RU2682659C1 - Device for studying linear dwdm trunk paths by the recirculation loop method - Google Patents
Device for studying linear dwdm trunk paths by the recirculation loop method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682659C1 RU2682659C1 RU2018119428A RU2018119428A RU2682659C1 RU 2682659 C1 RU2682659 C1 RU 2682659C1 RU 2018119428 A RU2018119428 A RU 2018119428A RU 2018119428 A RU2018119428 A RU 2018119428A RU 2682659 C1 RU2682659 C1 RU 2682659C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- optical
- linear
- dwdm
- input
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 85
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 8
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000011835 investigation Methods 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003550 marker Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 101710176296 Switch 2 Proteins 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000007322 compensatory function Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000013479 data entry Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009432 framing Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Description
Изобретение представляет собой устройство и относится к области измерительной техники для оптических систем передачи информации, может быть использовано при комплексных измерениях характеристик линейного тракта высокоскоростных DWDM магистралей с использованием способа рециркуляционной петли.The invention is a device and relates to the field of measurement technology for optical information transmission systems, can be used in complex measurements of the characteristics of the linear path of high-speed DWDM lines using the recirculation loop method.
Основным, и в настоящее время общепринятым методом исследования на стадии проектирования, вплоть до трансокеанской протяженности, является метод использования многократной рециркуляции оптического сигнала с параметрами, близкими к линейному сигналу проектируемой системы. В специальной литературе по данному вопросу известно множество работ, где описаны различные варианты петлевых схем и результаты изучения имитации протяженных магистралей с различными скоростями, форматами модуляции и структурами смой линии, что свидетельствует о высокой эффективности метода. В результате анализа всех доступных материалов были отобраны и рассмотрены в качестве известных аналогов предлагаемого устройства следующие источники:The main and currently accepted research method at the design stage, up to the transoceanic extent, is the method of using multiple recycling of the optical signal with parameters close to the linear signal of the designed system. A lot of works are known in the specialized literature on this issue, where various options for loop circuits and the results of studying the simulation of long lines with different speeds, modulation formats, and wash line structures are described, which indicates the high efficiency of the method. As a result of the analysis of all available materials, the following sources were selected and considered as known analogues of the proposed device:
1. N.S. Bergano, C.R. Davidson, "Circulating loop transmission experiments for the study of long-haul transmission systems using erbium-doted fiber amplifiers", Journal of Lightwave Technology, v. 13, p. 879, (1995),1. N.S. Bergano, C.R. Davidson, "Circulating loop transmission experiments for the study of long-haul transmission systems using erbium-doted fiber amplifiers", Journal of Lightwave Technology, v. 13, p. 879, (1995),
2. N.S. Bergano, C.R. Davidson, "Wavelength division multiplexing in long-haul transmission systems", Journal of Lightwave Technology., v. 14, p. 1299-1308, (1996),2. N.S. Bergano, C.R. Davidson, "Wavelength division multiplexing in long-haul transmission systems", Journal of Lightwave Technology., V. 14, p. 1299-1308, (1996),
3. V. Mikhailov, "Investigation of high-speed WDM optical fibre transmission systems and devices using recirculating loop techniques", a thesis submitted to University of London for the degree of Doctor of Philosophy of Electronic and Electrical Engineering, September (2003),3. V. Mikhailov, "Investigation of high-speed WDM optical fiber transmission systems and devices using recirculating loop techniques", a thesis submitted to University of London for the degree of Doctor of Philosophy of Electronic and Electrical Engineering, September (2003),
4. Q. Yu, L.-S. Yan et al. "Loop-Synchronous Polarization Scrambling Technique for Simulating Polarization Effects using Recirculating Fiber Loops", Journal of Lightwave Technology, v. 21, issue 7, p. 1593, (2003),4. Q. Yu, L.-S. Yan et al. "Loop-Synchronous Polarization Scrambling Technique for Simulating Polarization Effects using Recirculating Fiber Loops", Journal of Lightwave Technology, v. 21,
5. D.C. Kilper et al., "Dynamic Circulating Loop Methods for Transmission Experiments in Optically Transparent Networks", ICTON 2008, Tu. B 1.2, p. 99-102,5. D.C. Kilper et al., "Dynamic Circulating Loop Methods for Transmission Experiments in Optically Transparent Networks", ICTON 2008, Tu. B 1.2, p. 99-102,
6. D.C. Kilper, F. Smith et al. "Applied Constant Gain Amplification in Circulating Loop Experiments", Journal of Lightwave Technology, v. 21 No 1, p. 4686 (2009),6. D.C. Kilper, F. Smith et al. "Applied Constant Gain Amplification in Circulating Loop Experiments," Journal of Lightwave Technology, v. 21
7. A. Morea, F. Leplingard et al., "Advanced Test-beds to Validate Physical Estimators in Heterogeneous Long-Haul Transparent Optical Networks", Journal of Networks, v. 5 No 11, p/ 1335-1342, (2010),7. A. Morea, F. Leplingard et al., "Advanced Test-beds to Validate Physical Estimators in Heterogeneous Long-Haul Transparent Optical Networks", Journal of Networks, v. 5
8. E. Mutafungwa, "Circulating loop simulations for transmission performance comparison of various node architectures", Journal of Optics A: Pure and Applied Optics, 3 No 4 pp 255-261,8. E. Mutafungwa, "Circulating loop simulations for transmission performance comparison of various node architectures", Journal of Optics A: Pure and Applied Optics, 3
9. "Fiber-Optic Recirculating Loop", O/E Land Inc., www.o-eland.com, p. 1-3,9. "Fiber-Optic Recirculating Loop", O / E Land Inc., www.o-eland.com, p. 1-3,
10. Е.Г. Богданова, A.H. Сигаев « Петлевой метод исследования протяженной системы DWDM» Первая миля, №1 2017, стр. 54-59.10. E.G. Bogdanova, A.H. Sigaev “The Loopback Method for Studying the Long DWDM System” First Mile, No. 1 2017, pp. 54-59.
