CN1435964A - 光传输系统中实现调顶的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

光传输系统中实现调顶的装置及其方法，其主要是利用电可调光衰减器对光传输单元的每一输入信道上的光功率进行功率均衡的同时由主控单元控制调制器产生一个控制衰减量的模拟信号；并由模拟信号控制该电可调光衰减器将调制器产生的模拟信号调制到光信号上。本发明由于在利用电可调光衰减器EVOA器件进行功率均衡的基础上，还巧妙地利用EVOA把调顶信号加到不同的信道上去，从而可以在没有发射机而又必须用到EVOA的光传输系统中，对不同信道加入调顶信号。并且，这种调顶的调制方式可以是调频、调幅、幅度键控、频移键控和相移键控等多种方式，以及可以建立一个低速的随路监控信号，大大地方便了光网络—特别是将来的全光网络的监控与管理。

Description

光传输系统中实现调顶的方法及其装置

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别是一种在光传输系统中实现调顶的方法及其装置。

背景技术

交叉矩阵是全光交叉连接(Optical Cross Connect，OXC)系统的主要部件，为了保证通信系统的可靠性，交叉矩阵中的光开关动作的正确性必须得到验证，而目前主要采用的测量交叉矩阵输出端口功率来验证光开关动作正确性的方法并不可靠，因为测量功率的有无没法识别不同的波长。而在密集波分复用(Dense Wavelength DevisionMultiplexing，DWDM)和光分插复用(Optical Add and DropMultiplex，OADM)系统的监控和管理中，也需要对不同的波长加调顶信号进行标识，其中光网络中的调顶是指在高速的光通道信号上加入一个低速率低调制深度(一般不大于10％)的调制信号，目前所采用的方法是在源端的发射机信号上，叠加一小幅度的低频正弦调制信号作为标识；不同的波长采用不同的调制频率，在宿端通过检测调制信号上的频率大小来判别相应的光信号的波长或者其他信息。同时在OXC、DWDM和OADM等光传输系统中一般需要进行功率均衡等功率管理，而目前一般采用电可调光衰减器(Electrical Variable OpticalAttenuator，EVOA)器件来进行功率均衡。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种在利用电可调光衰减器进行功率均衡的基础上巧妙地利用电可调光衰减器将调顶信号可靠地加到光传输单元的不同信道上实现调顶的方法及其装置。

本发明所述的光传输系统中实现调顶的方法包括以下步骤：

1)、由主控单元控制调制器产生一个控制衰减量的模拟信号；

2)、利用电可调光衰减器对光传输单元的每一输入信道上的光功率进行功率均衡的同时由所述模拟信号控制该电可调光衰减器将调制器产生的模拟信号调制到光信号上。

其中为有利于在光传输系统中建立一个低速的用于承载系统或者系统管理的开销信息的随路监控信道，便于光网络特别是全光网络的监控与管理，上述实现调顶的方法还包括下述步骤：

3)、利用功分器将输出的已调顶的光信号分出一部分输入到光探测器；

4)、由光探测器将所述的部分已调顶光信号转化成电信号；

5)、解调器将所述电信号中的调制信号解调出来并送至主控单元；

6)、由主控单元对解调出来的信号进行分析。

本发明所述的在光传输系统中利用电可调光衰减器实现调顶的装置包括：

具有至少一个以上光信道的光传输单元、串接在光传输单元的每一输入光信道中对所述光信号进行功率均衡的电可调光衰减器、主控单元及连接在主控单元和电可调光衰减器之间的调制器，其中调制器在主控单元的控制下产生一个加到电可调光衰减器上控制其衰减量的低速率低深度的模拟信号。

其中为有利于在光传输系统中建立一个低速的用于承载系统或者系统管理的开销信息的随路监控信道，便于光网络特别是全光网络的监控与管理，上述实现调顶的装置还包括：

串接在光传输单元的每一个输出光信道中的功分器、探测器和解调器，其中探测器和解调器串联后连接在功分器的其中一输出端和主控单元之间。

本发明由于在利用电可调光衰减器EVOA器件进行功率均衡的基础上，还巧妙地利用电可调光衰减器EVOA把调顶信号加到不同的信道上去，从而可以在没有发射机而又必须用到EVOA的光传输系统中，比如用作中继的OXC和OADM系统，对不同信道加入调顶信号。并且，这种调顶的调制方式可以不是单纯的不同的频率，还可以是调幅、幅度键控(Amplitude Shift Keying，ASK)、频移键控(Frequency ShiftKeying，FSK)和相移键控(Phase Shift Keying，PSK)等信号，并且可以建立一个低速的随路监控信号，大大地方便了光网络——特别是将来的全光网络的监控与管理。同时由于利用发射机加调顶信号的方法只能在电层进行，并且这种发射机加调顶信号的方法是与信号协议及速率相关的。而用本发明所述的EVOA实现的方法可以在光层进行，并且这种方法是与速率及协议无关的，而且本发明还可以对单波长或者多波长信号进行调制，且易于实现。

