CN112039585A - 光信号监测设备及光信号监测方法 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种光信号监测设备及光信号监测方法。该光信号监测设备包括分光组件，将输入复合光信号分为多个分光信号；第一滤波组件用于过滤得到分光信号中第一波长带宽的第一光信号；第一监测组件用于监测第一光信号得到第一监测结果；第二滤波组件用于过滤得到分光信号中第二波长带宽的第二光信号；第二监测组件用于监测第二光信号得到第二监测结果，第一波长带宽大于第二波长带宽。通过第一滤波组件和第一监测组件组合以及第二滤波组件和第二监测组件组合分别对分光信号针对不同波长带宽进行滤波处理，分别获取对应波长带宽的光信号，从而在不更换或增加监测设备的情况下，可实现对同一复合光信号中不同波长带宽的光信号进行分离并实时监测。

Description

光信号监测设备及光信号监测方法

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光信号监测设备及光信号监测方法。

背景技术

光纤通信是利用光波作载波，以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式。当今，光纤以其传输频带宽、抗干扰性高和信号衰减小，而远优于电缆、微波通信的传输，已成为世界通信中主要传输方式。光纤通信系统是以光波为载波，利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统。在具体应用时，光纤通信系统中会包含光信号监测设施，以对光信号进行监测，来保证光通信的通信质量。

发明内容

一方面，本公开提供一种光信号监测设备。

本公开提供的一种光信号监测设备，包括：

分光组件，将输入复合光信号分为多个分光信号；

第一滤波组件，与所述分光组件连接，用于过滤得到所述分光信号中第一波长带宽的第一光信号；

第一监测组件，与所述第一滤波组件连接，用于监测所述第一光信号得到第一监测结果；

第二滤波组件，与所述分光组件连接，用于过滤得到所述分光信号中第二波长带宽的第二光信号，其中，所述第一波长带宽大于所述第二波长带宽；

第二监测组件，与所述第二滤波组件连接，用于监测所述第二光信号得到第二监测结果。

在一些实施例中，所述第一滤波组件包括：

滤波器级联阵列或AWG阵列波导光栅，用于对接收到的所述分光信号分不同波段进行过滤，得到多个不同波段内的第一光信号。

在一些实施例中，所述第一监测组件包括：

第一光电探测器阵列，连接于所述滤波器级联阵列或所述AWG阵列波导光栅后端，用于转换所述多个不同波段内的第一光信号为第一电信号。

在一些实施例中，所述第一滤波组件包括：

三端口带通光滤波器，包括入射端、第一出射端和第二出射端，所述入射端连接于所述分光组件后端；

所述三端口带通光滤波器，用于对所述第一滤波组件接收到的所述分光信号分波段范围过滤，在所述第一出射端得到第一波段范围内的分光信号，以及在所述第二出射端得到第二波段范围内的分光信号，所述第一波段范围和所述第二波段范围互不重复；

滤波器级联阵列，包括第一级联阵列和第二级联阵列，其中：

所述第一级联阵列与所述第一出射端连接，用于过滤得到所述第一波段范围内的分光信号中的所述第一光信号；

所述第二级联阵列与所述第二出射端连接，用于过滤得到所述第二波段范围内的分光信号中的所述第一光信号。

在一些实施例中，所述滤波器级联阵列包括：

多个滤波带宽相同，滤波波段不同的滤波器，用于滤波得到多个所述第一光信号，包括：

一个滤波器对应滤波得到一个波段范围内的一个所述第一光信号。

在一些实施例中，所述第二滤波组件包括：

可调光滤波器，与所述滤波器级联阵列或所述AWG阵列波导光栅并列，连接于所述分光组件后端，用于通过调整滤波波段，依次过滤得到所述分光信号中不同波段内的所述第二光信号。

在一些实施例中，所述第二监测组件包括：

第二光电探测器，连接于所述可调光滤波器后端，用于转换所述第二光信号为第二电信号。

在一些实施例中，所述第二滤波组件还包括：

控制电路，与所述可调光滤波器电连接，用于调整所述可调光滤波器的滤波波段。

在一些实施例中，所述第一监测组件和所述第二监测组件均还包括：

信号处理电路，与所述第一光电探测器阵列中的各个光电探测器以及第二光电探测器连接，用于采样所述第一电信号，并基于采样信号获取所述第一监测结果，以及

用于采样所述第二电信号，并基于采样信号获取所述第二监测结果。

在一些实施例中，所述分光信号中第一波长带宽的第一光信号的波段范围为1261nm～1528nm和1568nm～1621nm；以及

所述分光信号中第二波长带宽的第二光信号的波段范围为1528nm～1568nm。

另一方面，本公开提供一种光信号监测方法，包括：

通过分光组件将输入复合光信号分为多个分光信号；

通过第一滤波组件过滤得到所述分光信号中第一波长带宽的第一光信号，以及通过第一监测组件监测所述第一光信号得到第一监测结果；

通过第二滤波组件过滤得到所述分光信号中第二波长带宽的第二光信号，以及通过第二监测组件监测所述第二光信号得到第二监测结果，其中：所述第一波长带宽大于所述第二波长带宽。

