CN1294291A - 在光传输中进行光谱分析数据收集的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在光传输中进行光谱分析数据收集的方法及其装置,以实现对远程设备中的光波状况进行实时监测。包括以下步骤:(a1)预设光功率最大值和噪声门限值;(b1)根据预设值监测有无光输入,并刷新光功率最大值;(c1)如果经刷新的光功率最大值大于预设噪声门限值,则刷新噪声门限值,否则,返回步骤(b1);(d1)根据经刷新的光功率最大值和噪声门限值收集被监测光中各波长光波的光谱分析数据;(e1)发送光谱分析数据到监控终端进行光谱分析,然后返回步骤(b1)。
Description
本发明涉及光波监测领域，尤其是涉及光谱分析数据的收集。
在一根光纤中同时传输多个波长的光信号，以充分利用光纤的巨大带宽资源是光通信技术的发展趋势，因此，对光纤中的传输光波进行光谱分析有着越来越重要的现实意义。要对光波进行光谱分析，现在的技术是使用光谱分析仪。光谱分析仪的光谱分析数据收集方法是依据光栅的分光原理，将不同波长的入射光波分离出来，然后再用光电转换器，把光谱强度转化为电讯号，经过处理，就可以在液晶显示屏上显示出光谱。用这种方法来进行光谱分析需要光栅，及其它配套的光学装置，导致整个光谱分析仪结构复杂，体积庞大，不能固定接入传输设备，无法实现对远程设备中的光波状况进行实时监测分析，而且这种方法要求的光谱分析仪价格昂贵。
本发明的目的是克服现有技术的不足之处，而提供一种可以在光传输中进行光谱分析数据收集的方法及其装置，以实现对远程设备中的光波状况进行实时监测。
本发明的目的是通过在光路中使用由微处理器控制的可调谐滤波器来实现的。
本发明的方法包括以下步骤：
(a1)预设光功率最大值和噪声门限值；
(b1)根据预设值监测有无光输入，并刷新光功率最大值；
(c1)如果经刷新的光功率最大值大于预设噪声门限值，则刷新噪声门限值，否则，返回步骤(b1)；
(d1)根据经刷新的光功率最大值和噪声门限值收集被监测光中各波长光波的光谱分析数据；
(e1)发送光谱分析数据到监控终端进行光谱分析，然后返回步骤(b1)。
本发明的装置包括微处理器(CPU)、可调谐滤波器，模／数(A／D)转换单元，数／模(D／A)转换单元，光电转换单元和监控终端。其中，微处理器送出的二进制电压数据，经过D／A转换单元转换成模拟电压，输入可调谐滤波器，控制可调谐滤波器的滤波频率；而被监测输入光从滤波器输入，经过滤波后，从滤波器输出端输出，经过光电转换单元转换成电信号，电信号经过A／D转换单元转换成二进制数据，输入微处理器。光谱分析数据从微处理器发送到监控终端，在监控终端完成光谱分析。
实施本发明的方法及其装置，可以很容易地在光传输中进行光谱分析数据收集，以实现对远程设备中光波状况的实时监测。本发明所需要的设备简单，接入方便，成本低，在光波监测领域具有重大的现实意义。
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明装置的一个实施例的原理框图；
图2(a)是图1所示的装置中可调谐滤波器的外围控制电路图；
图2(b)是图1所示的装置中D／A转换单元的电路图；
图2(c)是图1所示的装置中A／D转换单元的电路图；
图3是本发明方法的一个实施例的流程图。
如图1和图2(a)、2(b)、2(c)所示，本发明的装置包括微处理器1(型号8031的CPU)、可调谐滤波器2(型号：0TF-610)，D／A转换单元3(型号：DAC8562)，A／D转换单元4(型号：AD7893-5)，运算放大器7，光电转换单元5(型号PT2111-07-000的PIN检测光电二极管)，通信电路和监控终端6。
其中，微处理器1送出虚拟光波的二进制电压数据，由D／A转换单元3的第1-第9，第17-第19管脚输入，经过D／A转换单元3转换成模拟电压，由第13管脚送出，输入可调谐滤波器2的外围控制电路的第12管脚，控制可调谐滤波器2的滤波频率。而被监测输入光从滤波器2输入，经过滤波后，从滤波器2输出端输出，经过光电转换单元5转换成电流信号，电流信号经过运算放大器7放大成电压信号，由A／D转换单元4的第2管脚输入，经A／D转换单元4转换成二进制数据，以串行方式由第5管脚输出，A／D转换单元4的第4管脚接转换时钟。光谱分析数据经通信电路被发送到监控终端6。监控终端6包括软件和工控机，根据具体情况需要，监控终端6可以是本地监控终端，也可以是远程监控终端。