Что характерно в целом для этих аналогов, объединенных общностью применяемой методики:What is characteristic in general for these analogues, united by the commonality of the applied methodology:
1. Большая часть экспериментов с многоканальными DWDM линейными сигналами проводилась с канальными скоростями ~10,7 Гбит/с, с форматом NRZ и некогерентным приемом, с применением поляризационных скремблеров в пролетах тракта и использованием волно-селективных устройств WSS в качестве эквалайзеров линейного сигнала;1. Most of the experiments with multi-channel DWDM linear signals were carried out with channel speeds of ~ 10.7 Gbit / s, with the NRZ format and incoherent reception, using polarization scramblers in the path spans and using wave-selective WSS devices as equalizers for the linear signal;
2. В подавляющем большинстве экспериментов с продвинутыми типами линейных сигналов (100 и более Гбит/с, сложные форматы модуляции с фазовой манипуляцией) не используются стандартные, работающие в реальных линиях приемо-передающие модули, а стоят сложные и дорогостоящие специализированные терминалы;2. In the vast majority of experiments with advanced types of linear signals (100 Gb / s and more, complex modulation formats with phase shift keying), standard transceiver modules operating in real lines are not used, but complex and expensive specialized terminals are installed;
3. При формировании многоканальной (десятки DWDM каналов) имитации линейного сигнала почти не используется комбинация ASE+WSS, а ставят громоздкие, до 40 и больше, наборы DFB лазеров с 10,7 Гбит/с и NRZ;3. When forming a multi-channel (dozens of DWDM channels) simulation of a linear signal, the ASE + WSS combination is almost not used, but they are bulky, up to 40 or more, sets of DFB lasers with 10.7 Gbit / s and NRZ;
Известен патент US 6271944 (B1) - Laser wavelength control in an optical communication system, H04B 10/02, H04B 10/04, H04B 10/14, H04J 14/02, так же опубликовано, как ЕР 1105983 (A1), WO 0103337 (A1). В патенте рассмотрен способ и устройство для управления и стабилизации длин волн лазера в системе передачи мультиплексора с плотным спектром длин волн (DWDM), в котором формируют множество тестовых сигналов, а затем в оптическом приемнике частотный анализатор анализирует частотные тестовые сигналы на искажение и/или изменения амплитуды.Known US patent 6271944 (B1) - Laser wavelength control in an optical communication system,
Известен патент JP 2004343692 (А) - Method and apparatus for monitoring channel performance in dense wavelength division multiplexed (dwdm) optical networks, H04B 10/077; H04B 10/079; H04B 17/00; H04J 14/00; H04J 14/02. Данное устройство контроля получает оптический сигнал от оптической сети DWDM. Оптический фильтр выбора настраиваемого канала соединен для приема оптического сигнала от оптической сети и для выделения и передачи одного канала из сети. Перестраиваемый оптический режекторный фильтр принимает изолированный канал и сканирует его с узкой полосой пропускания. Весь канал будет передаваться через настраиваемый оптический режекторный фильтр, который должен обрабатываться системой анализа канала передачи. Сканируемый узкополосный сигнал от настраиваемого оптического режекторного фильтра может быть выведен для обработки с помощью анализатора оптического спектра. Настройка фильтров контролируется системой управления.Known patent JP 2004343692 (A) - Method and apparatus for monitoring channel performance in dense wavelength division multiplexed (dwdm) optical networks,
Недостатком данных патентов является то, что, в отличие от заявленного изобретения, в оптическом приемнике анализируется только частота сигнала, но не исследуется качество передаваемой цифровой информации на различные дальности магистральных линий.The disadvantage of these patents is that, in contrast to the claimed invention, only the signal frequency is analyzed in the optical receiver, but the quality of the transmitted digital information at various distances of the trunk lines is not investigated.