以下结合附图及实施例详细说明本发明的基本组成、实现方法及其工作原理：

附图说明

图1是本发明实施例1的结构组成示意图；

图2是本发明实施例2的结构组成示意图；

图3是本发明实施例3的结构组成示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实施例所述的光传输系统中实现调顶的装置包括具有至少一个以上光信道的光传输单元3、电可调光衰减器1、主控单元4、调制器2、功分器5、探测器6、解调器7，其中，光信号先经过设置在光传输单元的每一光信道上的电可调光衰减器1并通过连接在主控单元4和电可调光衰减器1之间的调制器2给输入光信号加上一个低速率低调制深度的调制信号后进入到光传输单元3，然后从光传输单元3的对应的光输出信道上输出进入到功分器5，将一部分光从功分器5的其中一输出端作为输出光信号输出，将另一部分光作为反馈光信号进入探测器6转换为电信号，解调器7对接收到的探测器6的电信号进行解调后将解调后的信号反馈到主控单元4，由主控单元4结合调制信号进行解析。

其中，所述光传输单元3为光交叉连接单元(即光交叉连接矩阵)，其具有至少一个以上的光信道；

电可调光衰减器1，串接在光传输单元3的每一输入光信道中，用于对光交叉连接单元3的各输入信道上的光信号进行功率均衡；

主控单元4，用于控制电可调光衰减器的衰减量；其主要由一小的CPU系统和现场可编程门阵列(FPGA——Field Programmable GateArray)组成，其中CPU负责控制系统内各个主要部件的正常工作，FPGA是调制器和解调器与CPU之间的接口逻辑，主要起给调制数字信号和解调信号提供一个缓冲区的作用；

调制器2，该调制器2可以为调频调制器或调幅调制器或幅度键控调制器或频移键控调制器或相移键控制调制器，连接在主控单元4和电可调光衰减器1之间，用于在主控单元4的控制下产生一个加到电可调光衰器1上控制其衰减量的低速率低深度的模拟信号；

功分器5，串接在光传输单元3的每一个输出光信道中，用于按一定比例将一部分已调顶的输出光信号输出到探测器6上作为反馈光信号；

探测器6，用于将已调顶的反馈光信号转换为电信号；

解调器7，用于将接收的探测器6的电信号进行解调并将解调后的信号送到主控单元4；其中探测器6和解调器7串按后连接在功分器5的其中一输出端和主控单元4之间。

本发明所述的光传输系统中实现调顶的方法包括以下步骤：

1)、由主控单元4控制调制器2产生一个控制衰减量的模拟信号；

2)、利用电可调光衰减器1对光传输单元3的每一输入信道上的光功率进行功率均衡的同时由所述模拟信号控制该电可调光衰减器1将调制器2产生的模拟信号调制到光信号上。其中调制器2采用的调制方法为调频调制、调幅调制、幅度键控调制、频移键控调制或相移键控调制的方法。调制器2产生的模拟信号为一个低速率低调制深度的调制信号。

3)、利用功分器5将输出的已调顶的光信号分出一部分输入到光探测器6；

4)、由光探测器6将所述的部分已调顶光信号转化成电信号；

5)、解调器7将所述电信号中的调制信号解调出来并送至主控单元4；

6)、由主控单元4对解调出来的信号进行分析。其中本步骤包括以下处理过程：

61)、主控单元4将解调出来的信号与调制器产生的模拟信号进行对比分析以验证判断所述光信道的光开关动作的可靠性；

62)、主控单元将调制器产生的模拟信号和解调出来的信号连接组成一个可承载系统或者系统管理的开销信息的低速的随路监控信道。

下面以OXC系统的核心部分交叉矩阵的第一个输入信道来说明本发明的调顶原理。在第一个输入信道上有电可调光衰减器EVOA1，通过主控单元4控制调制器2产生控制衰减量的模拟信号，再控制电可调光衰减器EVOA1，把调制器2的信号调制到光信号上，实现调顶。同时使用不同的调制器2，可以实现不同的调制方式。举例来说，假如EVOA1是电压控制的，利用调制器2产生类似数字信号的电压，就可以实现调幅的EVOA信号；同理，利用调制器2产生ASK、FSK或者PSK信号，再利用这个信号控制EVOA，就可以实现调顶边带信号的ASK、FSK或者PSK调制。

在输出信道上，每一个输出信道上的结构也大致相同，现以其中一个来说明其工作原理。第一个信道上有一个功分器5，可以按一定的比例把一部分光输入到探测器6上，探测器6把调顶信号转换为电信号，再送到解调器7进行解调，解调器7将解调出来的信号输出送到主控单元4。

通过利用电可调光衰减器EVOA加入调顶信号，主控单元4可以清楚得到交叉矩阵的连接信息，从而判断交叉矩阵内的光开关的动作是否正确。另外，在多个OXC级连的时候，这种调顶信号可以在多个节点之间建立一条低速率的信道，承载系统或者系统管理的开销信息，可以作为光网络的监控和管理中的连续性监视、连通性监视、维护指示、保护控制和管理通信等用途。特别是这种方法在加入调顶信号的过程中无须把通道上的信号转化为电信号，而这种方法与该信道上所传输的信号的速率和协议是无关的，特别适用于全光网络

