DE10230091A1

DE10230091A1 - Method for measuring the signal-to-noise ratios of a wavelength division multiplex (-WDM) signal

Info

Publication number: DE10230091A1
Application number: DE2002130091
Authority: DE
Inventors: Ludger Grosse-Hering; Jürgen Dr. Martin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-07-04
Filing date: 2002-07-04
Publication date: 2004-01-29
Also published as: WO2004006470A1

Abstract

Es ist ein Verfahren zur Messung der Signal-Rauschabstände eines Wellenlängen-Multiplex(-WDM)-Signals mit unpolarisiertem Rauschanteil beschrieben, bei dem wenigstens ein Anteil des WDM-Signals in einen Polarisationssteller, einen Polarisator und anschließend einen optischen Spektrumanalysator eingespeist ist. Unterschiedliche erfindungsgemäße Einstellungen des Polarisationsstellers sind vorgesehen, so dass mehrere Spektren am optischen Spektrumanalysator aufgenommen werden, wobei aufgrund des Polarisators der unpolarisierte Rauschanteil konstant um 3 dB abgeschwächt wird. Anschließend werden die minimalen und maximalen Werte eines Kanalpegels aus den Spektren zur Berechnung der Signal-Rauschabstände aller vorhandenen WDM-Kanäle ermittelt.A method for measuring the signal-to-noise ratios of a wavelength division multiplex (-WDM) signal with an unpolarized noise component is described, in which at least a portion of the WDM signal is fed into a polarization controller, a polarizer and then an optical spectrum analyzer. Different settings of the polarization controller according to the invention are provided, so that several spectra are recorded on the optical spectrum analyzer, the unpolarized noise component being constantly attenuated by 3 dB due to the polarizer. The minimum and maximum values of a channel level are then determined from the spectra for calculating the signal-to-noise ratios of all available WDM channels.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.

Zur Ermittlung der Übertragungsqualität aller Kanäle eines Wellenlängen-Multiplex(-WDM)-Signals dient die Bestimmung der Signal-Rauschabstände oder des auch genannten Signal-zu-Rausch Verhältnisses OSNR.To determine the transmission quality of all channels Wavelength division multiplexing (-WDM) signal serves to determine the signal-to-noise ratios or what is also mentioned Signal-to-noise ratio OSNR.

Dazu wird die spektrale Leistungsdichte über das gesamte Übertragungsband des WDM-Signals gemessen daraus das Signal-zu- Rausch Verhältnis OSNR berechnet.For this, the spectral power density over the entire transmission band measured the signal-to-noise ratio OSNR of the WDM signal.

Das WDM-Signal wird zur Isolierung eines Kanals innerhalb einer gewählten Bandbreite spektral gefiltert. Die Filterbandbreite ist so zu wählen, dass die gesamte spektral verbreiterte Signalleistung eines zu messenden Kanals des WDM-Signals durch das Filter transmittiert wird. Der übrige Bereich des WDM-Übertragungsspektrums muss vollständig unterdrückt werden. Anschließend wird die optische Leistung des durch verstärkte spontane Emission ASE (amplified spontaneous emission) erzeugten Rauschens ermittelt, das durch das Filter transmittiert wurde. Da dieser Pegel von der gewählten Filterbandbreite abhängig ist, wird das Signal-zu- Rausch Verhältnis OSNR als Differenz zwischen Signalleistung und Rauschleistung bezogen auf die verwendete Filterbandbreite angegeben.The WDM signal becomes isolation of a channel within a selected one Bandwidth spectrally filtered. The filter bandwidth should be selected so that the entire spectrally broadened signal power of one to be measured Channel of the WDM signal is transmitted through the filter. The rest of the WDM transmission spectrum must be complete repressed become. Subsequently becomes the optical performance of the ASE by enhanced spontaneous emission (amplified spontaneous emission) generated noise, that was transmitted through the filter. Since this level of the selected Filter bandwidth dependent is the signal-to-noise ratio OSNR as the difference between Signal power and noise power related to the filter bandwidth used specified.

In der Praxis wird die Messung mit Hilfe eines optischen Spektrumanalysators OSA durchgeführt, der die spektrale Leistungsdichte misst. Aufgrund der Oberlagerung des genannten ASE-Pegels, verursacht durch verstärkte spontane Emission ASE, mit dem Signalpegel kann die Bestimmung des ASE-Pegels nicht direkt an der Stelle der Frequenz des Signalpegels sondern nur mit einer kleinen Verschiebung oder Offset bei einer etwas kleineren bzw. größeren Frequenz gemessen werden. Der tatsächlich zu ermittelnde ASE-Pegel wird anschließend interpoliert.In practice, the measurement is made with Using an optical spectrum analyzer OSA performed measures the spectral power density. Due to the superposition of the mentioned ASE level, caused by increased spontaneous emission ASE, with The ASE level cannot be determined directly from the signal level at the point of the frequency of the signal level but only with one small shift or offset at a slightly smaller or larger frequency be measured. The actually The ASE level to be determined is then interpolated.

