CN203278834U - 可测量信道中心波长的光通道性能监测模块 - Google Patents

可测量信道中心波长的光通道性能监测模块 Download PDF

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肖鹏
肖颖
贾春艳
吴砺
林斌
陈斯杰
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Abstract

本实用新型公开了一种可测量信道中心波长的光通道性能监测模块，包括产生参考信号的参考光信号系统、用于对信号光进行滤波的可调谐滤波系统、用于探测信号光和参考信号的光电探测器、用于系统定标和接收探测数据的数据处理分析系统。本实用新型的有益之处在于，结构设计紧密，一方面利用转动驱动单元控制薄膜滤波片转动，实现对信号光的连续可调谐滤波；同时利用标准具的滤波特性，通过将滤波后的信号是否经过标准具的功率值做对比，来确定中心波长偏离ITU的值，实现精确测量信道光信号波长的功能。

Description

可测量信道中心波长的光通道性能监测模块
技术领域
本实用新型涉及光纤通讯、光电子以及光谱测量领域，具体地说，涉及一种可精确测量信道中心波长的光通道性能监测模块。
背景技术
在光通讯领域中，高速大容量密集波分复用系统已经开始广泛应用，为保证系统能够可靠、稳定的运行，需要在光传输层对光通道信号的基本性能实时监控，主要包括信道光功率和准确的光信号波长。其中对信道波长的监测尤其重要，以便能修正信道中心波长。尤其是在add/drop系统中高精度信号监测系统能够实时监测信道波长、功率信息，确保信道光能够被很好的控制。
现有的光性能监测模块系统受环境等多种因素影响往往波长探测精度较低。无法满足对信道波长的精确监测。目前少数几款能精确检测信道波长的模块系统中，大多需要加入另一套参考光信号系统，使该参考信号加入到光路中与输入信号一起同步进入，通过可调谐滤波器滤波，进入参考信号采集系统。该系统中，往往光路复杂，且需要参考光信号稳定。但该情况下系统中产生参考信号的光源由于寿命或其他因素等影响往往会发生波长漂移，使参考光信号变化，从而系统波长探测精度降低。
发明内容
本实用新型提供一种可测量信道中心波长的光通道性能监测模块，利用标准具稳定的周期性谱型特点，光信号通过滤波单元实现连续可调谐滤波，同时进入作为参考单元的标准具部分，配合相应的算法实现波长校准，提高光通道性能监测模块的波长测试精度。克服了上述存在的缺陷。
本实用新型采用如下技术方案：一种可测量信道中心波长的光通道性能监测模块，包括产生参考信号的参考光信号系统、用于对信号光进行滤波的可调谐滤波系统、用于探测信号光和参考信号的光电探测器、用于系统定标和接收探测数据的数据处理分析系统。
优选的，所述可调谐滤波系统包括消偏振可调谐光滤波器和置于滤波器前面的准直器。
优选的，所述可调谐滤波系统包括与信号输入端相连的光环行器、消偏振可调谐光滤波器、置于滤波器后面的平面反射镜和与环行器沿光传播方向第二端口相连的准直器。
进一步的，所述消偏振可调谐光滤波器包括薄膜滤波片和用于带动薄膜滤波片转动实现输入光入射角变化的转动驱动单元。转动驱动单元能驱动薄膜滤波片360度连续匀速的周期转动。
进一步的，所述参考光信号系统包括光纤耦合器、偏离ITU固定频率的光纤标准具和ITU光纤标准具，或包括消偏振分光器、平面反射镜和FP标准具。
进一步的，所述转动驱动单元包括直流无刷伺服电机。
进一步的，还包括用于控制转动驱动电路和接收数据处理分析系统数据的控制系统。
本实用新型的有益之处在于，结构设计紧密，一方面利用转动驱动单元控制薄膜滤波片转动，实现对信号光的连续可调谐滤波；同时利用标准具的滤波特性，通过将滤波后的信号是否经过标准具的功率值做对比，来确定中心波长偏离ITU的值，实现精确测量信道光信号波长的功能。 
附图说明
图1、本实用新型原理结构框图；
图2、本实用新型具体实施例一的结构示意图；
图3、本实用新型具体实施例二的结构示意图；
图4、本实用新型可调谐滤波器滤波模拟谱线图；
图5、本实用新型标准具参考单元模拟滤波谱线图；
图6、本实用新型不同偏离ITU量的光经过光纤标准具后的滤波曲线模拟图；
图7、本实用新型光纤标准具滤波敏感度；
附图标记：1、可调谐滤波系统；11、转动驱动单元；2、参考光信号系统；21、消偏振分光器；22、标准具；3、光电探测器；4、数据处理分析系统；5、控制系统；A1、准直器；A2、薄膜滤波片；A3、消偏振分光器；A4、平面反光镜；A5、标准具；A6、光电探测器；A7、光电探测器；C2、环行器；C3、可调谐滤波器；C4、光纤耦合器；C5、ITU光纤标准具；C6、偏离ITU固定频率的光线标准件；C7、光电探测器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示，是本实用新型一种可测量信道中心波长的光通道性能检测模块的原理结构框图，包括产生参考信号的参考光信号系统2、用于对信号光进行滤波的可调谐滤波系统1、用于探测信号光和参考信号的光电探测器3、用于系统定标和接收探测数据的数据处理分析系统4。