实施例2：

如图2所示，本实施例与实施例1的主要区别在于光传输单元3为光分插复用OADM单元，为简单方便起见，图中只画出了光分插复用器一个上行信道(即本发明所述的输入光信道)和一个下行信道，多个上下行信道的原理跟本图是一样的。在每个上行信道(即本发明所述的输入光信道)上有电可调光衰减器EVOA1，通过主控单元4控制调制器2产生控制衰减量的模拟信号，再控制电可调光衰减器EVOA1，把调制器2的信号调制到光信号上，实现调顶。在每个下行信道(即本发明所述的输出光信道)上有一个功分器5分出一定比例的光到探测器6转化为电信号，再送解调器7解调，解调信号送主控单元4。这样，实现了调顶信号的调制与解调。其余的同实施例1一致，此处不再详细描述。

实施例3：

如图3所示，本实施例同实施例1的主要区别在于光传输单元3为密集波分复用DWDM单元，其中在源节点端，每个待复用信道(即本发明所述的输入光信道)上都有加入调顶信号的装置，现以其中一个说明其原理。在待复用信道上有电可调光衰减器EVOA1，通过主控单元4控制调制器2产生控制衰减量的模拟信号，再控制EVOA1，把调制器2的信号调制到光信号上，实现调顶。多个带有调顶信号的光再经过复用器复用后传输。在宿节点端，多波长信号经解复用器解复用为多个信道(即本发明所述的输出光信道)，在每个解复用信道上都有一个解调调顶信号的装置。现取其中一个说明其原理，功分器5分出一定比例的光到探测器6转化为电信号，再送解调器7解调，解调信号送主控单元4。这样，也实现了调顶信号的调制与解调。其余同实施例1一致，此处不再详细描述。

Claims (10)

1、光传输系统中实现调顶的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)、由主控单元(4)控制调制器(2)产生一个控制衰减量的模拟信号；

2)、利用电可调光衰减器(1)对光传输单元(3)的每一输入信道上的光功率进行功率均衡的同时由所述模拟信号控制该电可调光衰减器(1)将调制器(2)产生的模拟信号调制到光信号上。

2、根据权利要求1所述光传输系统中实现调顶的方法，其特征在于还包括以下步骤：

3)、利用功分器(5)将输出的已调顶的光信号分出一部分输入到光探测器(6)；

4)、由光探测器(6)将所述的部分已调顶光信号转化成电信号；

5)、解调器(7)将所述电信号中的调制信号解调出来并送至主控单元(4)；

6)、由主控单元(4)对解调出来的信号进行分析。

3、根据权利要求1或2所述的光传输系统中实现调顶的方法，其特征在于上述光传输单元(3)为光交叉连接单元或光分插复用单元或密集波分复用单元。

4、根据权利要求1所述的光传输系统中实现调顶的方法，其特征在于上述调制器(2)采用的调制方法为调频调制、调幅调制、幅度键控调制、频移键控调制或相移键控调制的方法。

5、根据权利要求1或4所述的光传输系统中实现调顶的方法，其特征在于上述调制器(2)产生的模拟信号为一个低速率低调制深度的调制信号。

6、根据权利要求2所述的光传输系统中实现调顶的方法，其特征在于上述步骤6中由主控单元(4)对解调出来的信号进行分析包括以下处理过程：

61)、主控单元(4)将解调出来的信号与调制器产生的模拟信号进行对比分析以验证判断所述光信道的光开关动作的可靠性；

62)、主控单元将调制器产生的模拟信号和解调出来的信号连接组成一个可承载系统或者系统管理的开销信息的低速的随路监控信道。

7、一种光传输系统中实现调顶的装置，其特征在于包括：

具有至少一个以上光信道的光传输单元(3)、串接在光传输单元(3)的每一输入光信道中对所述光信号进行功率均衡的电可调光衰减器(1)、主控单元(4)、连接在主控单元(4)和电可调光衰减器(1)之间的调制器(2)，其中调制器(2)在主控单元(4)的控制下产生一个加到电可调光衰减器(1)上控制其衰减量的低速率低深度的模拟信号。

8、根据权利要求7所述的光传输系统中实现调顶的装置，其特征在于还包括：

串接在光传输单元(3)的每一个输出光信道中的功分器(5)、

探测器(6)和解调器(7)，其中探测器(6)和解调器(7)串联后连接在功分器(5)的其中一输出端和主控单元(4)之间。

9、根据权利要求7所述的光传输系统中实现调顶的装置，其特征在于上述调制器(2)为调频调制器或调幅调制器或幅度键控调制器或频移键控调制器或相移键控制调制器。

10、根据权利要求7或8所述的光传输系统中实现调顶的装置，其特征在于上述光传输单元(3)为光交叉连接单元或光分插复用单元或密集波分复用单元。

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