Die Verwendung dieser Methode wird bei zunehmender Kanalanzahl und/oder kleineren spektralen Kanalabständen, sowie infolge der Seitenbandmodulationsverbreitung bei höheren Modulationsfrequenzen immer problematischer. Außerdem wird der ASE-Pegel in dynamisch konfigurierbaren WDM-Übertragungssystemen – z. B. durch den Einsatz von Add/Drop-Multiplexern oder durch Interleaver – durch spektrale Filterung und/oder getrennte Netzwerkpfade unterschiedlicher Kanäle beeinflusst. Deshalb führt diese Methode zu falschen Ergebnissen. Es ist eine getrennte Bestimmung des ASE- und Signalpegels an der gemeinsamen Frequenzposition erforderlich.The use of this method will with increasing number of channels and / or smaller spectral channel spacings, as well due to the sideband modulation spread at higher modulation frequencies more problematic. Moreover is the ASE level in dynamically configurable WDM transmission systems - e.g. B. by using add / drop multiplexers or by interleaver - by spectral filtering and / or separate network paths of different channels affected. Therefore leads this method to wrong results. It is a separate provision the ASE and signal level at the common frequency position.

In der Literatur sind Verfahren bekannt, die nach der Übertragung des Signals die vollständige Polarisation des Signals im Gegensatz zur unpolarisierten ASE-Komponente ausnutzen, um das Signal-zu-Rausch Verhältnis OSNR zu verbessern. Die Methode ist als „Polarisation-Nulling" bekannt.Methods are known in the literature the after the transfer full polarization of the signal exploit the signal in contrast to the unpolarized ASE component, the signal-to-noise ratio To improve OSNR. The method is known as "polarization zeroing".

In EP 0 599 352 A2 ist ein optischer Verstärker beschrieben, an dessen Ausgang sich ein Modul zur möglichst hohen Trennung des verstärkten Signals vom ASE-Rauschanteil befindet. Mit Hilfe eines Polarisationsstellers wird das Signal so beein- flusst, dass das Signal nach Durchlaufen des Polarisationsstellers vollständig linear polarisiert ist und die Polarisationsrichtung in eine der beiden Trennrichtungen eines nachgeschalteten Polarisationsstrahlteilers weist. Im Gegensatz zum polarisierten Signal verteilt sich der ASE-Rauschanteil in alle zirkularen und linearen Polarisationsrichtungen gleichmäßig. Beim Durchgang durch den Polarisationsstrahlteiler wird in jede Richtung der ASE Anteil um jeweils 3dB abgeschwächt. Der Signalanteil wird gemessen und dient zur Rege lung des Polarisationsstellers für die geeignete Einstellung des Polarisationsstellers am Ausgang des Verstärkers. Benachbarte Kanäle sind innerhalb eines typischen WDM-Spektrums stark unterschiedlich polarisiert. Daher kann immer nur ein einzelner Kanal nach der Demultiplexierung auf maximal 3dB ASE Unterdrückung optimiert werden.In EP 0 599 352 A2 describes an optical amplifier, at the output of which is a module for the highest possible separation of the amplified signal from the ASE noise component. With the aid of a polarization controller, the signal is influenced in such a way that the signal is completely linearly polarized after passing through the polarization controller and the polarization direction points in one of the two separation directions of a downstream polarization beam splitter. In contrast to the polarized signal, the ASE noise component is evenly distributed in all circular and linear directions of polarization. When passing through the polarization beam splitter, the ASE portion is weakened by 3dB in each direction. The signal component is measured and is used to regulate the polarization controller for the appropriate setting of the polarization controller at the output of the amplifier. Adjacent channels are polarized very differently within a typical WDM spectrum. Therefore, only a single channel can be optimized to a maximum of 3dB ASE suppression after demultiplexing.

Um diese Methode anwenden zu können, müssten alle WDM Kanäle parallel mit dieser Anordnung geregelt werden. Jeder Kanal benötigt die entsprechende Anordnung und den Regelkreis.To use this method, everyone would have to WDM channels can be regulated in parallel with this arrangement. Every channel needs that corresponding arrangement and the control loop.