其实现原理是：可调谐滤波系统1中设有薄膜滤波片，转动驱动单元11控制其透射窗口周期性地发生角度偏移，重复地扫描一个波段，采用消偏振分光器将滤波后的光信号分成能量相同的多束光，其中一束光利用光电探测器将光信号变为电信号得到信号功率Psig，通过处理可计算出波段内单个光信号强度、波长（未修正）以及信噪比；其它光束进入标准具再次滤波，被另外的光电探测器接收得到参考光功率Pref。对比Psig和Pref的值，并配合相应算法得到波长偏离量。
实施例一，如图2所示。参考光信号系统2采用消偏振分光器21和标准具22，当外部多路信号经由准直器A1后通过薄膜滤波片A2滤波，转动驱动单元带动其转动，使得输入光对薄膜滤波片的入射角度发生连续改变，实现信号光的连续可调谐滤波；滤波后的光信号经由消偏振分光器A3一分为二，其中一束光被光电探测器A6接收后得到Psig，另一束通过平面反射镜A4折射后，进入标准具A5再次滤波，最后被另一个光电探测器A7接收得到Pref。
  实施例二，如图3所示，是采用耦合器配合光纤标准具来实现波长参考单元。参考光信号系统2采用50/50光纤耦合器C4，ITU光纤标准具C5和偏离ITU固定频率的光纤标准具C6。输入光信号从环行器C2的第一光端口进入通过可调谐滤波器C3滤波，从薄膜滤波片出射的光经平面反射镜反射再次经过薄膜滤波片滤波，沿光路原路返回从环行器C2的第三光端口输出。通过耦合器C4分成能量相同的三束光，其中一束光被光电探测器A6接收得到Psig；一束光进入中心波长在ITU上的光纤标准具C5再次滤波后被光电探测器A7接收得到Pref1；还有一束光进入中心波长偏离ITU网格固定频率（小于网格间隔的1/4）的光纤标准具C5再次滤波后被光电探测器C7接收得到Pref2。
如图4所示，是输入光信号经过可调谐滤波器滤波后的模拟谱线图。
如图5所示，是标准具参考单元模拟滤波谱线图211。
如图6所示，是偏离ITU量不同的光经过光纤标准具滤波曲线模拟图，图中描述的是50G-ITU的光纤标准具滤波谱线情况。对于光纤标准具来说，当入射到其上的信号光偏离时，滤波后的光功率则发生变化，偏离量不同则得到的参考光功率不同。谱线311是可调谐滤波器滤波中心波长未偏离ITU时的标准具滤波后的谱线；312是偏离ITU20pm时标准具滤波后的谱线，313～317分别是偏离ITU40pm，60pm，80pm，100pm，120pm时标准具滤波后的谱线。由此可见，不同滤波波长情况下，对应的滤波曲线是不同的，表现为光电探测器得到的参考信号Pref功率不同。通过Pref和Psig的差可以反算出进入标准具的光偏离中心波长的量，以此达到中心波长修正的目的。
附图7.光纤标准具探测敏感度。谱线211是光纤标准具的滤波谱线；220是变化率曲线。从谱线上可以看出来对于偏离ITU附件（ITU左右30pm）滤波功率变化敏感，可以很好的修正波长。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种可测量信道中心波长的光通道性能监测模块，其特征在于，包括产生参考信号的参考光信号系统、用于对信号光进行滤波的可调谐滤波系统、用于探测信号光和参考信号的光电探测器、用于系统定标和接收探测数据的数据处理分析系统。
2.如权利要求1所述的一种可测量信道中心波长的光通道性能监测模块，其特征在于，所述可调谐滤波系统包括消偏振可调谐光滤波器和置于滤波器前面的准直器。
3.如权利要求1所述的一种可测量信道中心波长的光通道性能监测模块，其特征在于，所述可调谐滤波系统包括与信号输入端相连的光环行器、消偏振可调谐光滤波器、置于滤波器后面的平面反射镜和与环行器沿光传播方向第二端口相连的准直器。
4.如权利要求2或3所述的一种可测量信道中心波长的光通道性能监测模块，其特征在于，所述消偏振可调谐光滤波器包括薄膜滤波片和用于带动薄膜滤波片转动实现输入光入射角变化的转动驱动单元。
5.如权利要求4所述的一种可测量信道中心波长的光通道性能监测模块，其特征在于，所述参考光信号系统包括光纤耦合器、偏离ITU固定频率的光纤标准具和ITU光纤标准具，或包括消偏振分光器、平面反射镜和标准具。
6.如权利要求5所述的一种可测量信道中心波长的光通道性能监测模块，其特征在于，所述转动驱动单元包括直流无刷伺服电机。
7.如权利要求5所述的一种可测量信道中心波长的光通道性能监测模块，其特征在于，还包括用于控制转动驱动电路和接收数据处理分析系统数据的控制系统。
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