在一些实施例中，所述通过第一滤波组件过滤得到所述分光信号中第一波长带宽的第一光信号，包括：

通过连接于所述分光组件后端的滤波器级联阵列或AWG阵列波导光栅对接收到的所述分光信号分不同波段进行过滤，得到多个不同波段内的第一光信号。

在一些实施例中，所述通过第一监测组件监测所述第一光信号得到第一监测结果，包括：

通过连接于所述滤波器级联阵列或所述AWG阵列波导光栅后端的第一光电探测器阵列，转换所述多个不同波段内的第一光信号为第一电信号；

通过与所述第一光电探测器阵列中的各个光电探测器连接的信号处理电路采样所述第一电信号，并基于采样信号获取所述第一监测结果。

在一些实施例中，所述第一滤波组件包括：

三端口带通光滤波器，包括入射端、第一出射端和第二出射端，所述入射端连接于所述分光组件后端；

滤波器级联阵列，包括第一级联阵列和第二级联阵列，所述第一级联阵列与所述第一出射端连接，所述第二级联阵列与所述第二出射端连接；

所述通过第一滤波组件过滤得到所述分光信号中第一波长带宽的第一光信号，包括：

通过所述三端口带通光滤波器对接收到的所述分光信号分波段范围过滤，在所述第一出射端得到第一波段范围内的分光信号和在所述第二出射端得到第二波段范围内的分光信号，所述第一波段范围和所述第二波段范围互不重复；

通过第一级联阵列对接收到的所述第一波段范围内的分光信号过滤，得到所述第一光信号；

通过第二级联阵列对接收到的所述第二波段范围内的分光信号过滤，得到所述第一光信号。

在一些实施例中，所述通过第二滤波组件过滤得到所述分光信号中第二波长带宽的第二光信号，包括：

通过连接于所述分光组件后端的可调光滤波器基于不同的滤波波段，依次过滤得到所述分光信号中不同波段内的所述第二光信号。

在一些实施例中，还包括：

通过控制电路调整所述可调光滤波器的滤光波段。

在一些实施例中，所述通过第二监测组件监测所述第二光信号得到第二监测结果，包括：

通过连接于可调光滤波器后端的第二光电探测器，转换所述第二光信号为第二电信号；

通过与所述第二光电探测器连接的信号处理电路采样所述第二电信号，并基于采样信号获取所述第二监测结果。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开实施例的光信号监测设备通过第一滤波组件和第一监测组件实现在包含有第一光信号和第二光信号的分光信号中滤波得到具有第一波长带宽的第一光信号，并监测第一光信号得到第一监测结果，同时通过第二滤波组件和第二监测组件实现在包含有第一光信号和第二光信号的分光信号中滤波得到具有第二波长带宽的第二光信号，并监测第二光信号得到第二监测结果，其中，第一光信号的第一波长带宽大于第二光信号的第二波长带宽。如此通过第一滤波组件和第一监测组件组合以及第二滤波组件和第二监测组件组合分别对分光信号针对不同波长带宽进行滤波处理，分别获取对应波长带宽的光信号，从而在不更换或增加监测设备的情况下，可实现对同一复合光信号中不同波长带宽的光信号进行分离并实时监测，以便于对不同波长带宽的光信号进行独立分析，从而便于通过信号分析来调整通信系统结构，提高通信系统的信号传输质量。

附图说明

图1为根据一示例性实施例示出的光信号监测设备的结构示意图。

图2为根据另一示例性实施例示出的光信号监测设备的结构示意图。

图3是根据再一示例性实施例示出的光信号监测设备的结构示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的光信号监测方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

光纤通信系统中通常采用波分复用(WDM)。波分复用技术是将一系列波长不同的光信号合成一束，沿着单根光纤传输，在接收端再将各个不同波长的光信号分开的通信技术。这种技术可以同时在一根光纤上传输多路信号。每一路信号都由某种特定波长的光来传送，这就是一个波长信道。通信系统的设计不同，每个波长信道之间的间隔也有不同。按照信道间隔的不同，WDM可以细分为CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexer，稀疏波分复用)和DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexer，密集波分复用)。CWDM的信道间隔为20nm，使用1200nm～1700nm的波段范围，主要应用于城域网及接入网中。DWDM的信道间隔一般小于1.6nm，使用1525nm～1570nm的波段范围，主要应用于骨干网及长距离传输系统。