In „Optical Signal-To-Noise Ratio Measurement In WDM Networks Using Polarization Extinction", M. Rasztovits-Wiech et al., ECOC 98, 20–24 Sept., Madrid, p. 549–550 wird eine Anordnung zur Messung der Signal-Rauschabstände vorgestellt, bei der ein WDM-Signal in einen Polarisationssteller, weiterhin in einen linearen Polarisator und anschließend in einen optischen Spektrumanalysator oder in ein Leistungsmessmodul mit vorgeschaltetem abstimmbaren optischen Filter eingespeist wird. Das abstimmbare Filter wird so eingestellt, dass die Leistung eines einzelnen Kanals, wie oben beschrieben, vollständig transmittiert wird und der restliche Anteil des WDM Spektrums unterdrückt wird. Der Polarisationssteller wird so lange verstellt, bis das Leistungsmessgerät ein minimales Signal anzeigt. Danach wird der Polarisator in der orthogonalen Position gebracht, so dass das Leistungsmessmodul einen maximalen Wert anzeigt. Aus der Differenz zwischen maximalem Signal und dem um 3dB erhöhten minimalen Signal ergibt sich das Signal-zu-Rausch Verhältnis OSNR bezogen auf die Bandbreite des abstimmbaren Filters. Ein Nachteil dieser Methode ist der hohe Zeitaufwand bei einer Messung für sehr viele WDM Kanäle, da alle Kanäle sequentiell unabhängig wie oben beschrieben vermessen werden müssen.In “Optical Signal-To-Noise Ratio Measurement In WDM Networks Using Polarization Extinction ", M. Rasztovits-Wiech et al., ECOC 98, Sept. 20-24, Madrid, p. 549-550 an arrangement for measuring the signal-to-noise ratios is presented, where a WDM signal continues into a polarization controller into a linear polarizer and then into an optical spectrum analyzer or in a power measurement module with an upstream tunable optical filter is fed. The tunable filter is like this set the performance of a single channel, as above described, completely is transmitted and the remaining part of the WDM spectrum is suppressed. The polarization adjuster is adjusted until the power meter reaches a minimum Signal. After that, the polarizer becomes orthogonal Positioned so that the power measurement module a maximum Value. From the difference between the maximum signal and the increased by 3dB minimal signal results in the signal-to-noise ratio OSNR based on the bandwidth of the tunable filter. A disadvantage This method is the time required for a measurement for a great many WDM channels, since all channels sequentially independent must be measured as described above.

Die Aufgabe der Erfindung liegt nun darin, eine Anordnung zur möglichst schnellen und simultanen Messung der Signal-Rausch abstände eines Wellenlängen-Multiplex(-WDM)-Signals mit hohen Kanalbelegungszahlen auf der Grundlage des „Polarisation-Nulling" Verfahrens anzugeben.The object of the invention is now in making an arrangement as possible Fast and simultaneous measurement of the signal-to-noise ratio Wavelength division multiplexing (-WDM) signal with high channel occupancy numbers based on the "polarization nulling" method.

Eine Lösung der Aufgabe erfolgt hinsichtlich ihres Verfahrensaspekts durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The problem is solved with regard to their Process aspect by a method with the features of the claim 1.

Es wird ein Verfahren zur Messung der Signal-Rauschabstände eines Wellenlängen-Multiplex(-WDM)-Signals beschrieben, das mehrere bzw. viele Einzelkanalsignale bei unterschiedlichen Wellenlängen mit unpolarisierten Rauschanteilen aufweist, bei dem wenigstens ein Teil des WDM-Signals über einen Polarisationssteller und einen Polarisator einem optischen Spektrumanalysator zugeführt wird. Unterschiedliche Polarisationszustände der Einzelsignale durch unterschiedlichen Einstellungen des Polarisationsstellers werden erzeugt. Bei den unterschiedlichen Einstellungen wird die spektrale Leistungsdichte des kompletten WDM-Signals gemessen und hieraus die Signal-Rauschabstände aller darin enthaltenen Einzelkanalsignale errechnet. Erfindungsgemäß sind die Polarisationen der einzelnen Signale in den Übertragungskanälen gleichmäßig auf wenigstens einem Segment der Oberfläche der Poincare-Kugel verteilt.It becomes a method of measurement the signal-to-noise ratios a wavelength division multiplex (-WDM) signal described that several or many individual channel signals at different wavelength with unpolarized noise components, in which at least part of the WDM signal over a polarization controller and a polarizer an optical Spectrum analyzer supplied becomes. Different polarization states of the individual signals different settings of the polarization controller generated. With the different settings the spectral Power density of the complete WDM signal measured and from it the signal-to-noise ratios of all individual channel signals contained therein are calculated. According to the invention Polarizations of the individual signals in the transmission channels evenly on at least a segment of the surface of the Poincare sphere.

An der Position der einzelnen Signalfrequenzen werden aus allen gemessenen Spektren die maximalen und minimalen Pegelwerte der Kanäle zur Auswertung der Signal-Rauschabstände aller Kanäle ermittelt.At the position of the individual signal frequencies the maximum and minimum are obtained from all measured spectra Level values of the channels to evaluate the signal-to-noise ratios of all channels.

