CN1149774C - 波分复用光传输系统中性能监视器的基准波长提供设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种基准波长提供设备，用于WDM光传输系统中的一个性能监视器。在该基准波长提供设备中，一个发光二极管(LED)在一个预定波长频带发光，一个滤波器接收来自LED的光并只滤波在一个预定基准波长的一个光信号，一个抽头滤波器提取滤波器的输出，一个锯齿波发生器在一个电压范围内产生锯齿波，该电压范围对应于包括基准波长和光传输数据多个信道的波长，和一个可变光滤波器接收耦合器的输出和锯齿波，并滤波耦合器的输出同时按照锯齿波电压改变一个滤波波长。

Description

波分复用光传输系统中性能监 视器的基准波长提供设备
本申请要求以1999年5月12日在韩国工业产权局申请并指定序号99-17015的题为“用于WDM光传输系统中性能监视器的基准波长提供设备”的申请为优先权，该申请的内容引入在此作为参考。
本发明总的涉及在WDM(波分复用)光传输系统中的性能监视器，和具体地涉及用于向性能监视器提供基准波长的设备。
图1是基本的WDM光传输系统的示意图。参照图1，WDM光传输系统主要由一个发射机100，一个传输线单元106，和一个接收机110组成。发射机100包括多个信道发射机1021到102N和一个波长复用器(MUX)104。信道发射机1021到102N被连接到SDH(同步数字系列)设备，由某些WDM传输设备支持的ATM(异步转移模式)设备，或交换设备，用于从它们接收光数据。每个发射机通过光/电/光转换在指定波长调制所接收的光数据并将转换后的光数据馈送给波长MUX104。波长MUX104复用从发射机1021到102N接收的以不同波长调制的数据并将复用的光数据通过传输线单元106传输给远端接收机110。一般需要光放大器用于以2.5Gbps将光数据传输到80km远或更远的目的地。因此，在传输线单元106中安装了多个光放大器1081到108N。EDFA(铒掺杂光纤放大器)被用作功率放大器、线路放大器和前置放大器的光放大器1081到108N。接收机110包括一个波长分路器(DEMUX)112和多个信道接收机1141到114N，通过传输线单元106从发射机100接收光数据。该波长DEMUX112根据波长分解输入光数据并将分解的数据加到信道接收机1141到114N。信道接收机1141到114N使所接收光数据进行光-电转换。
由于信道处于接近波长上，使每个信号保持其波长是重要的。为监视此事，在发射机、接收机和光放大器中使用了性能监视器。特别地，具有2.5Gbps信道传输速率和20或40Gbps传输容量的8和6波长WDM光传输系统被广泛应用。因此，在WDM光传输系统中元器件可能的失效可以导致对许多通信服务用户的损害。这就是为什么性能监视器对WDM光传输系统变得更重要。
通常，模块的总输入/输出，信道输入/输出，每个信道的OSNR(光信噪比)和信道波长被作为在WDM光传输系统中要监视的项目列出。总输入/输出可以容易地利用光抽头耦合器和光电二极管监视。但为了监视每个信道的光输出，信道ONSR和信道波长，复用后的光数据必须按照波长分解。因此，需要昂贵的设备。
光数据的波长，OSNR，和光放大器的输入光强度是非常重要的监视项目。该值的变化在一个光放大器的输出上产生影响并增加增益的斜率，在各波长之间出现大的输出差现象。
韩国的LG公司和KAIST公司及其它国家的Luncent公司、Queensgate公司和HP公司已经使用他们自己的WDM光传输系统的性能监视器模块。这些性能监视技术可以分为三种方式。
(1)使用光分路器分路光数据。即，Luncent公司使用滤波器光栅用于分路器，HP公司使用AWG(阵列波导光栅)用于分路器，和LG公司使用耦合器和固定滤波器。