光通信系统中一般会有光信号监测设备以对光信号进行监测。光信号监测设备被电信运营商和系统商广泛使用。该监测设备可以实现对光网络中关键节点的实时状态监测，其监测的性能数据(光通道功率、波长、光信噪比等)可以作为网络保护倒换和波长分配、路由的依据，配合可重构光分/插复用器的使用，可以实现光网络管理智能化和控制自动化。

随着5G网络的发展和通信业务量的增加，光纤资源受限不便于铺设新的光纤线路，因此CWDM信道与DWDM信道得以在原有城域网光纤线路中同时使用，以实现扩容。因而需要光信道监测器能够同时监测CWDM信道与DWDM信道。而一般的可调光滤波器受限于滤波带宽和工作波长范围难以实现同时监测CWDM信道与DWDM信道。CWDM监测需要覆盖很宽的波长范围(1200nm～1700nm)，而DWDM监测需要的波长范围小。但因为信道间隔更小而需要更窄的滤波带宽。现有的低成本可调滤波器方案难以同时实现超大波长覆盖范围和超窄的滤波带宽，不能同时支持CWDM和DWDM的信道监测。

本公开提供一种光信号监测设备。图1为根据一示例性实施例示出的光信号监测设备的结构示意图。如图1所示，上述光信号监测设备包括：

分光组件102，将输入复合光信号分为多个分光信号；

第一滤波组件103，与所述分光组件102连接，用于过滤得到所述分光信号中第一波长带宽的第一光信号；

第一监测组件105，与所述第一滤波组件103连接，用于监测所述第一光信号得到第一监测结果；

第二滤波组件104，与所述分光组件102连接，用于过滤得到所述分光信号中第二波长带宽的第二光信号，其中，所述第一波长带宽大于所述第二波长带宽；

第二监测组件106，与所述第二滤波组件104连接，用于监测所述第二光信号得到第二监测结果。

在示例性实施例中，分光组件可将复合光信号按照能量均分的方式分为多个分光信号。每个分光信号中均包括第一波长带宽的第一光信号和第二波长带宽的第二光信号。复合光信号和分光信号均为波分复用光信号。

在示例性实施例中，复合光信号可以是由CWDM信道与DWDM信道混合形成的复合信号。CWDM信道可包括16个信道。相邻两个信道的信道间隔为20nm。一个CWDM信道承载一个第一波长带宽的第一光信号。DWDM信道可以包括96个信道。相邻两个信道的信道间隔为0.4nm。一个DWDM信道承载一个第二波长带宽的第二光信号。

在示例性实施例中，监测第一光信号获得的第一监测结果和监测第二光信号获得第二监测结果均可以包括：监测的性能数据。

所述性能数据包括：光通道功率、波长和/或光信噪比等。

在示例性实施例中，光信号监测设备通过第一滤波组件和第一监测组件，实现在包含有第一光信号和第二光信号的分光信号中，滤波得到具有第一波长带宽的第一光信号，并监测第一光信号得到第一监测结果。同时通过第二滤波组件和第二监测组件，实现在包含有第一光信号和第二光信号的分光信号中，滤波得到具有第二波长带宽的第二光信号，并监测第二光信号得到第二监测结果。其中，第二光信号的第二波长带宽大于第一光信号的第一波长带宽。如此通过第一滤波组件和第一监测组件组合以及第二滤波组件和第二监测组件组合，分别对分光信号针对不同波长带宽进行滤波处理，分别获取对应波长带宽的光信号。从而在不更换或增加监测设备的情况下，可实现对同一复合光信号中不同波长带宽的光信号进行分离并同时监测，以便于对不同波长带宽的光信号进行独立分析，提高信号监测质量。同时，可通过分析不同波长带宽的光信号，便于通过调整通信系统结构，来提高通信系统的信号传输质量。

在一些实施例中，所述第一滤波组件包括：滤波器级联阵列或AWG阵列波导光栅。

滤波器级联阵列或AWG阵列波导光栅，用于对接收到的所述分光信号分不同波段进行过滤，得到多个不同波段内的第一光信号。

在示例性实施例中，可通过滤波器级联阵列或AWG阵列波导光栅均可对分光信号分不同波段进行滤波，以得到多个不同波段内的第一光信号。每个波段内对应一个波长的光信号。例如，当相邻两个CWDM信道的信道间隔为20nm，信道中心波长分别为1271nm和1291nm，则相邻两个滤波波段为1271nm-7.5nm～1271nm+7.5nm，以及1291nm-7.5nm～1291nm+7.5nm。滤波器级联阵列和AWG阵列波导光栅均可以实现对复合光信号进行分信道分光，将复合光信号中的不同信道中承载的光通过滤波过滤出来。

在一些实施例中，如图1所示，所述第一监测组件105包括：

第一光电探测器阵列，连接于所述滤波器级联阵列或所述AWG阵列波导光栅后端，用于转换所述多个不同波段内的第一光信号为第一电信号。

在示例性实施例中，第一光电探测器阵列包含有多个光电探测器。一个波段内有一个对应波长的第一光信号。一个光电探测器对应转换一个第一光信号为第一电信号。光电探测器可以是光电二极管等光电转换元件。