Наиболее близким по принципиальной схеме и функциональному назначению к предлагаемому здесь устройству и достаточно современным аналогом (100 Гбит/с, DP-QPSK) является экспериментальная установка, описанная в работе S. Ziaie, F.P. Guiomar et al., "100 Gbps DP-QPSK Transmission over 8000 km of Standard Single Mode Fiber using Recirculating Loop Technique", Aveiro, Portugal, p. 46 49 (2015). Ее мы приняли в качестве прототипа.The closest in principle and function to the device proposed here and a fairly modern analogue (100 Gbit / s, DP-QPSK) is the experimental setup described in S. Ziaie, FP Guiomar et al., "100 Gbps DP-QPSK Transmission over 8000 km of Standard Single Mode Fiber using Recirculating Loop Technique ", Aveiro, Portugal, p. 46 49 (2015). We took it as a prototype.
В качестве терминалов в прототипе используются: передатчик 100 Гбит/с, построенный по известной схеме формирования сигнала с поляризационным мультиплексированием сигнала с квадратурной фазовой манипуляцией, QPSK. Сигнал создается генератором ПСП (215-1) в непрерывном режиме. Приемный терминал - когерентный приемник, имеющий свой лазер-гетеродин, причем электрический сигнал с выхода балансных фотодетекторов преобразуется в цифровую форму и затем автономно обрабатывается с использованием MATLAB; оценка BER ведется посредством прямого счета ошибок по массиву 217 бит. Алгоритм работы прототипа включает последовательность этапов загрузки петли, реализации заданного числа циклов (оборотов сигнала) в составе петли, причем на каждом обороте часть рециркулирующего сигнала поступает через ответвитель 2:2 в приемник. Моменты срабатывания оптических переключателей Switch 1 (загрузка), Switch2 (петлевой режим, рециркуляции) и окна стробирования вывода сигнала на осциллограф Real Time для оценки качества приема задаются приближенно, с небольшим запасом по времени. К недостаткам прототипа следует отнести:As the terminals in the prototype are used: a transmitter of 100 Gbit / s, built according to the well-known signal generation scheme with polarized signal multiplexing with quadrature phase shift keying, QPSK. The signal is generated by the PSP generator (2 15 -1) in continuous mode. Receiving terminal - a coherent receiver having its own laser-local oscillator, and the electrical signal from the output of balanced photodetectors is converted to digital form and then autonomously processed using MATLAB; BER estimation is carried out by direct error counting over an array of 2 17 bits. The algorithm of the prototype includes a sequence of steps for loading the loop, the implementation of a given number of cycles (signal revolutions) in the loop, and at each revolution a part of the recycle signal is fed through the 2: 2 coupler to the receiver. The response times of the optical switches Switch 1 (boot), Switch2 (loop mode, recirculation) and the gating window of the signal output to the Real Time oscilloscope for evaluating the reception quality are set approximately, with a small margin in time. The disadvantages of the prototype include:
- отсутствие универсальности установки: стенд не может быть использован для исследования трактов, передающих многоканальный линейный DWDM сигнал, и не рассчитан на проведение испытаний с промышленно выпускаемыми стандартизованными модулями для систем передачи 100 Гбит/с с форматом DP-QPSK или с другими форматами модуляции;- lack of universality of the installation: the stand cannot be used to study paths that transmit a multi-channel linear DWDM signal, and is not designed to test with industrially produced standardized modules for transmission systems 100 Gbit / s with DP-QPSK format or with other modulation formats;
- нет синхронизации режима загрузки, режима рециркуляции и снятия измеряемого сигнала после окончания рециркуляционного пробега по петле, что приводит к необходимости применения нестандартных приемов оценки коэффициента ошибок BER; так, измерения BER проводились в «натуральном подсчете ошибок», при этом затрудняется оценка выигрыша за счет использования FEC-кодирования;- there is no synchronization of the loading mode, the recirculation mode and the removal of the measured signal after the end of the recirculation loop through the loop, which leads to the need to use non-standard techniques for estimating the error coefficient BER; Thus, BER measurements were carried out in a “natural error count”, making it difficult to estimate the gain through the use of FEC coding;
- процедура проведения рециркуляционного процесса в петлевом тракте регулируется операторами и не предусматривает использования автоматизации измерений.- the procedure for the recirculation process in the loop path is regulated by operators and does not include the use of measurement automation.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение,; является создание устройства для исследования линейных трактов DWDM магистралей рециркуляционным петлевым методом, отличающегося от прототипа устранением указанных его недостатков.The task to be solved by the claimed invention is directed; is the creation of a device for the study of linear paths of DWDM highways by the recirculation loop method, which differs from the prototype by eliminating its indicated drawbacks.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной в формуле совокупностью признаков, является:The technical result provided by the combination of features given in the formula is:
- возможность построения устройства, позволяющего исследовать характеристики протяженных высокоскоростных DWDM линий с периодическим усилением линейного сигнала в широком классе форматов модуляции, причем с соблюдением условий передачи многоканального линейного сигнала с использованием типовых приемно-передающих модулей;- the ability to build a device that allows you to study the characteristics of extended high-speed DWDM lines with periodic amplification of a linear signal in a wide class of modulation formats, moreover, subject to the conditions for transmitting a multi-channel linear signal using standard transmitting and receiving modules;
- возможность обеспечения синхронизации функциональных узлов устройства на основе использования общего маркерного импульса;- the ability to synchronize the functional nodes of the device based on the use of a common marker pulse;
- обеспечение возможности автоматизации режима измерений параметров исследуемой линии с использованием стандартных методов измерения коэффициента ошибок (с учетом фреймирования, FEC-кодирования и применения штатных BER-тестеров в режиме накопления массива принятых символов).- providing the ability to automate the measurement mode of the parameters of the investigated line using standard methods for measuring the error coefficient (taking into account framing, FEC coding and the use of regular BER testers in the accumulation mode of an array of received characters).