Der Polarisationssteller wird so eingestellt, dass die Polarisationszustände am seinem Ausgang möglichst gleichmäßig über die ganze Oberfläche der Poincare-Kugel verteilt sind. Die Zahl der gewählten Positionen auf der Poincare-Kugel bestimmt die Genauigkeit des Verfahrens. Die Schnelligkeit der OSNR-Charakterisierung wird im wesentlichen durch die Geschwindigkeit der spektralen Messung des Spektrums bestimmt.The polarization controller is like this set that the polarization states at its output if possible evenly over the whole surface of the Poincare ball are distributed. The number of selected positions on the Poincare ball determines the accuracy of the process. The speed of OSNR characterization is essentially determined by the speed of the spectral measurement of the spectrum.

Bei einer Signalübertragung über lange WDM-Strecken sind die Polarisationen der Kanäle des WDM-Signals weitgehend untereinander unkorreliert und dementsprechend über die gesamte Fläche der Poincare-Kugel veteilt.When transmitting signals over long WDM distances the polarizations of the channels of the WDM signals largely uncorrelated with one another and accordingly via the the whole area the Poincare ball distributed.

Bei kurzen WDM Strecken kann die Verteilung auf einen kleineren Flächenanteil der Poincare-Kugel eingeschränkt sein, falls die Signale vor dem Multiplexer am Anfang der Strecke entsprechend polarisiert eingekoppelt werden. Für diesen Fall genügt die Abtastung einer kleineren Fläche. Dadurch erfolgt die Messung der Signal-Rauschabstände schneller.For short WDM routes, the Distribution over a smaller area of the Poincare sphere limited if the signals are in front of the multiplexer at the beginning of the route be coupled in appropriately polarized. In this case, the scanning is sufficient a smaller area. This means that the signal-to-noise ratios are measured more quickly.

Weiterhin kann nach einer ersten Bestimmung der Positionen der Polarisationen, für die Signal-Minima und Signal-Maxima im WDM-Spektrum beobachtet wurden, diese Positionen für nachfolgende Messungen gespeichert und der Algorithmus zum Suchen der Positionen auf der Poincare-Kugel verbessert werden.Furthermore, after a first Determination of the positions of the polarizations, for the signal minima and signal maxima these positions were observed for subsequent ones in the WDM spectrum Measurements saved and the algorithm for finding the positions be improved on the Poincare ball.

Die Einstellungen des Polarisationsstellers werden dadurch in einer vorteilhaften Weise den Wellenlängen-abhängigen Polarisationseigenschaften aller Einzelsignale des breitbandigen WDM-Signals genau angepasst. Dies bedeutet, dass bei einer Einstellung des Polarisationsstellers ein gemessenes Spektrum am optischen Spektrumanalysator für einen oder mehrere Kanäle optimal erfasst wird und bei einer weiteren Einstellung des Polarisationsstellers ein weiteres gemessenes Spektrum am optischen Spektrumanalysator für einen anderen oder mehrere andere Kanäle optimal erfasst wird. Aus den gemessenen Spektren werden minimale und maximale Werte der Pegel der Einzelkanäle ermittelt, die eine möglichst genaue Messung der Signal-Rauschabstände erfindungsgemäß ermöglichen.The settings of the polarization controller are thereby the wavelength-dependent polarization properties in an advantageous manner all individual signals of the broadband WDM signal are precisely adjusted. This means that when the polarization control is set a measured spectrum on the optical spectrum analyzer for one or multiple channels is optimally detected and a further adjustment of the polarization controller another measured spectrum on the optical spectrum analyzer for one other or more other channels is optimally recorded. The measured spectra become minimal and determined maximum values of the levels of the individual channels, the one as possible enable accurate measurement of the signal-to-noise ratios according to the invention.

Die Messung erfolgt in einer kurzen Zeit, so dass Änderungen der Polarisationszustände des WDM-Signals am Eingang des Polarisationsstellers durch systematische sowie spektral bedingte Polarisationseigenschaften vernachlässigbar sind.The measurement takes place in a short Time so that changes the polarization states the WDM signal at the input of the polarization controller through systematic and spectral polarization properties are negligible are.