在一些实施例中，所述滤波器级联阵列包括：

多个滤波带宽相同且滤波波段不同的滤波器，用于滤波得到多个所述第一光信号，包括：

一个滤波器对应滤波得到一个波段范围内的一个所述第一光信号。

在示例性实施例中，滤波器级联阵列可由多个滤波器级联而成。用于级联的滤波器的数量与对应的承载第一光信号的信道的个数相等。例如对应CWDM的16个信道的光信号，设置由16个滤波器级联而成的滤波器级联阵列。滤波器级联方式可以是串联。分光信号通过第一个滤波器时滤波得到第一波段内的光信号。过滤掉第一波段内的光信号的剩余分光信号进入第二个滤波器，通过第二个滤波器滤波得到第二波段内的光信号。如此递推，依次通过各个滤波器滤波得到各个滤段内的光信号。

在一些实施例中，所述第一滤波组件包括：

三端口带通光滤波器，包括入射端、第一出射端和第二出射端，所述入射端连接于所述分光组件后端；

所述三端口带通光滤波器，用于对所述第一滤波组件接收到的所述分光信号分波段范围过滤，在所述第一出射端得到第一波段范围内的分光信号，以及在所述第二出射端得到第二波段范围内的分光信号，所述第一波段范围和所述第二波段范围互不重复；

滤波器级联阵列，包括第一级联阵列和第二级联阵列，其中：

所述第一级联阵列与所述第一出射端连接，用于过滤得到所述第一波段范围内的分光信号中的所述第一光信号；

所述第二级联阵列与所述第二出射端连接，用于过滤得到所述第二波段范围内的分光信号中的所述第一光信号。

在示例性实施例中，三端口带通光滤波器可以是基于薄膜滤波技术(TFF)的C波段三端口光滤波器。三端口带通光滤波器的第一出射端透射C波段波长的光信号，第二出射端反射其他波长的光信号。

在具体应用时，由于分光信号经过滤波器级联阵列中的各个滤波器时会产生信号插损。为了减少插损可适当降低滤波器级联阵列中滤波器的个数，将一个滤波器级联阵列分为两个。例如由16个滤波器级联的阵列，分为2个由8个滤波器级联的阵列。如果整个CWDM波长范围为1200nm～1700nm，则设置C波段三端口光滤波器的透射波长范围即第一波段范围为1200nm～1440nm，反射波长范围即第二波段范围为1440nm～1700nm。然后分别通过8个滤波器的级联阵列，对上述波段范围内的分光信号进行滤波。由于两个波段范围内的分光信号均经过8个滤波器滤波，相对于经过16个滤波器滤波处理，最后滤波得到的光信号的插损会相对降低。

在一些实施例中，所述第二滤波组件包括：

可调光滤波器，与所述滤波器级联阵列或所述AWG阵列波导光栅并列，连接于所述分光组件后端，用于通过调整滤波波段，依次过滤得到所述分光信号中不同波段内的所述第二光信号。

在示例性实施例中，可调光滤波器与滤波器级联阵列或AWG阵列波导光栅并列设置在分光组件后端。复合光信号经过分光组件分为多个分光信号后。分光信号可同时进入可调光滤波器和滤波器级联阵列(或AWG阵列波导光栅)进行滤波处理。

在示例性实施例中，可调光滤波器可根据各个信道内光信号的波长设置滤波波段。可调光滤波器的滤波带宽小于信道带宽，满足对较窄的密集信道带宽中各信道承载的光信号的单独过滤。例如，DWDM信道相邻两个信道的信道间隔为0.4nm，设置可调光滤波器的滤波带宽为0.2nm。可调光滤波器的滤波带宽小于相邻两个信道的信道间隔，使得可调光滤波器可通过调整滤波波段，对一个信道内的光信号进行单独滤波，而不会一次性过滤出两个信道内的光信号。

同时在0.2nm滤波带宽的基础上，可调光滤波器的滤波波段窗口以0.02nm为移动步进，依次增加，对分光信号进行滤波，以得到各个信道对应的不同波段内的第二光信号。通过移动可调光滤波器的滤波窗口对分光信号进行扫描，可以获取整个DWDM传输带第二光信号信号光谱，对光谱数据进行分析处理，获取各个信道内光信号的波长、功率等信息。

在一些实施例中，如图1所示，所述第二监测组件106包括：

第二光电探测器，连接于所述可调光滤波器后端，用于转换所述第二光信号为第二电信号。

在示例性实施例中，第二光电探测器可以是光电二极管(PIN)，或者是雪崩光电二极管(APD)。第二光电探测器接收可调光滤波器滤波得到的多个不同波段内的第二光信号，并转换光信号为电信号。