如图3所示，本发明方法的实施流程如下：
技术指标：
可监视光波带宽范围1530nm-1562nm；
可监视光波功率范围-5dBm--40dBm；
在可监视光波带宽范围内(1530nm-1562nm)，根据国际电信联盟(ITU)的建议G．692，标准波长共有40个，所以，在本发明中，可监视光波最大个数为40个，光波路计数值预设为40，且下文所述的40个虚拟光波是ITU．G．692在1530nm-1562nm范围内建议的标准波长。
第一步：装置在刚上电时，首先对各芯片器件进行自检及初始化。将各波长的光功率最大值预设为-67dBm，噪声门限初值预设为-45dBm，并将光波路计数初始值设为0。初始化完毕后，装置进入正常工作状态。
第二步：首先，CPU1送出虚拟光波的二进制电压数据，经过D／A转换单元3转换成模拟电压，控制可调谐滤波器2的滤波频率，此时被监测输入光从滤波器2输入，经过滤波后，从滤波器2输出端输出，接着输出光经过光电转换单元5转换成电流信号，电流信号经过运算放大器7放大成电压信号，电压信号经过A／D转换单元4转换成二进制数据。
第三步：CPU1通过数据线读取可调谐滤波器2的输出光光功率转换值，并将光波路计数值加一。
第四步：将上述读取的光功率转换值和光功率最大值比较，如果其大于光功率最大值，则用该值取代光功率最大值，否则不改变光功率最大值。
第五步：判断光波路计数值是否大于等于40，如果是进入下一步，并且将光波路计数值重新设为0，否则修改虚拟光波二进制电压数据，并从上述第二步开始重复，刷新光功率最大值。
第六步：判断光功率最大值是否大于-45dBm，如果是，说明有光输入，进入下一步。否则，延时一分钟，再一次从上述第二步开始重复，监测有无光输入。
第七步：根据上面得到的光功率最大值，刷新噪声门限值(其计算公式是：噪声门限值=光功率最大值-(50+光功率最大值)／5，假如光功率最大值是-10dBm，那么噪声门限值为-18dBm)，进入下一步。
第八步：CPU1送出虚拟光波的二进制电压数据，控制可调谐滤波器2的滤波频率，经过和第二步一样的转换过程，将被监测光经可调谐滤波器2的输出光转换成二进制电压数据。
第九步：CPU1通过数据线读取可调谐滤波器2的输出光的光功率转换值，并将光波路计数值加一。
第十步：判断上面读取的输出光光功率转换值是否大于第七步中所刷新的噪声门限值。如果是，进入下一步；否则，进入第十二步。
第十一步：记录此时的光谱分析数据，即虚拟光波的二进制电压数据和输出光的光功率转换值。
第十二步：判断光波路计数值是否大于等于40，如果不是，修改虚拟光波的二进制电压数据，从第八步开始重复，循环进行光谱分析。如果是，将光波路计数值重新设为0，然后进入下一步。
第十三步：将获得的全部光谱分析数据发送到远程监控终端，完成一次光谱分析。然后，从第二步重新开始上述过程，进行下一次光谱分析。
通过测试比较，本发明的装置测量出的光波中心波长和光功率值和光谱仪测量的结果基本一致，其测量效果为：中心波长精度0．1nm，光功率测量精度±1dBm，精度完全满足工程需要。此装置在在线监测网上光波设备方面发挥了重要作用，对于光波正常和异常情况都能作出及时准确的处理，使远程网管具备了更强大的功能，大大提高了传输设备的综合性能。
Claims (7)
1．一种在光传输中进行光谱分析数据收集的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a1)预设光功率最大值和噪声门限值；
(b1)根据预设值监测有无光输入，并刷新光功率最大值；
(c1)如果经刷新的光功率最大值大于预设噪声门限值，则刷新噪声门限值，否则，返回步骤(b1)；
(d1)根据经刷新的光功率最大值和噪声门限值收集被监测光中各波长光波的光谱分析数据；
(e1)发送光谱分析数据到监控终端进行光谱分析，然后返回(b1)。
2．根据权利要求1所述的光谱分析数据收集的方法，其特征在于，所述步骤(b1)是通过微处理器(1)和可调谐滤波器(2)来实现的，包括以下步骤：
(a2)将光波路计数初始值设为0；
