的多个DWDM通道的光信号传输参数。
作为优选的实施方式，每一组所述低频微扰信号的正弦波的数量为5个；中心频率小于每个DWDM通道光信号本身波特率的千分之一，且其调制深度小于等于光强度调制器最大调制深度的1.5％。
作为优选的实施方式，所述光分束模块具体用于：
将各个传输方向的DWDM光信号分别输入一个95:5光分束器，其中95％的光功率输入光网络节点的光路由模块；5％的光功率输入一个50:50光分束器，其中一路输入光网络节点的光功率检测模块，另一路输入光网络节点的光标签检测分析模块。
作为优选的实施方式，光标签检测分析模块具体包括：
光电探测器，其用于：得出DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱的模拟电信号；
高精度ADC，其用于：对光电探测器输出的低频微扰信号频谱的模拟电信号进行数字化采样；
光标签识别分析装置，一般采用FPGA芯片或单片机，其用于：将采样后的数据进行时域-频域转换，得到整个方向上各个DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱。
作为优选的实施方式，光标签检测分析模块通过分析和计算某个传输方向上多个DWDM通道的光信号上调制的低频微扰信号频谱，检测该传输方向上的多个DWDM通道的光信号传输参数，具体包括以下步骤：
所述光信号传输参数包括传输功率和光信噪比，其中：
计算每个通道的传输功率，包括以下步骤：
通过光功率检测模块得到某个传输方向上所有DWDM通道光信号的总光功率；
计算该传输方向上各个DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱，得到对应每个DWDM通道的低频微扰信号的频带峰值功率；
根据该传输方向上所有DWDM通道光信号的总光功率和每个DWDM通道的低频微扰信号的频带峰值功率，计算出该传输方向上的每个DWDM通道的光功率；
计算某个传输方向上多个DWDM通道中光信号的光信噪比，包括以下步骤：
通过分析和计算某个传输方向上所有DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱，得到该传输方向上每个低频微扰信号的电信噪比；
根据DWDM通道光信号的光信噪比与低频微扰信号的电信噪比的线性关系，得到该传输方向上每个DWDM通道中光信号的光信噪比。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于频域微扰光标签DWDM光信道识别监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
在多个传输方向的DWDM系统发射端，采用一组频率间隔相等的正弦波电信号组成低频微扰信号，在多个传输方向上每个DWDM通道的光信号上分别加载所述低频微扰信号进行调制，将调制后的光信号送入光纤链路传输；
当多个传输方向上多路DWDM通道的光信号进入一个光网络节点，在光网络节点内对多个传输方向上光信号采用光分束器分出一路进行标签检测，得出每个DWDM通道上调制的低频微扰信号频谱；
通过识别与各个DWDM通道一一对应的低频微扰信号，确定各个传输方向上传输的DWDM通道的实际数量和对应的通道中心频率；
通过分析和计算某个传输方向上多个DWDM通道的光信号上调制的低频微扰信号频谱，检测该传输方向上的多个DWDM通道的光信号传输参数。
2.如权利要求1所述的基于频域微扰光标签DWDM光信道识别监控方法，其特征在于，每一组所述低频微扰信号的正弦波的数量为5个；中心频率小于每个DWDM通道光信号本身波特率的千分之一，且其调制深度小于等于光强度调制器最大调制深度的1.5％。
3.如权利要求1所述的基于频域微扰光标签DWDM光信道识别监控方法，其特征在于，当多个传输方向上多路DWDM通道的光信号进入一个光网络节点，在光网络节点内对多个传输方向上光信号采用光分束器分出一路进行标签检测，得出每个DWDM通道上调制的低频微扰信号频谱，具体包括以下步骤：
将各个传输方向的DWDM光信号分别输入一个95:5光分束器，其中95％的光功率输入光网络节点的光路由模块；5％的光功率输入一个50:50光分束器，其中一路输入光网络节点的光功率检测模块，另一路输入光网络节点的光标签检测分析模块，光标签检测分析模块进行检测分析得出每个DWDM通道上调制的低频微扰信号频谱。
4.如权利要求1所述的基于频域微扰光标签DWDM光信道识别监控方法，其特征在于，光标签检测分析模块进行检测分析得出每个DWDM通道上调制的低频微扰信号频谱，具体包括以下步骤：
输入光电探测器，得出DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱的模拟电信号；
采用高精度ADC对光电探测器输出的低频微扰信号频谱的模拟电信号进行数字化采样，将采样后的数据进行时域-频域转换，得到整个方向上各个DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱。
5.如权利要求1所述的基于频域微扰光标签DWDM光信道识别监控方法，其特征在于，通过分析和计算某个传输方向上多个DWDM通道的光信号上调制的低频微扰信号频谱，检测该传输方向上的多个DWDM通道的光信号传输参数，具体包括以下步骤：