在一些实施例中，所述第二滤波组件还包括：

控制电路，与所述可调光滤波器电连接，用于调整所述可调光滤波器的滤波波段。

在示例性实施例中，可根据需要过滤信号的信号带宽，设置可调光滤波器的滤波带宽，以滤波带宽对应的波长带宽为增长基数，逐次调整可调光滤波器的滤波波段。

在一些实施例中，如图1所示，所述第一监测组件和所述第二监测组件均还包括：

信号处理电路108，与所述第一光电探测器阵列中的各个光电探测器以及第二光电探测器连接，用于采样所述第一电信号，并基于采样信号获取所述第一监测结果，以及用于采样所述第二电信号，并基于采样信号获取所述第二监测结果。

在示例性实施例中，信号处理电路对接收的电信号进行采样，对光谱数据进行数据处理，获取各个光信号的波长、功率等信息。根据波长、功率等信息判断各个信道中光信号是否有衰减或丢失。即第一监测结果和第二监测结果。

在一些实施例中，所述分光信号中第一波长带宽的第一光信号的波段范围为1261nm～1528nm和1568nm～1621nm；以及

所述分光信号中第二波长带宽的第二光信号的波段范围为1528nm～1568nm。

在示例性实施例中，第一波长带宽的第一光信号为CWDM。CWDM为16个信道。信道间隔为20nm。第一光信号的波段范围为1261nm～1528nm和1568nm～1621nm。第二波长带宽的第二光信号为DWDM。DWDM为48个信道。信道间隔为0.8nm。第二光信号的波段范围为1528nm～1568nm。通过第一滤波组件对分光信号进行滤波处理，以得到第一光信号。通过第二滤波组件对分光信号进行滤波处理，以得到第二光信号。

在一些实施例中，如图1所示，光信号监测设备还包括光输入端101，与分光组件102连接，用于接收复合光信号。

图2为根据另一示例性实施例示出的光信号监测设备的结构示意图。如图2所示，光信号监测设备结构包括光输入端201、分光组件202、第二滤波组件204(可调光滤波器)、第一光电探测器阵列205、第二光电探测器206、控制电路207以及信号处理电路208。202分光组件(光耦合器)将输入光信号分为两路，其中第一路光信号通过第一滤波组件(滤波器级联阵列)203，将不同CWDM通道的光信号分离，各分离的CWDM通道光信号分别进入第一光电探测器阵列。信号处理电路通过电开关切换，依次对第一光电探测器阵列进行采样与信号处理，获取各CWDM信道的功率信息。第二路光信号通过可调光滤波器后进入第二光电探测器，控制电路控制可调光滤波器扫描整个DWDM传输带。采样电路同步采样获取整个DWDM传输带信号光谱，对光谱数据进行信号处理从而获取各DWDM信道的波长、功率信息。

图3为根据再一示例性实施例示出的光信号监测设备的结构示意图。如图3所示，光信号监测设备结构包括光输入端301、分光组件302、三端口带通光滤波器303、第一级联阵列305、第二级联阵列304、第二滤波组件306(可调光滤波器)、第一光电探测器阵列(307、308)、第二光电探测器309、控制电路310以及信号处理电路311。302分光组件(光耦合器)将输入光信号分为两路，其中第一路光信号通过三端口带通光滤波器303分为第一波段范围内的分光信号和第二波段范围内的分光信号。第一波段范围内的分光信号进入第一级联阵列305，第二波段范围内的分光信号进入第二级联阵列304。信号处理电路通过电开关切换，依次对第一光电探测器阵列进行采样与信号处理，获取各CWDM信道的功率信息。第二路光信号通过可调光滤波器后进入第二光电探测器，控制电路控制可调光滤波器扫描整个DWDM传输带。采样电路同步采样获取整个DWDM传输带信号光谱，对光谱数据进行信号处理从而获取各DWDM信道的波长、功率信息。

本公开还提供一种光信号监测方法。图4是根据一示例性实施例示出的光信号监测方法流程图。该方法包括：

步骤40、通过分光组件将输入复合光信号分为多个分光信号；

步骤41、通过第一滤波组件过滤得到所述分光信号中第一波长带宽的第一光信号，以及通过第一监测组件监测所述第一光信号得到第一监测结果；

步骤42、通过第二滤波组件过滤得到所述分光信号中第二波长带宽的第二光信号，以及通过第二监测组件监测所述第二光信号得到第二监测结果，其中：所述第一波长带宽大于所述第二波长带宽。