Указанный результат достигается тем, что выход генератора псевдослучайной тестовой последовательности, формирующий сигнал ПСП и входящий в состав программируемой микросхемы, соединен со входом передатчика, который формирует канальный сигнал на длине волны λр. Выход передатчика соединен с первым входом формирователя имитации линейного сигнала. Кроме того выход лазерного генератор, в котором сформирован импульсный сигнал на длине волны λм, являющийся сигналом синхронизации, соединен со вторым входом формирователе имитации линейного сигнала. В формирователе имитации линейного сигнала создан линейный сигнал, как сетка псевдоканалов с длинами волн, соответствующими сетке DWDM, причем два канала в этой сетке замещены импульсным сигналом на длине волны λм и канальным сигналом на длине волны λр. Сформированный линейный сигнал через оптический изолятор, усилитель, оптический выключатель, четырехпортовый оптический разветвитель подан на исследуемый базовый участок. При этом базовый участок представляет собой последовательно соединенные пролеты, каждый из которого состоит из оптического усилителя и оптического волокна, соответствующей длине пролета, при этом количество пролетов варьируется от 1 до N, где N - заданное число пролетов для формирования необходимой длинны оптической линии. Выход базового участка соединен со входом оптического ответвителя, к контрольному выходу которого может быть подключен оптический спектроанализатор для контроля качества линейного сигнала. Сигнальный выход оптического ответвителя подключен ко второму входу четырехпортового оптического разветвителя, второй выход которого соединен с входом DWDM-демультиплексора, где из линейного сигнала выделены канальный сигнал на длине волны λр и импульсный сигнал на длине волны λм. Первый выход DWDM-демультиплексора с выделенным сигналом λм соединен с входом фотодетектора ФД, в котором сигнал преобразован из оптической формы в электрическую. Выход фотодетектора соединен со входом диспетчера синхронизации, в котором посредством электрического сигнала λм сформированы различные сигналы управления, такие как сигнал включения, поступающий на вход лазерного генератора, сигнал запуска передатчика, поступающий на вход программируемой микросхемы, сигнал управления поступающий на вход формирователя команд управления. С формирователя команд управления управляющие сигналы поданы на управляющие входы оптических выключателей. Кроме того выделенный DWDM - демультиплексором канальный сигнал на длине волны λp со второго выхода через оптический выключатель подан на вход когерентного приемника для преобразования из оптической формы в электрическую, с выхода которого сигнал подан через программируемую микросхему на измеритель битовых ошибок. С целью точной регулировки уровня мощности сигнала на длине волны λм между формирователем имитации линейного сигнала и лазерным генератором может быть установлен переменный оптический аттенюатор. С целью точной регулировки уровня мощности сигнала на длине волны λp между формирователем имитации линейного сигнала и передатчиком может быть установлен переменный оптический аттенюатор.The specified result is achieved in that the output of the pseudo-random test sequence generator, which generates the SRP signal and is part of the programmable microcircuit, is connected to the input of the transmitter, which generates a channel signal at a wavelength λр. The output of the transmitter is connected to the first input of the shaper simulating a linear signal. In addition, the output of the laser generator, in which a pulse signal is generated at a wavelength of λm, which is a synchronization signal, is connected to the second input of the shaper simulating a linear signal. A linear signal is created in the linear signal simulator as a grid of pseudo-channels with wavelengths corresponding to the DWDM grid, and two channels in this grid are replaced by a pulse signal at a wavelength of λm and a channel signal at a wavelength of λр. The generated linear signal through the optical isolator, amplifier, optical switch, four-port optical splitter is fed to the base area under study. In this case, the base section is a series-connected spans, each of which consists of an optical amplifier and an optical fiber corresponding to the span, with the number of spans varying from 1 to N, where N is the specified number of spans to form the required length of the optical line. The output of the base section is connected to the input of the optical coupler, to the control output of which an optical spectrum analyzer can be connected to control the quality of the linear signal. The signal output of the optical coupler is connected to the second input of the four-port optical coupler, the second output of which is connected to the input of the DWDM demultiplexer, where the channel signal at the wavelength λр and the pulse signal at the wavelength λm are extracted from the linear signal. The first output of the DWDM demultiplexer with a dedicated signal λm is