Eine neue Vordefinition der Einstellungen des Polarisationsstellers ist ebenfalls möglich, nachdem eine erste Auswertung der gemessenen Spektren gemacht wurde. Damit kann die Anzahl der vordefinierten Polarisationszustände reduziert werden, was die Schnelligkeit der Messung erhöht. Andererseits können die Abstände der Verteilung der vordefinierten Polarisationszustände auch enger gewählt werden, so dass die Genauigkeit der OSNR-Bestimmung erhöht wird. Bei einer starken Änderung der Polarisationszustände am Ende der Übertragungsstrecke muss jedoch eine neue Messung mit auf der Poincare-Kugel gleichmäßig verteilten Polarisationszuständen durchgeführt werden. Eine Lösung zur Verfolgung oder Verfeinerung der passenden Polarisationszustände bei einer Änderung der WDM-Signal-Polarisationseigenschaften kann somit realisiert werden. Hierdurch werden permanent und kontinuierlich die Spektren aufgenommen, aus denen die Signal-Rauschabstände für alle Kanäle genau berechnet werden.A new predefinition of the settings of the Polarization controller is also possible after a first evaluation of the measured spectra was made. This allows the number of predefined polarization states can be reduced, which increases the speed of the measurement. on the other hand can the distances the distribution of the predefined polarization states be chosen closer so that the accuracy of the OSNR determination is increased. With a big change the polarization states at the end of the transmission path however, a new measurement must be evenly distributed on the Poincare sphere polarization states carried out become. A solution to track or refine the appropriate polarization states a change the WDM signal polarization properties can thus be realized. This makes it permanent and continuous the spectra recorded from which the signal-to-noise ratios for all channels are accurate be calculated.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die Unteransprüche der vorliegenden Erfindung beschrieben.Further embodiments of the invention will be through the subclaims of the present invention.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutet. Dabei zeigen:An embodiment of the invention will be closer to the drawing erläutet. Show:

1: eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 an arrangement for carrying out the method according to the invention,

2: eine Anordnung zur Messung der Korrelation der Polarisationszustände zwischen zwei Kanälen, 2 an arrangement for measuring the correlation of the polarization states between two channels,

3: eine Messung der spektralen Leistungsdichte von zwei benachbarten Kanälen nach einer langen Übertragungsstrecke. 3 : a measurement of the spectral leis density of two adjacent channels after a long transmission path.

l zeigt eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Messung der Signal-Rauschabstände eines WDM-Signals S, das in einem Lichtwellenleiter LWL übertragen wird. l shows an arrangement for performing the inventive method for measuring the signal-to-noise ratios of a WDM signal S, which is transmitted in an optical waveguide LWL.

Wenigstens ein Anteil des WDM-Signals S wird in einen Polarisationssteller PS eingespeist, danach durchläuft das Signal einen linearer Polarisator POL und wird anschließend in einem optischer Spektrumanalysator OSA analysiert. Das WDM-Signal S weist einen polarisierten und einen unpolarisierten Signalanteil S1, S2 auf. Der unpolarisierte Anteil S2 besteht vorwiegend aus verstärkter spontaner Emission ASE. Die Einzelsignale der Kanäle des WDM-Signals S sind vollständig polarisiert. Der Polarisationssteller PS besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einer lambda/2-Platte und einer lambda/4-Platte. Die Hälfte der Intensität der verstärkten spontanen Emission ASE wird aufgrund des unpolarisierten Charakters durch den Polarisator POL ausgefiltert. Es wird unabhängig von der Polarisationsrichtung des Polarisators POL und der Einstellung des Polarisationsstellers PS nur die Hälfte der ASE-Intensität zum optischen Spektrumanalysator OSA geführt. Zur Einstellung des Polarisationstellers PS wird ihm ein Regelsignal RS zugeführt, so dass mehrere verteilte Einstellungen P1, P2,... auf der Poincare-Kugel nacheinander und sehr schnell geschaltet werden. Die Verteilung kann einerseits möglichst gleichmäßig auf der Poincare-Kugel, anderseits auf einem oder mehreren Flächenanteilen der Poincare-Kugel z.B. bei kurzen Übertragungsstrecken gewählt werden. Für jede dieser Einstellungen wird jeweils ein Spektrum OS1, OS2,... als Funktion der Wellenlänge λ im optischen Spektrumanalysator gespeichert oder über eine Datenleitung zu einem Datenspeicher übertragen. Aufgrund der Zufälligkeit der Polarisationszustände der ASE und der schnellen Messeinstellungen weisen die Spektren OS1, OS2,... der aufgenommen Signale variierende Signalpegel S1' und konstante Rauschanteile als unpolarisiertes Licht S2' auf. Dreht der Polarisationsstellers PS die Polarisation eines oder mehrerer Einzelsignale des WDM-Signals genau in die lineare Polarisationsrichtung des Polarisators, so wird das entsprechende Spektrum OSk (k > 0) für die Ermitt lung der Maxima der Pegel dieser Einzelsignale zur Berechnung der Signal-Rauschabstände dieser Kanäle verwendet. Dreht der Polarisationssteller in die dazu orthogonale vollständig lineare Polarisationsrichtung dann wird für den betrachteten Kanal oder die Kanalgruppe das Minimum des Signalpegels gemessen. Ein Spektrum 0S kann nach einem Zeitzyklus der Einstellung aller Polarisationszustände P1, P2,... als Funktion f(OS1, OS2,...) der aussagevollen Spektren OS1, OS2,... berechnet werden und liefert für alle Wellenlängen die genauen Minima und Maxima der polarisierten Signalpegel des WDM-Signals S. Die Funktion f kann z. B. durch eine einfache Suche von Maxima und Minima der Pegel der Einzelspektren analysiert werden oder aber auch durch verfeinerte in der Literatur bekannte numerische Methoden zum Auffinden von Extremwerten einer Funktion. Dadurch wird eine präzise Messung der Signal-Rauschabstände unter Berücksichtigung der Filterbandbreite des optischen Spektrumanalysators OSA ermöglicht.At least a portion of the WDM signal S is fed into a polarization controller PS, then the signal passes through a linear polarizer POL and is then analyzed in an optical spectrum analyzer OSA. The WDM signal S has a polarized and an unpolarized signal component S1, S2. The unpolarized portion S2 consists mainly of increased spontaneous emission ASE. The individual signals of the channels of the WDM signal S are completely polarized. In this exemplary embodiment, the polarization controller PS consists of a lambda / 2 plate and a lambda / 4 plate. Half of the intensity of the amplified spontaneous emission ASE is filtered out by the polarizer POL due to the unpolarized character. Irrespective of the polarization direction of the polarizer POL and the setting of the polarization controller PS, only half of the ASE intensity is led to the optical spectrum analyzer OSA. To set the polarization controller PS, a control signal RS is fed to it, so that several distributed settings P1, P2, ... on the Poincare sphere are switched in succession and very quickly. The distribution can be selected on the one hand as evenly as possible on the Poincare sphere, on the other hand on one or more areas of the Poincare sphere, for example for short transmission distances. A spectrum O is used for each of these settings S1 . OS2 , ... stored as a function of the wavelength λ in the optical spectrum analyzer or transmitted to a data memory via a data line. The spectra show due to the randomness of the polarization states of the ASE and the fast measurement settings OS1 . OS2 , ... the recorded signals have varying signal levels S1 'and constant noise components as unpolarized light S2'. If the polarization controller PS rotates the polarization of one or more individual signals of the WDM signal exactly in the linear polarization direction of the polarizer, the corresponding spectrum OSk (k> 0) for determining the maxima of the levels of these individual signals for calculating the signal-to-noise ratios of these Channels used. If the polarization controller rotates in the completely linear polarization direction orthogonal to this, then the minimum of the signal level is measured for the channel or channel group under consideration. A spectrum 0S can after a time cycle of setting all polarization states P1, P2, ... as function f (OS1, OS2, ...) of the meaningful spectra OS1 . OS2 , ... and provides the exact minima and maxima of the polarized signal levels of the WDM signal S for all wavelengths. B. the level of the individual spectra can be analyzed by a simple search of maxima and minima or also by refined numerical methods known in the literature for finding extreme values of a function. This enables a precise measurement of the signal-to-noise ratios taking into account the filter bandwidth of the optical spectrum analyzer OSA.