在示例性实施例中，分光组件可将复合光信号按照能量均分的方式分为多个分光信号。每个分光信号中均包括第一波长带宽的第一光信号和第二波长带宽的第二光信号。

在示例性实施例中，复合光信号可以是由CWDM信道与DWDM信道混合形成的复合信号。CWDM信道可包括16个信道。相邻两个信道的信道间隔为20nm。一个CWDM信道承载一个第一波长带宽的第一光信号。DWDM信道可以包括96个信道。相邻两个信道的信道间隔为0.4nm，或包括48个信道，信道间隔为0.8nm。一个DWDM信道承载一个第二波长带宽的第二光信号。

在示例性实施例中，监测第一光信号获得的第一监测结果和监测第二光信号获得第二监测结果均可以包括监测的性能数据(光通道功率、波长、光信噪比等)。

在示例性实施例中，光信号监测设备通过第一滤波组件和第一监测组件实现在包含有第一光信号和第二光信号的分光信号中滤波得到具有第一波长带宽的第一光信号，并监测第一光信号得到第一监测结果，同时通过第二滤波组件和第二监测组件实现在包含有第一光信号和第二光信号的分光信号中滤波得到具有第二波长带宽的第二光信号，并监测第二光信号得到第二监测结果，其中，第二光信号的第二波长带宽大于第一光信号的第一波长带宽。如此通过第一滤波组件和第一监测组件组合以及第二滤波组件和第二监测组件组合分别对分光信号针对不同波长带宽进行滤波处理，分别获取对应波长带宽的光信号，从而在不更换或增加监测设备的情况下，可实现对同一复合光信号中不同波长带宽的光信号进行分离并同时监测，以便于对不同波长带宽的光信号进行独立分析，提高信号监测质量。同时，可通过分析不同波长带宽的光信号，便于通过调整通信系统结构，来提高通信系统的信号传输质量。

在一些实施例中，所述通过第一滤波组件过滤得到所述分光信号中第一波长带宽的第一光信号，包括：

通过连接于所述分光组件后端的滤波器级联阵列或AWG阵列波导光栅对接收到的所述分光信号分不同波段进行过滤，得到多个不同波段内的第一光信号。

在示例性实施例中，可通过滤波器级联阵列或AWG阵列波导光栅均可对分光信号分不同波段进行滤波，以得到多个不同波段内的第一光信号。每个波段内对应一个波长的光信号。例如，当相邻两个CWDM信道的信道间隔为20nm，信道中心波长分别为1271nm和1291nm，则相邻两个滤波波段为1271nm-7.5nm～1271nm+7.5nm，以及1291nm-7.5nm～1291nm+7.5nm。滤波器级联阵列和AWG阵列波导光栅均可以实现对复合光信号进行分信道分光，将复合光信号中的不同信道中承载的光通过滤波过滤出来。

在一些实施例中，所述通过第一监测组件监测所述第一光信号得到第一监测结果，包括：

通过连接于所述滤波器级联阵列或所述AWG阵列波导光栅后端的第一光电探测器阵列，转换所述多个不同波段内的第一光信号为第一电信号；

通过与所述第一光电探测器阵列中的各个光电探测器连接的信号处理电路采样所述第一电信号，并基于采样信号获取所述第一监测结果。

在示例性实施例中，第一光电探测器阵列包含有多个光电探测器。一个波段内有一个对应波长的第一光信号。一个光电探测器对应转换一个第一光信号为第一电信号。光电探测器可以是光电二极管等光电转换元件。

在示例性实施例中，信号处理电路对接收的第一电信号进行采样，获取各个光信号的波长、功率等信息。根据波长、功率等信息判断各个信道中光信号是否有衰减或丢失作为第一监测结果。

在一些实施例中，所述第一滤波组件包括：

三端口带通光滤波器，包括入射端、第一出射端和第二出射端，所述入射端连接于所述分光组件后端；

滤波器级联阵列，包括第一级联阵列和第二级联阵列，所述第一级联阵列与所述第一出射端连接，所述第二级联阵列与所述第二出射端连接；

所述通过第一滤波组件过滤得到所述分光信号中第一波长带宽的第一光信号，包括：

通过所述三端口带通光滤波器对接收到的所述分光信号分波段范围过滤，在所述第一出射端得到第一波段范围内的分光信号和在所述第二出射端得到第二波段范围内的分光信号，所述第一波段范围和所述第二波段范围互不重复；

通过第一级联阵列对接收到的所述第一波段范围内的分光信号过滤，得到所述第一光信号；

通过第二级联阵列对接收到的所述第二波段范围内的分光信号过滤，得到所述第一光信号。

在示例性实施例中，三端口带通光滤波器可以是基于薄膜滤波技术(TFF)的C波段三端口光滤波器。三端口带通光滤波器的第一出射端透射C波段波长的光信号，第二出射端反射其他波长的光信号。