connected to the input of the PD photodetector, in which the signal is converted from an optical form to an electric one. The photodetector output is connected to the input of the synchronization manager, in which various control signals are generated by means of an electric signal λm, such as an enable signal supplied to the input of the laser generator, a transmitter start signal supplied to the input of the programmable chip, and a control signal supplied to the input of the control command generator. From the control command generator, control signals are applied to the control inputs of the optical switches. In addition, the channel signal at a wavelength λp allocated by a DWDM demultiplexer from the second output is fed through an optical switch to the input of a coherent receiver for conversion from an optical form to an electric one, from the output of which a signal is fed through a programmable chip to a bit error meter. In order to precisely adjust the signal power level at a wavelength of λm, a variable optical attenuator can be installed between the linear signal simulator and the laser generator. In order to precisely adjust the signal power level at a wavelength λp, a variable optical attenuator can be installed between the linear signal simulator and the transmitter.
Указанные признаки устройства являются существенными для решения поставленной задачи и получения требуемого технического результата. Заявляемое изобретение поясняется чертежом. На фигуре представлена структурная схема предлагаемого изобретения.These features of the device are essential for solving the task and obtaining the desired technical result. The invention is illustrated in the drawing. The figure shows a structural diagram of the invention.
Устройство для исследования линейных трактов DWDM магистралей рециркуляционным петлевым методом содержит генератор псевдослучайной тестовой последовательности 1, входящий в состав программируемой микросхемы 19, в котором формируется сигнал ПСП, поступающий на передатчик 2 для формирования канального сигнала на длине волны λp. Кроме того лазерный генератор 10 формирует импульсный сигнал на длине волны λм, являющийся сигналом синхронизации. Сигналы λp и λм поступают на вход формирователя имитации линейного сигнала 9, в котором создается линейный сигнал, как сетка псевдоканалов с длинами волн, соответствующими сетке DWDM, причем два канала в этой сетке замещены импульсным сигналом на длине волны λм и канальным сигналом на длине волны λp. Сформированный линейный сигнал через оптический изолятор 3, усилитель 4, оптический выключатель 11, четырехпортовый оптический разветвитель 5 поступает на исследуемый базовый участок 6. При этом базовый участок представляет собой последовательно соединенные пролеты, каждый из которого состоит из оптического усилителя и исследуемой длинны оптического волокна, при этом количество пролетов варьируется от 1 до N, где N - заданное число пролетов для формирования необходимой длинны оптической линии. С выхода базового участка линейный сигнал подается на оптический ответвитель 7, к контрольному выходу которого могут подключить оптический спектроанализатор для контроля качества линейного сигнала. С выхода оптического ответвителя 7 сигнал поступает на второй вход четырехпортового оптического разветвителя 5, со второго выхода которого сигнал поступает на DWDM - демультиплексор 12, где из линейного сигнала выделяется канальный сигнал на длине волны. λp и импульсный сигнал на длине волны λм. Сигнал λм подается на вход фотодетектора ФД 13 для преобразования из оптической формы в электрическую, далее преобразованный сигнал поступает на вход диспетчера синхронизации 14, в котором формируются различные сигналы управления, такие как сигнал включения, поступающий на вход лазерного генератора 10, сигнал запуска передатчика 2, поступающий на вход программируемой микросхемы 19, сигнал управления, поступающий на вход формирователя команд управления 15. Формирователь команд управления 15 подает сигналы управляющие на оптические выключатели 11. Кроме того выделенный DWDM - демультиплексором 12 канальный сигнал на длине волны λp через оптический выключатель 11 подается на вход когерентного приемника 8 для преобразования из оптической в электрическую форму, с выхода которого сигнал поступает через программируемую микросхему 19 на измеритель битовых ошибок 16. С целью точной регулировки уровня мощности сигнала на длине волны λм между формирователем имитации линейного сигнала 9 и лазерным генератором 10 устанавливается переменный оптический аттенюатор 17. С целью точной регулировки уровня мощности сигнала на длине волны λp между формирователем имитации линейного сигнала 9 и передатчиком 2 устанавливается переменный оптический аттенюатор 17.A device for studying linear paths of DWDM lines by a recirculation loop method contains a pseudo-random
Изобретение после включения питания работает по следующему алгоритму.The invention after power-up works according to the following algorithm.