第一方式具有缺点，纤维光栅仍要改善稳定性，AWG昂贵，和使用耦合器和固定滤波器增加了产品的尺寸和成本。因为需要基准波长该技术在检测精确波长方面无效。为克服这个问题，HP公司在市场上推出了使用氦氖激光器提供基准波长的设备。可是该氦氖激光器，气体激光器因为填充气体压力降到低于特定程度时需要更换而不适合于传输设备。
(2)使用导频单音(Lucent公司和KAIST公司)。工作在2.5Gbps或更高的光发射机发射语音频带内的附加调制信号，并通过该调制信号测量每个波长上的输出、OSNR和波长。利用第二种技术的问题是它可能影响光源。
(3)使用可变光滤波器，如同NTT公司在1998年对OFC所公开的。可变光滤波器工作在锯齿波上，和测量相对随时间段所改变波长在光输出中的变化。然后，测量在波长上的光输出和OSNR。
图2是根据第三技术配置的性能监视器204的示意图。参照图2，输入光信号被应用于抽头耦合器200。只要提取不影响传输数据，该抽头耦合器200提取部分光信号。可变光滤波器206按照从锯齿波发生器208所接收的锯齿波变化滤波所改变波长的抽头耦合器200的输出。因此，对于如图3(a)中所示的锯齿波输入，滤波波长根据锯齿波电压改变和在如图3(b)中所示的每个波长λ1，λ2，λ3，λ4，...输出光传输数据。光电二极管210将从可变光滤波器接收的光传输数据转换为电信号。处理器212根据从光电二极管210接收的电信号测量光功率和每个信道的OSNR。
可是，该方法在精确测量波长方面具有限制。为解决该问题，KAIST公司已经建议了使用光栅滤波器产生基准波长然后精确测量光输出、OSNR和使用可变光滤波器的每个信道波长的方法。该方法也具有要监视的设备，例如EDFA在基准波长上发光和从两处提取信号的问题。
如上所述，因为在现有技术中使用的AWG波长或光纤光栅受环境温度的影响所以不能精确地确定波长。因此，即使性能监视器提供每个波长的功率和OSNR，也不能保证它们是准确的。
在此情况下，使用了气体激光器和光纤光栅滤波器来提供基准波长，而具有昂贵和至少需要两个抽头点的限制。
因此，本发明的目的是提供一种基准波长提供设备，用于在WDM光传输系统中的性能监视器，该设备能够便宜和简单地提供基准波长。
本发明的上述目的是通过提供用于WDM光传输系统中的性能监视器的一种基准波长提供装置来实现的。在基准波长提供装置中，一个发光二极管(LED)在预定波长波段中发光，一个滤波器接收来自LED的光并只滤波在预定基准波长的光信号，一个抽头耦合器提取部分光传输数据，一个耦合器将抽头耦合器的输出与滤波器输出相耦合，一个锯齿波发生器在一个电压范围内产生锯齿波，该电压范围对应包括基准波长和光传输数据多个信道波长的范围，和一个可变光滤波器接收耦合器的输出和锯齿波并滤波耦合器的输出，同时按照锯齿波电压改变滤波波长。
根据下列详细说明并结合附图，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得更明显，图中：
图1是WDM传输系统的示意图；
图2是WDM传输系统中常规性能监视器的示意图；
图3说明图2的常规性能监视器的信号波形；
图4是按照本发明优选实施例的WDM光传输系统中的性能监视器示意图；
图5说明图4的性能监视器中的信号波形；
图6是按照本发明另一个优选实施例的WDM光传输系统中性能监视器的示意图；
图7说明图6的性能监视器中的信号波形。
下面将参照附图描述本发明的优选实施例。在下列说明中，公知的功能和结构不再详细描述，因为这将以不必要的细节淡化本发明。
图4是按照本发明优选实施例的WDM光传输系统中性能监视器的示意图。参照图4，一个光抽头耦合器400接收光传输数据并分成99∶1或97∶3，并将分出来的光数据馈送到一个光放大器402和一个性能监视器404。在性能监视器404中的一个LED(发光二极管)406产生1990nm的光给一个不受温度影响的固定滤波器408。该固定滤波器408只从LED 406所接收的光中滤波在预定基准波长上的光。在此，基准波长短于传输数据的信道的波长。一个耦合器410将从光抽头耦合器400所接收的光传输数据与从固定滤波器408所接收的基准波长的光相耦合。