在具体应用时，由于分光信号经过滤波器级联阵列中的各个滤波器时会产生信号插损。为了减少插损可适当降低滤波器级联阵列中滤波器的个数，将一个滤波器级联阵列分为两个。例如由16个滤波器级联的阵列，分为2个由8个滤波器级联的阵列。如果整个CWDM波长范围为1200nm～1700nm，则设置C波段三端口光滤波器的透射波长范围即第一波段范围为1200nm～1440nm，反射波长范围即第二波段范围为1440nm～1700nm。然后分别通过8个滤波器的级联阵列，对上述波段范围内的分光信号进行滤波。由于两个波段范围内的分光信号均经过8个滤波器滤波，相对于经过16个滤波器滤波处理，最后滤波得到的光信号的插损会相对降低。

在一些实施例中，所述通过第二滤波组件过滤得到所述分光信号中第二波长带宽的第二光信号，包括：

通过连接于所述分光组件后端的可调光滤波器基于不同的滤波波段，依次过滤得到所述分光信号中不同波段内的所述第二光信号。

在示例性实施例中，可调光滤波器可根据各个信道内光信号的波长设置滤波波段。可调光滤波器的滤波带宽小于信道带宽。例如，DWDM信道相邻两个信道的信道间隔为0.4nm，设置可调光滤波器的滤波带宽为0.2nm。可调光滤波器的滤波带宽小于相邻两个信道的信道间隔，使得可调光滤波器可通过调整滤波波段，对一个信道内的光信号进行单独滤波，而不会一次性过滤出两个信道内的光信号。

同时在0.2nm滤波带宽的基础上，可调光滤波器的滤波波段窗口以0.02nm为移动步进，依次增加，对分光信号进行滤波，以得到各个信道对应的不同波段内的第二光信号。此外，可调光滤波器可扫描获取整个DWDM传输带第二光信号信号光谱，对光谱数据进行分析处理，获取各个信道内光信号的波长、功率等信息。

在一些实施例中，还包括：

通过控制电路调整所述可调光滤波器的滤光波段。

在示例性实施例中，可根据需要过滤信号的信号带宽，设置可调光滤波器的滤波带宽，以滤波带宽对应的波长带宽为增长基数，逐次调整可调光滤波器的滤波波段。

在一些实施例中，所述通过第二监测组件监测所述第二光信号得到第二监测结果，包括：

通过连接于可调光滤波器后端的第二光电探测器，转换所述第二光信号为第二电信号；

通过与所述第二光电探测器连接的信号处理电路采样所述第二电信号，并基于采样信号获取所述第二监测结果。

在示例性实施例中，第二光电探测器可以是光电二极管(PIN)，或者是雪崩光电二极管(APD)。第二光电探测器接收可调光滤波器滤波得到的多个不同波段内的第二光信号，并转换光信号为电信号。

在示例性实施例中，信号处理电路对接收的第二电信号进行采样，对光谱数据进行数据处理，获取各个光信号的波长、功率等信息。根据波长、功率等信息判断各个信道中光信号是否有衰减或丢失作为第二监测结果。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (17)

1.一种光信号监测设备，其特征在于，包括：

分光组件，将输入复合光信号分为多个分光信号；

第一滤波组件，与所述分光组件连接，用于过滤得到所述分光信号中第一波长带宽的第一光信号；

第一监测组件，与所述第一滤波组件连接，用于监测所述第一光信号得到第一监测结果；

第二滤波组件，与所述分光组件连接，用于过滤得到所述分光信号中第二波长带宽的第二光信号，其中，所述第一波长带宽大于所述第二波长带宽；

第二监测组件，与所述第二滤波组件连接，用于监测所述第二光信号得到第二监测结果。

2.根据权利要求1所述光信号监测设备，其特征在于，所述第一滤波组件包括：

滤波器级联阵列或AWG阵列波导光栅，用于对接收到的所述分光信号分不同波段进行过滤，得到多个不同波段内的第一光信号。

3.根据权利要求2所述光信号监测设备，其特征在于，所述第一监测组件包括：

第一光电探测器阵列，连接于所述滤波器级联阵列或所述AWG阵列波导光栅后端，用于转换所述多个不同波段内的第一光信号为第一电信号。

4.根据权利要求1所述光信号监测设备，其特征在于，所述第一滤波组件包括：

三端口带通光滤波器，包括入射端、第一出射端和第二出射端，所述入射端连接于所述分光组件后端；

所述三端口带通光滤波器，用于对所述第一滤波组件接收到的所述分光信号分波段范围过滤，在所述第一出射端得到第一波段范围内的分光信号，以及在所述第二出射端得到第二波段范围内的分光信号，所述第一波段范围和所述第二波段范围互不重复；