Zum Beispiel können durch die Verwendung von integrierten (MEMS-Technologie) optischen Spektrumanalysatoren auf der Basis von Fabry-Perot-Filtern die Spektren OS1, OS2,... im C- und L-Übertragungsband im Bereich von Millisekunden aufgenommen werden. Der Einsatz dieser Technologie wird dadurch erleichtert, dass die Anforderung an die minimale Auflösungsbreite des optischen Spektrumanalysators OSA durch den Kanalabstand gegeben und damit im Gegensatz zu den bekannten und etablierten Verfahren zur indirekten Messung des ASE Anteils nicht sehr hoch ist. In Kombination mit integrierten optischen Polarisationsstellern können die Signal-Rauschabstände sehr genau in weniger als eine Minute für 160 übertragene Kanäle im C- und L-Übertragungsband bestimmt werden.For example, by using integrated (MEMS technology) optical spectrum analyzers based on Fabry-Perot filters, the spectra OS1 . OS2 , ... are recorded in the C and L transmission band in the range of milliseconds. The use of this technology is facilitated by the fact that the requirement for the minimum resolution range of the optical spectrum analyzer OSA is given by the channel spacing and is therefore not very high in contrast to the known and established methods for indirect measurement of the ASE component. In combination with integrated optical polarization controllers, the signal-to-noise ratios can be determined very precisely in less than one minute for 160 channels transmitted in the C and L transmission band.

Durch die kurze Messdauer bleiben ebenfalls mögliche Störungen aufgrund von Änderungen der Polarisationszustände des WDM-Signals während der Messung vernachlässigbar. Weitere Störungen durch die Wellenlängenabhängigkeit der Polarisation des Signals, wie bei Polarisationsmodendispersion, die zu unterschiedlichen Polarisation der spektralen Komponenten des Signals führen, sind für Datenraten bis 10 Gbit/s vernachlässigbar.Because of the short measurement time also possible disorders due to changes in polarization states the WDM signal during the measurement is negligible. Other disorders due to the wavelength dependency the polarization of the signal, as in polarization mode dispersion, to different polarization of the spectral components of the signal, are for data rates up to 10 Gbit / s negligible.