В программируемую микросхему 19 загружается программа циклического алгоритма, после чего в ней начинает работать генератор ПСП 1. Сигнал ПСП подается на модулятор передатчика 2, в котором сигнал преобразуется в оптический сигнал с длиной волны λp, который подается на вход формирователя имитации линейного сигнала 9. Для регулирования выходной мощности передатчика 2 в соответствии с мощностью остальных каналов возможно применение переменного оптического аттенюатора 17. Одновременно лазерный генератор 10 формирует импульсный сигнал сигнал с длиной волны λм, который поступает на второй вход формирователя имитации линейного сигнала 9. Для регулирования выходной мощности сигнал с длиной волны λм в соответствии с мощностью остальных каналов возможно применение переменного оптического аттенюатора 17. В формирователе имитации линейного сигнала 9, представляющего собой генератор сплошного спектра спонтанного шума и спектрально-селективного модуля WSS, формируется имитация линейного сигнала, представляющая собой последовательность шумовых псевдоканалов в которых подавлены каналы с длинами волн λp и λм. Поступающие на входы сигналы с длинами волн λp и λм встраиваются на место подавленных каналов. Таким образом, на выходе формирователя имитации линейного сигнала 9 образуется имитация линейного сигнала в составе которого встроены сигнал λp, являющийся тестовым сигналом, и сигнал λм, являющий сигналом цикловой синхронизации. Сформированный сигнал поступает на вход изолятора 3, который служит для предотвращения отраженного эхо-сигнала от входа усилителя 4. Пройдя изолятор 3 и усилитель 4, линейный сигнал поступает на вход первого оптического выключателя 11, который включен на прохождение первого цикла загрузки базового участка 6 линейным сигналом. С первого оптического выключателя 11 сигнал поступает на первый вход четырехпортового оптического разветвителя 5. С первого выхода разветвителя 5 сигнал поступает на вход базового участка 6. Исследуемый базовый участок представляет собой последовательно соединенные пролеты, каждый из которых состоит из линейного оптического усилителя и оптического волокна, соответствующей длине пролета, при этом количество пролетов варьируется от 1 до N, где N - заданное число пролетов для формирования необходимой длины исследуемой оптической линии. С выхода базового участка 6 сигнал поступает через оптический ответвитель 7 на второй вход оптического разветвителя 5. Одновременно со второго выхода разветвителя 5 выделенный сигнал поступает на DWDM -демультиплексор 12, в котором выделяется сигнал λм, поступающий через фото детектор 13 на вход диспетчера синхронизации 14, и сигнал λp, поступающий на вход второго оптического выключателя 11, с выхода которого оптический сигнал подается на вход когерентного приемника 8. В приемнике 8 оптический сигнал преобразуется в электронный, который записывается в память микросхемы 19 как эталонный. Диспетчер синхронизации 14 формирует различные сигналы управления, такие как сигнал включения, поступающий на вход лазерного генератора 10, сигнал запуска передатчика 2, поступающий на вход программируемой микросхемы 19, сигнал управления, поступающий на вход формирователя команд управления 15. С формирователя команд управления 15 подается сигнал управления для переключения первого оптических выключателей 11 так, чтобы отсоединить выход усилителя 4 от 1 входа разветвителя 5. Таким образом схема обработала 1 цикл формирования и прохождения линейного сигнала и готова для анализа базового участка 6.The program of the
В дальнейшем схема будет работать в режиме прохождения линейного сигнала по петле: разветвитель 5; базовый участок 6; ответвитель 7; разветвитель 5 и так далее. Для контроля качества передачи линейного сигнала базового участка к контрольному выходу оптического ответвителя 7 может быть подключен оптический спектроанализатора 18.In the future, the circuit will work in the mode of passage of the linear signal through the loop:
Сигнал синхронизации λм служит для отсчитывания числа циклов, заданных программой исследования базового участка 6.The synchronization signal λm is used to count the number of cycles specified by the study program of the
Тестовый сигнал λp для измерителя битовых ошибок 16 на первом цикле является эталонным сигналом, на последующих циклах тестируемым сигналом, то есть сравниваемым с эталонным.The test signal λp for the
При каждом прохождении сигнала по петле в буферную память микросхемы 19 записывается сигнал, принятый на данном цикле. Таким образом, создается массив М сигналов, принятых последовательно от 1 до М лазерного генератора 10-го оборотов линейного сигнала по петле. После этого программа в микросхеме 19 дает команду измерителю 16 на вычисление коэффициента битовых ошибок для каждого оборота отдельно.Each time the signal passes through the loop, the signal received on this cycle is recorded in the buffer memory of the
После прохождения заданного числа исследуемый циклов по базовому участку 6, сигналом с формирователя 15 отключается второй переключатель 11. При этом на вход приемника 8 тестовый сигнал больше не поступает.After passing a given number of cycles under study in the
Приведем пример реализации устройства.Here is an example implementation of the device.