滤波器级联阵列，包括第一级联阵列和第二级联阵列，其中：

所述第一级联阵列与所述第一出射端连接，用于过滤得到所述第一波段范围内的分光信号中的所述第一光信号；

所述第二级联阵列与所述第二出射端连接，用于过滤得到所述第二波段范围内的分光信号中的所述第一光信号。

5.根据权利要求2-4任一项所述光信号监测设备，其特征在于，所述滤波器级联阵列包括：

多个滤波带宽相同，滤波波段不同的滤波器，用于滤波得到多个所述第一光信号，包括：

一个滤波器对应滤波得到一个波段范围内的一个所述第一光信号。

6.根据权利要求2所述光信号监测设备，其特征在于，所述第二滤波组件包括：

可调光滤波器，与所述滤波器级联阵列或所述AWG阵列波导光栅并列，连接于所述分光组件后端，用于通过调整滤波波段，依次过滤得到所述分光信号中不同波段内的所述第二光信号。

7.根据权利要求6所述光信号监测设备，其特征在于，所述第二监测组件包括：

第二光电探测器，连接于所述可调光滤波器后端，用于转换所述第二光信号为第二电信号。

8.根据权利要求6所述光信号监测设备，其特征在于，所述第二滤波组件还包括：

控制电路，与所述可调光滤波器电连接，用于调整所述可调光滤波器的滤波波段。

9.根据权利要求3或7所述光信号监测设备，其特征在于，所述第一监测组件和所述第二监测组件均还包括：

信号处理电路，与所述第一光电探测器阵列中的各个光电探测器以及第二光电探测器连接，用于采样所述第一电信号，并基于采样信号获取所述第一监测结果，以及

用于采样所述第二电信号，并基于采样信号获取所述第二监测结果。

10.根据权利要求1所述光信号监测设备，其特征在于，所述分光信号中第一波长带宽的第一光信号的波段范围为1261nm～1528nm和1568nm～1621nm；以及

所述分光信号中第二波长带宽的第二光信号的波段范围为1528nm～1568nm。

11.一种光信号监测方法，其特征在于，包括：

通过分光组件将输入复合光信号分为多个分光信号；

通过第一滤波组件过滤得到所述分光信号中第一波长带宽的第一光信号，以及通过第一监测组件监测所述第一光信号得到第一监测结果；

通过第二滤波组件过滤得到所述分光信号中第二波长带宽的第二光信号，以及通过第二监测组件监测所述第二光信号得到第二监测结果，其中：所述第一波长带宽大于所述第二波长带宽。

12.根据权利要求11所述光信号监测方法，其特征在于，所述通过第一滤波组件过滤得到所述分光信号中第一波长带宽的第一光信号，包括：

通过连接于所述分光组件后端的滤波器级联阵列或AWG阵列波导光栅对接收到的所述分光信号分不同波段进行过滤，得到多个不同波段内的第一光信号。

13.根据权利要求12所述光信号监测方法，其特征在于，所述通过第一监测组件监测所述第一光信号得到第一监测结果，包括：

通过连接于所述滤波器级联阵列或所述AWG阵列波导光栅后端的第一光电探测器阵列，转换所述多个不同波段内的第一光信号为第一电信号；

通过与所述第一光电探测器阵列中的各个光电探测器连接的信号处理电路采样所述第一电信号，并基于采样信号获取所述第一监测结果。

14.根据权利要求11所述光信号监测方法，其特征在于，所述第一滤波组件包括：

三端口带通光滤波器，包括入射端、第一出射端和第二出射端，所述入射端连接于所述分光组件后端；

滤波器级联阵列，包括第一级联阵列和第二级联阵列，所述第一级联阵列与所述第一出射端连接，所述第二级联阵列与所述第二出射端连接；

所述通过第一滤波组件过滤得到所述分光信号中第一波长带宽的第一光信号，包括：

通过所述三端口带通光滤波器对接收到的所述分光信号分波段范围过滤，在所述第一出射端得到第一波段范围内的分光信号和在所述第二出射端得到第二波段范围内的分光信号，所述第一波段范围和所述第二波段范围互不重复；

通过第一级联阵列对接收到的所述第一波段范围内的分光信号过滤，得到所述第一光信号；

通过第二级联阵列对接收到的所述第二波段范围内的分光信号过滤，得到所述第一光信号。

15.根据权利要求11所述光信号监测方法，其特征在于，所述通过第二滤波组件过滤得到所述分光信号中第二波长带宽的第二光信号，包括：

通过连接于所述分光组件后端的可调光滤波器基于不同的滤波波段，依次过滤得到所述分光信号中不同波段内的所述第二光信号。

16.根据权利要求15所述光信号监测方法，其特征在于，还包括：

通过控制电路调整所述可调光滤波器的滤光波段。

17.根据权利要求15所述光信号监测方法，其特征在于，所述通过第二监测组件监测所述第二光信号得到第二监测结果，包括：

通过连接于可调光滤波器后端的第二光电探测器，转换所述第二光信号为第二电信号；

通过与所述第二光电探测器连接的信号处理电路采样所述第二电信号，并基于采样信号获取所述第二监测结果。

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