2 zeigt eine Anordnung zur Messung der Korrelation der Polarisationszustände zwischen zwei Kanälen, die zwei benachbarte Wellenlängen aufweisen und deren Signale über einen Lichtwellenleiter LWL in einen Polarisator POL eingespeist werden. Dem Polarisator POL ist der optische Spektrumanalysator OSA gemäß 1 nachgeschaltet. Dem Eingang des optischen Spektrumanalysators OSA werden damit nur die linear polarisierten Komponenten der Signale zugeführt. Das Ziel der Messung am optischen Spektrumanalysator OSA ist zu erkennen, ob nach einer langen Übertragungsstrecke, die Polarisationszustände der Kanalsignale korreliert bleiben. Im positiven Fall können die Polarisationsvektoren auf der Poincare-Kugel ein erstes Mal durch eine gleichmäßige Verteilung auf der Poincare-Kugel ermittelt werden. Danach kann man sich auf einen oder mehrere kleinere Flächenanteile der Poincare-Kugel beschränken. Dafür wird die Leistungsdichte von zwei Kanälen am optischen Spektrumanalysator OSA in Abhängigkeit von der Zeit aufgenommen. Wenn die Leistungsdichte der benachbarten WDM Kanäle keine Korrelation erkennen lassen, ist eine Einschränkung der Verteilungsbereiche auf der Poincare-Kugel für die Einstellungen des Polarisationsstellers PS ungeeignet. 2 shows an arrangement for measuring the correlation of the polarization states between two channels, which have two adjacent wavelengths and whose signals are fed via an optical fiber LWL into a polarizer POL. The optical spectrum analyzer OSA is in accordance with the polarizer POL 1 downstream. Only the linearly polarized components of the signals are thus fed to the input of the optical spectrum analyzer OSA. The aim of the measurement on the optical spectrum analyzer OSA is to determine whether the polarization states of the channel signals remain correlated after a long transmission path. In the positive case, the polarization vectors on the Poincare sphere can be determined for the first time by an even distribution on the Poincare sphere. Then you can limit yourself to one or more smaller areas of the Poincare sphere. The power density of two channels on the optical spectrum analyzer OSA is recorded as a function of time. If the power density of the neighboring WDM channels shows no correlation, a restriction of the distribution areas on the Poincare sphere is unsuitable for the settings of the polarization controller PS.

Messungen gemäß der Anordnung in 2 am optischen Spektrumanalysator OSA sind in 3 dargestellt Die spektrale Leistungsdichte von zwei benachbarten Kanälen wurde nach einer langen WDM-Übertragungstrecke (900km) als Funktion der Zeit aufgenommen. Aus 3 ergibt sich, dass nur ein Korrelationsfaktor von 0,2 zwischen den Polarisationskomponenten für die beiden vom Polarisator POL ausgehenden Kanalsignale nach eine Messung über mehreren Stunden errechnet wurde. Dies bedeutet, dass eine gemeinsame zeitliche Verfolgung der Polarisationszustände von zwei benachbarten Kanalsignalen bzw. eine auf die Poincare-Kugel eingeschränkte Verteilung der Einstellungen des Polarisationsstellers PS gemäß 1 bei einer langen Übertragungsstrecke praktisch nicht realisierbar ist. Daher ist eine gleichmäßig verteilte Einstellung des Polarisationsstellers PS gemäß 1 für lange Übertragungsstrecke geeignet. Bei kurzen Übertragungsstrecken können die Polarisationseigenschaften von benachbarten Kanälen wesentlich besser korreliert bleiben, was eine Einschränkung der Verteilung auf einen Bereich oder mehrere kleine Bereiche der Oberfläche der Poincare-Kugel ermöglicht. Bei dieser Einschränkung verringert sich die Messzeit der Signal-Rauschabstände aller Kanäle. Unter solchen Bedingungen können erst die einzelnen Polarisationszustände der Kanäle durch eine gleichmäßige Verteilung der Einstellungen des Polarisationsstellers PS ermittelt werden und weiterhin einzeln oder gruppenweise je nach Korrelationsgrad gespeichert werden. Dem Polarisationssteller PS gemäß 1 werden neue Regelsignale RS1, RS2,... zur neuen Einstellung der eingeschränkten Verteilung auf wenigstens einem Bereich der Poincare-Kugel eingeprägt.Measurements according to the order in 2 on the optical spectrum analyzer OSA are in 3 The spectral power density of two adjacent channels was recorded as a function of time after a long WDM transmission path (900 km). Out 3 it follows that only a correlation factor of 0.2 between the polarization components for the two channel signals originating from the polarizer POL was calculated after a measurement over several hours. This means that a common temporal tracking of the polarization states of two adjacent channel signals or a distribution of the settings of the polarization controller PS limited to the Poincare sphere according to 1 is practically not feasible for a long transmission path. Therefore, a uniformly distributed setting of the polarization controller PS is in accordance with 1 suitable for long transmission distances. With short transmission distances, the polarization properties of adjacent channels can remain much better correlated, which allows the distribution to be restricted to one or more small areas of the surface of the Poincare sphere. With this limitation, the measurement time of the signal-to-noise ratios of all channels is reduced. Under such conditions, the individual polarization states of the channels can only be determined by a uniform distribution of the settings of the polarization controller PS and can also be stored individually or in groups depending on the degree of correlation. According to the polarization controller PS 1 new control signals RS1, RS2, ... are impressed for the new setting of the restricted distribution on at least one area of the Poincare sphere.