Программируемая микросхема 19 представляет собой программируемую специализированную микросхему с трехмерной интеграцией, например такие выпускаются рядом фирм (Xilinx, Altera и др.). В состав функциональных возможностей (с программируемыми характеристиками) входят: FEC-кодирование/декодирование, формирование кадров (Framer), GearBox Logic - процессор логической обработки и кодирования информации, РМА - интерфейсы привязки к физическому уровню стандарта (например, 10 линий по 11 Гбит/с).
Передатчик 2 и приемник 8 представляют собой серийный CFP-MSA модули приемо-передающего транспондера 100 Гбит/с, генерирующий и принимающий стандартный 100G сигнал (OIF 100G Ultra Long Haul DWDM Framework Document) с форматом модуляции DP-QPSK, и обеспечивающий возможность оценки BER в линейном сигнале.
Формирователь имитации линейного сигнала 9 представляет собой комбинацию:Shaper simulating a
- источника равномерного широкополосного шумового сигнала (спонтанное излучение эрбиевого волокна) WXZTE, в полосе ~1530…1560 нм;- source of uniform broadband noise signal (spontaneous emission of erbium fiber) WXZTE, in the band ~ 1530 ... 1560 nm;
- модуля WSS-100-4 (Wavelength Selective Switch), спектрально-селективного коммутатора длин волн, в сочетании с управляющей программой РС:011 фирмы Santec, загруженной в ноутбук Dell.- the WSS-100-4 module (Wavelength Selective Switch), a spectrally selective wavelength switch, in combination with Santec's PC: 011 control program, loaded into a Dell laptop.
Для реализации оптического ответвителя 7 можно применять модули DWDM фирмы NAG, которые имеют вносимые потери в транзитном режиме <1.22 дБ, в режиме Drop (Add) <1.1 дБ и направленность >50 дБ;To implement the
Для реализации оптических выключателей 11 предлагается использовать компактные твердотельные волоконно-оптические переключатели NSSW 1×2, фирмы Agiltron (быстродействие ~300 нс, потери ~0.6 дБ).To implement
EDFA-1, Span-1, … EDFA-N, Span-N - последовательность оптоволоконных пролетов и усилителей-ретрансляторов, составляющая базовый участок Lб. На данной схеме предполагается, что исследоваться будет система с когерентным приемом, с мощным DSP, способным обеспечить все необходимые компенсаторные функции. При исследованиях систем с некогерентным приемом в базовом тракте необходимо предусмотреть компенсаторы (CD, PMD, PC).EDFA-1, Span-1, ... EDFA-N, Span-N - a sequence of fiber optic spans and repeater amplifiers, making up the base area L b . In this scheme, it is assumed that a system with coherent reception, with a powerful DSP capable of providing all the necessary compensatory functions, will be investigated. When researching systems with incoherent reception in the base path, it is necessary to provide compensators (CD, PMD, PC).
Конструктивно БАЛИ может предусматривать размещение плат высокоскоростной микроэлектроники, оптимальное для непосредственной связи с элементами, управляемыми через Host MDIO, а кроме того обеспечивать все требования к стыковке через РМА 4×25/28G с модулем CFA-MSA, включая устройства охлаждения модуля. Естественно, конструкция должна предусматривать органы ручного управления (ввод данных, смена режимов), средства программирования БАЛИ и индикации результатов на передней панели.Structurally, BALI can provide for the placement of high-speed microelectronic cards, optimal for direct communication with elements controlled through Host MDIO, and in addition to provide all the requirements for docking via a 4 × 25 / 28G PMA with a CFA-MSA module, including module cooling devices. Naturally, the design should include manual controls (data entry, change of modes), BALI programming tools and indication of results on the front panel.