一个可变光滤波器412滤波在滤波波长的耦合器410输出，该滤波波长根据锯齿波发生器414接收的锯齿波电压的增加而增加。锯齿波发生器414在对应于包括基准波长和光传输数据信道波长的范围的电压范围内产生锯齿波。因此，可变光滤波器412顺序地输出在基准波长λ的光信号和在波长λ1、λ2、λ3、λ4信道的光信号，如图5中所示。一个光电二极管416将可变光滤波器412的输出转变为一个电信号。一个处理器418从光电二极管416接收该电信号，通过计数在基准波长上的信号时间以定位每个信道的波长，和确定在该波长上的信号状态，用于性能监视。
图6是按照本发明另一个优选实施例的WDM光传输系统中的性能监视器的示意图。参照图6，一个光抽头耦合器500接收光传输数据并将其分成99∶1或97∶3，并将分出来的光数据馈送到一个光放大器502和一个性能监视器504。在性能监视器504中的一个LED 506产生1550nm的光给一个F-P滤波器508。F-P 508从LED接收的光中滤波两个预定基准波长的光。在此，一个基准波长短于传输数据信道的波长，而另一个基准波长长于信道的波长。一个耦合器510将从光抽头耦合器500所接收的光传输数据与从F-P滤波器508所接收的基准波长的光相耦合。可变光滤波器512滤波在滤波波长的耦合器510输出，该滤波波长根据锯齿波发生器514接收的锯齿波电压的增加而增加。锯齿波发生器514在一个电压范围内产生锯齿波，该范围对应于包括两个基准波长和光传输数据信道波长的的范围。因此，可变光滤波器5 12根据增加的锯齿波电压顺序地输出在第一基准波长λr1的一个光信号，在信道波长λ1、λ2、λ3、λ4......上输出光信号，和在第二基准波长λr2上输出一个光信号，如图7所示。一个光电二极管516将可变光滤波器512的输出转换为一个电信号。一个处理器518接收来自光电二极管516的电信号，通过计数基准波长信号的时间定位每个信道的波长，并确定在该波长上的信号状态，用于性能监视。
按照上述的本发明，通过仅使用一个LED和一个固定滤波器或一个LED和一个F-P滤波器产生在基准波长上的一个光信号。因此，能够便宜和简单地为一个性能监视器提供在基准波长的光信号。
尽管参照某些优选实施例表示并说明了本发明，但是本领域技术人员应理解可以进行形式和细节方面的各种改变而不脱离本发明的精神与范围，本发明精神和范围由所附的权利要求书限定。

Claims (4)

1.一种基准波长提供设备，用于在波分复用光传输系统中的一个性能监视器，包括：
一个发光二极管，用于在预定波长频带上发光；；
一个滤波器，用于接收来自发光二极管的光并只对预定基准波长的一个光信号进行滤波；
一个光抽头耦合器，用于提取部分光传输数据；
一个耦合器，用于将光抽头耦合器的输出与滤波器的输出相耦合；
一个锯齿波发生器，用于在一个电压范围内产生锯齿波，该电压范围对应于包括基准波长和光传输数据的多个信道波长的范围；和
一个可变光滤波器，用于接收耦合器的输出和锯齿波，并在对耦合器的输出进行滤波的同时按照锯齿波电压改变滤波波长。
2.权利要求1的基准波长提供设备，其中基准波长短于光传输数据信道的波长。
3.一种基准波长提供设备，用于在波分复用光传输系统中的一个性能监视器，包括：
一个发光二极管，用于在预定波长的频带发光；
一个滤波器，用于接收来自发光二极管的光并只对两个预定基准波长的光信号进行滤波；
一个光抽头耦合器，用于提取部分光传输数据；
一个耦合器，用于将光抽头耦合器的输出与滤波器的输出相耦合；
一个锯齿波发生器，用于在一个电压范围内产生锯齿波，该电压范围对应于包括两个基准波长和光传输数据的多个信道的波长的范围；和
一个可变光滤波器，用于接收来自耦合器的输出和锯齿波，并在对耦合器的输出进行滤波的同时按照锯齿波电压改变滤波波长。
4.权利要求3的基准波长提供设备，其中一个基准波长短于光传输数据信道的波长而另一个长于信道波长。
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