Gemäß 1 wird z.B. ein Anteil des vom Polarisator POL ausgegebenen Signals abgezweigt und für unterschiedliche Einstellungen des Polarisationsstellers PS in eine Messeinrichtung zur Ermittlung von lediglich maximalen Leistungen des Signals eingespeist. Ein Bandpassfilter kann der Messeinrichtung vorgeschaltet werden. Eine oder mehrere Einstellungen RS1, RS2,... werden gemäß der höchsten gemessenen Leistungen eines oder einer Gruppe von Signalen neu definiert. Anschließend wird eine Ermittlung der Signal-Rauschabstände des WDM-Signals S gemäß der neuen definierten Einstellungen RS1, RS2,... durchgeführt.According to 1 For example, a portion of the signal output by the polarizer POL is branched off and fed into a measuring device for determining only maximum powers of the signal for different settings of the polarization controller PS. A bandpass filter can be installed upstream of the measuring device. One or more settings RS1, RS2, ... are redefined according to the highest measured power of one or a group of signals. The signal-to-noise ratios of the WDM signal S are then determined in accordance with the new defined settings RS1, RS2, ...

Claims

Method for measuring the signal-to-noise ratios of a wavelength division multiplex (-WDM) signal (S), which has a plurality of individual signals with different wavelengths with unpolarized noise components (ASE), in which at least one component of the WDM signal (S) via a polarization controller (PS) and a polarizer (POL) is fed to an optical spectrum analyzer (OSR), different polarization states (P1, P2, ...) of the individual signals are generated by different settings (RS1, RS2, ...) of the polarization controller (PS) , with the different settings (RS1, RS2, ...) spectra ( OS1 . OS2 , ...) of the WDM signal and from this the signal-to-noise ratios of the individual signals are calculated, characterized in that the settings (RS1, RS2, ...) lie evenly on at least one segment of the surface of the Poincare sphere.

A method according to claim 1, characterized in that at a measured uncorrelation between polarization states (P1, P2, ...) of the individual signals the settings (RS1, RS2, ...) evenly the entire surface of the Poincare ball.

A method according to claim 1, characterized in that at a measured correlation between polarization states (P1, P2, ...) of the individual signals the settings (RS1, RS2, ...) to at least an area share the entire surface of the Poincare ball.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that, depending on the measured spectra ( OS1 . OS2 , ...) different levels of the individual signals of the WDM signal are determined so that their signal-to-noise ratios are determined from the minimum and maximum levels of the individual signals.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that on the optical spectrum analyzer (OSA) Resolution bandwidth is provided, which is selected to be smaller than a channel spacing.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that as an optical spectrum analyzer (OSA) at least a Fabry-Perot filter is used, which is optically integrated Technology with the polarization controller (PS) is realized.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a portion of the signal output by the polarizer (POL) is branched off and fed into a measuring device for determining only maximum powers of the signal that one or more settings (RS1, RS2, ... ) are redefined in accordance with the highest measured power of one or a group of signals, that the signal-to-noise ratios of the WDM signal (S) are determined in accordance with the new defined settings (RS1, RS2, ...) and that continues after one or more investigations new settings (RS1, RS2, ...) can be defined according to the signal-to-noise ratio of the WDM signal.

A method according to claim 7, characterized in that at least one lock-in procedure for tracking the settings (RS1, RS2, ...) is provided, in which the polarization controller a small surface segment the Poincare ball leaves continuously and where the signal then differentiated after passing through a WDM filter and a photodiode will and that a zero to determine the optimal Setting the polarization controller is achieved.

Process according to the claims 7 or 8, characterized in that the optical measuring device Spectrum analyzer (OSA) with a variable resolution range is provided.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that a measurement duration of one or all spectra for Determination of the signal-to-noise ratios a wavelength division multiplex (-WDM) signal (S) is chosen so that changes of systematic and spectral polarization properties of the WDM signal remain minimal.

A method according to claim 10, characterized in that the Measurement duration of the signal-to-noise ratio for a WDM signal (S) with 160 transferred Individual signals in the C and L band is less than 360 seconds.