Таким образом, настоящее изобретение полностью реализует поставленную задачу, технологически выполнимо и промышленно применимо.Thus, the present invention fully realizes the task, technologically feasible and industrially applicable.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018119428A RU2682659C1 (en) | 2018-05-25 | 2018-05-25 | Device for studying linear dwdm trunk paths by the recirculation loop method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018119428A RU2682659C1 (en) | 2018-05-25 | 2018-05-25 | Device for studying linear dwdm trunk paths by the recirculation loop method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2682659C1 true RU2682659C1 (en) | 2019-03-20 |
Family
ID=65806078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018119428A RU2682659C1 (en) | 2018-05-25 | 2018-05-25 | Device for studying linear dwdm trunk paths by the recirculation loop method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2682659C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003016814A1 (en) * | 2001-08-14 | 2003-02-27 | Precision Photonics Corporation | Multiple-interferometer device for wavelength measuring and locking |
US7206516B2 (en) * | 2002-04-30 | 2007-04-17 | Pivotal Decisions Llc | Apparatus and method for measuring the dispersion of a fiber span |
RU2362270C2 (en) * | 2007-09-17 | 2009-07-20 | Открытое акционерное общество "Информационные телекоммуникационные технологии" (ОАО "Интелтех") | Fibre-optic transmission system for emergency situations |
RU2408853C1 (en) * | 2009-06-04 | 2011-01-10 | Закрытое акционерное общество "Центр волоконно-оптических систем передачи информации" (ЗАО "Центр ВОСПИ") | Apparatus for measuring spectral characteristics of optical radiation |
RU2620261C1 (en) * | 2016-05-06 | 2017-05-24 | Открытое акционерное общество "СУПЕРТЕЛ" | Transmitting device for fiber-optical soliton system of transferring synchronous digital channels |
RU2657115C1 (en) * | 2017-08-04 | 2018-06-08 | Открытое акционерное общество "СУПЕРТЕЛ" | Laser emitters spectral line width measuring device |
-
2018
- 2018-05-25 RU RU2018119428A patent/RU2682659C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003016814A1 (en) * | 2001-08-14 | 2003-02-27 | Precision Photonics Corporation | Multiple-interferometer device for wavelength measuring and locking |
US7206516B2 (en) * | 2002-04-30 | 2007-04-17 | Pivotal Decisions Llc | Apparatus and method for measuring the dispersion of a fiber span |
RU2362270C2 (en) * | 2007-09-17 | 2009-07-20 | Открытое акционерное общество "Информационные телекоммуникационные технологии" (ОАО "Интелтех") | Fibre-optic transmission system for emergency situations |
RU2408853C1 (en) * | 2009-06-04 | 2011-01-10 | Закрытое акционерное общество "Центр волоконно-оптических систем передачи информации" (ЗАО "Центр ВОСПИ") | Apparatus for measuring spectral characteristics of optical radiation |
RU2620261C1 (en) * | 2016-05-06 | 2017-05-24 | Открытое акционерное общество "СУПЕРТЕЛ" | Transmitting device for fiber-optical soliton system of transferring synchronous digital channels |
RU2657115C1 (en) * | 2017-08-04 | 2018-06-08 | Открытое акционерное общество "СУПЕРТЕЛ" | Laser emitters spectral line width measuring device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10651820B2 (en) | Signal processing apparatus and method for transmitting and receiving coherent parallel optical signals | |
US9503186B2 (en) | Space division multiplexing apparatus including multi-core fiber and selfhomodyne detection method | |
US10951344B2 (en) | Optical transmitter, optical receiver, and optical transmission system | |
JP4553556B2 (en) | WDM optical signal quality monitoring method and apparatus, and optical transmission system using the same | |
Poboril et al. | A concept of a hybrid WDM/TDM topology using the Fabry-Perot laser in the optiwave simulation environment | |
Aloisio et al. | Performance analysis of a DWDM optical transmission system | |
CN102474358B (en) | Improvements in reflective optical networks | |
JP2004023300A (en) | Gain shape measuring method and system therefor, and gain shape adjusting method and system therefor | |
WO2001071959A2 (en) | Method and system of transmitting optical signals generated by multi-line sources via wdm optical network | |
US6414775B1 (en) | Method and apparatus for measuring gain shape in an optical repeater using FM modulation | |
Salgals et al. | Comparison of dispersion compensation techniques for real-time up to 160 Gbit/s DWDM C-band transmission | |
CN105763245A (en) | Optical transceiving module | |
CN104993866B (en) | A kind of monitoring method and device of optical signal to noise ratio | |
RU2682659C1 (en) | Device for studying linear dwdm trunk paths by the recirculation loop method | |
Luo et al. | Demonstration of bidirectional real-time 100 Gb/s (4× 25 Gb/s) coherent UDWDM-PON with power budget of 44 dB | |
CN113169800A (en) | Method and device for receiving data | |
US11309973B2 (en) | Optical burst monitoring | |
Salgals et al. | Evaluation of 4-PAM, NRZ and duobinary modulation formats performance for use in 20 Gbit/s DWDM-PON optical access systems | |
Salgals et al. | Research of M-PAM and duobinary modulation formats for use in high-speed WDM-PON systems | |
de Valicourt et al. | Next generation of optical access network based on reflective-SOA | |
Roy et al. | Symmetric Wavelength Reused Bidirectional RSOA Based WDM-PON with NRZ Data in Downstream and Upstream | |
Rodríguez et al. | Real-time measurements of an optical reconfigurable radio access unit for 5G wireless access networks | |
CN113632391A (en) | Method for transmitting data and for optical transceiver | |
Spolitis et al. | Extended reach 32-channel dense spectrum-sliced optical access system | |
Hambali et al. | Bidirectional network in hybrid Coarse wavelength division multiplexing/time division multiplexing (CWDM/TDM) on NG-PON2 for 40 Gbps |