(b2)微处理器(1)送出虚拟光波的二进制电压数据，控制可调谐滤波器(2)的滤波频率，使被监测输入光经可调谐滤波器(2)输出，并将被监测输入光经可调谐滤波器(2)的输出光转换成二进制电压数据；
(c2)微处理器(1)读取输出光光功率转换值，并将光波路计数值加一；
(d2)将上述读取的光功率转换值和光功率最大值比较，如果其大于光功率最大值，则用该值取代光功率最大值，否则不改变光功率最大值；
(e2)判断光波路计数值是否大于等于40，如果是进入步骤(c1)，否则修改虚拟光波二进制电压数据，并从步骤(b2)开始重复，刷新光功率最大值。
3．根据权利要求1所述的光谱分析数据收集方法，其特征在于，所述步骤(c1)中，刷新噪声门限值的方法为，根据刷新的光功率最大值计算噪声门限值，其计算公式是：噪声门限值=光功率最大值-(50+光功率最大值)／5。
4．根据权利要求1所述的光谱分析数据收集的方法，其特征在于，所述步骤(d1)是通过微处理器(1)和可调谐滤波器(2)来实现的，包括以下步骤：
(a4)将光波路计数初始值设为0；
(b4)微处理器(1)送出虚拟光波的二进制电压数据，控制可调谐滤波器(2)的滤波频率，使被监测输入光经可调谐滤波器(2)输出，并将输出光转换成二进制电压数据；
(c4)微处理器(1)读取输出光光功率转换值，并将光波路计数值加一；
(d4)判断上面读取的输出光光功率转换值是否大于经刷新的噪声门限值，如果是，进入步骤(e4)，否则，进入步骤(f4)；
(e4)记录此时的光谱分析数据，即虚拟光波的二进制电压数据和输出光的光功率转换值；
(f4)判断光波路计数值是否大于等于40，如果不是，修改虚拟光波的二进制电压数据，从步骤(b4)开始重复；如果是，进入步骤(e1)。
5．根据权利要求2或4所述的光谱分析数据收集的方法，其特征在于，所述虚拟光波是ITU．G．692在1530nm-1562nm范围内建议的40个标准波长。
6．一种在光传输中进行光谱分析数据收集的装置，其特征在于，包括微处理器(1)、可调谐滤波器(2)，A／D转换单元(4)，D／A转换单元(3)，光电转换单元(5)和监控终端(6)；其中，微处理器(1)送出的二进制电压数据，经过D／A转换单元(3)转换成模拟电压，输入可调谐滤波器(2)，控制可调谐滤波器(2)的滤波频率；而被监测输入光从滤波器(2)输入，经过滤波后，从滤波器(2)输出端输出，经过光电转换单元(5)转换成电信号，电信号经过A／D转换单元(4)转换成二进制数据，输入微处理器(1)；光谱分析数据从微处理器(1)发送到监控终端(6)，在监控终端(6)完成光谱分析。
7．根据权利要求6所述的光谱分析数据收集装置，其特征在于，所述的微处理器(1)是采用型号8031的微处理器，可调谐滤波器(2)采用的型号是OTF-610，D／A转换单元(3)采用的型号是DAC8562，A／D转换单元(4)采用的型号是AD7893-5，光电转换单元(5)是采用PIN检测光电二极管；其中，微处理器(1)送出虚拟光波的二进制电压数据，由D／A转换单元(3)的第1-第9，第17-第19管脚输入，经过D／A转换单元(3)转换成模拟电压，由第13管脚送出，输入可调谐滤波器(2)的外围控制电路的第12管脚，控制可调谐滤波器(2)的滤波频率；而被监测输入光从滤波器(2)输入，经过滤波后，从滤波器(2)输出端输出，经过光电转换单元(5)转换成电流信号，电流信号经过运算放大器放大成电压信号，由A／D转换单元(4)的第2管脚输入，经A／D转换单元(4)转换成二进制数据，以串行方式由第5管脚输出，A／D转换单元(4)的第4管脚接转换时钟。
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| CN102916740A (zh) * | 2012-11-01 | 2013-02-06 | 烽火通信科技股份有限公司 | 多波长无源光网络中的双向光功率测量装置及方法 |
| CN106856635A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-06-16 | 华为技术有限公司 | 一种信号产生电路 |
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1999
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