所述光信号传输参数包括传输功率和光信噪比，其中：
计算每个通道的传输功率，包括以下步骤：
通过光功率检测模块得到某个传输方向上所有DWDM通道光信号的总光功率；
计算该传输方向上各个DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱，得到对应每个DWDM通道的低频微扰信号的频带峰值功率；
根据该传输方向上所有DWDM通道光信号的总光功率和每个DWDM通道的低频微扰信号的频带峰值功率，计算出该传输方向上的每个DWDM通道的光功率；
计算某个传输方向上多个DWDM通道中光信号的光信噪比，包括以下步骤：
通过分析和计算某个传输方向上所有DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱，得到该传输方向上每个低频微扰信号的电信噪比；
根据DWDM通道光信号的光信噪比与低频微扰信号的电信噪比的线性关系，得到该传输方向上每个DWDM通道中光信号的光信噪比。
6.一种基于频域微扰光标签DWDM光信道识别监控系统，其特征在于，包括：
微扰信号产生装置，其用于：设于多个传输方向的DWDM系统发射端，多个传输方向上每个DWDM通道均对应一个微扰信号产生装置；采用一组频率间隔相等的正弦波电信号组成低频微扰信号；
微扰信号调制装置，其用于：设于多个传输方向的DWDM系统发射端，多个传输方向上每个DWDM通道均对应一个微扰信号调制装置；接收微扰信号产生装置产生的所述低频微扰信号，在多个传输方向上每个DWDM通道的光信号上分别加载所述低频微扰信号进行调制，将调制后的光信号送入光纤链路传输；
光分束模块，其用于：设于多个传输方向的DWDM系统的光网络节点内，将一路光信号输入光网络节点的光功率检测模块，另一路输入光标签检测分析模块；
光功率检测模块，其用于：设于多个传输方向的DWDM系统的光网络节点内，检测各个传输方向上所有DWDM通道光信号的总光功率；
光标签检测分析模块，其用于：设于多个传输方向的DWDM系统的光网络节点内，对接收到的光信号进行标签检测，得出每个DWDM通道上调制的低频微扰信号频谱；通过识别与各个DWDM通道一一对应的低频微扰信号，确定各个传输方向上传输的DWDM通道的实际数量和对应的通道中心频率；通过分析和计算某个传输方向上多个DWDM通道的光信号上调制的低频微扰信号频谱，检测该传输方向上的多个DWDM通道的光信号传输参数。
7.如权利要求6所述的基于频域微扰光标签DWDM光信道识别监控系统，其特征在于，每一组所述低频微扰信号的正弦波的数量为5个；中心频率小于每个DWDM通道光信号本身波特率的千分之一，且其调制深度小于等于光强度调制器最大调制深度的1.5％。
8.如权利要求6所述的基于频域微扰光标签DWDM光信道识别监控系统，其特征在于，所述光分束模块具体用于：
将各个传输方向的DWDM光信号分别输入一个95:5光分束器，其中95％的光功率输入光网络节点的光路由模块；5％的光功率输入一个50:50光分束器，其中一路输入光网络节点的光功率检测模块，另一路输入光网络节点的光标签检测分析模块。
9.如权利要求6所述的基于频域微扰光标签DWDM光信道识别监控系统，其特征在于，光标签检测分析模块具体包括：
光电探测器，其用于：得出DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱的模拟电信号；
高精度ADC，其用于：对光电探测器输出的低频微扰信号频谱的模拟电信号进行数字化采样；
光标签识别分析装置，其用于：将采样后的数据进行时域-频域转换，得到整个方向上各个DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱。
10.如权利要求6所述的基于频域微扰光标签DWDM光信道识别监控系统，其特征在于，光标签检测分析模块通过分析和计算某个传输方向上多个DWDM通道的光信号上调制的低频微扰信号频谱，检测该传输方向上的多个DWDM通道的光信号传输参数，具体包括以下步骤：
所述光信号传输参数包括传输功率和光信噪比，其中：
计算每个通道的传输功率，包括以下步骤：
通过光功率检测模块得到某个传输方向上所有DWDM通道光信号的总光功率；
计算该传输方向上各个DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱，得到对应每个DWDM通道的低频微扰信号的频带峰值功率；
根据该传输方向上所有DWDM通道光信号的总光功率和每个DWDM通道的低频微扰信号的频带峰值功率，计算出该传输方向上的每个DWDM通道的光功率；
计算某个传输方向上多个DWDM通道中光信号的光信噪比，包括以下步骤：
通过分析和计算某个传输方向上所有DWDM通道光信号上调制的低频微扰信号频谱，得到该传输方向上每个低频微扰信号的电信噪比；
根据DWDM通道光信号的光信噪比与低频微扰信号的电信噪比的线性关系，得到该传输方向上每个DWDM通道中光信号的光信噪比。
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