专利名称：一种色散在线监测装置及测量方法
技术领域：
本发明涉及用于实时测量光传输系统、DWDM系统链路以及接入网系统色散(CD)的装置和方法，所述色散测量装置尤其是用于高速全光网系统中。
背景技术：
目前针对光传输系统在线色散测量的研究，该领域学者做了大量工作；所提出的一系列在线色散测量方案根据其操作模式，大体可分为双端测量和单端测量两种模式。在线色散测量双端模式即是需要在传输系统的数据发射端对传输设备作相关配置或加入某种形式的待测信号，并在接收端通过提取相应信号的某一特征量推导出传输链路色散量。现已提出的双端模式在线色散测量方法有基于频域的RF频谱分析法的在线色 散测量，此类方法不足之处在于需要对数据发射端作相关配置，该操作会给链路的通信质量带来损伤，导致信号传输质量恶化，使接收端误码率增大。基于时域的脉冲群速时延差探测法的在线色散测量，该方案需要采用高速的光电探测器，高灵敏的RF功率探测器以及其他高速辅助测量设备，并且要求发射端与接收端具备严格的时钟同步，系统成本高，精度存在较大波动，不适合长途光纤链路色散的实时监测。在线色散测量单端模式即是不需要在发射端做相关配置，仅仅在光传输链路的某一点实现链路色散监测功能。现已提出的单端模式在线色散测量方案有基于时域异步采样法的在线色散监控，此类方法需要采用采用高速的光电器件，如光速光电探测器，高速模数转换器，高速信号分析仪等器件或设备，系统成本极高，且色散测量范围有限，精度不高，适合在一定范围内监测链路色散变化情况，不适合链路色散实际测量，链路数据速率越高，此类方案的实现难度越大，并且此类方法与数据调制格式相关，一种方案只能针对某一种特定调制格式。基于相位敏感探测的RF频谱分析法的在线色散监测，此类方法存在与上述方案类似的不足，需要采用高速的光电器件和昂贵的频谱分析仪器，测量范围偏小，测量系统体积偏大，不能实现光传输系统的色散实时测量，链路色散极性不能识别，并且测量系统抗噪音性能较差，系统成本偏高，测量结果受器件性能影响较大，多次测量结果的一致性较差。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种色散在线监测装置，克服上述现有技术所存在的不足。为解决上述技术问题，本发明首先提供了一种色散在线监测装置，其特征在于，包括光域频谱处理单元，光电转换单元，混频单元和滤波单元，所述光域频谱处理单元，用于接收光系统某一信道的信号光入射，对输入的光信号进行滤波、调制处理，保留上边带信号或者下边带信号，将指定上下边带频谱的光信号施加到所述光电转换单元；所述光电转换单元，用于将所述光域频谱处理单元输出的光信号进行探测、转换为电信号；并将该电信号输出到所述混频单元；所述混频单元，包括一个I X 4的电信号分支器，两个RF本振源，两个移相器，以及四个混频器；所述电信号分支器分别将所述电信号分为四路分支，分别施加到所述四个混频器的RF输入端；第一本振源产生一定频率的RF信号，并将其中一路施加到第一混频器，另一路经第一移相器产生90°相移后施加给第二混频器；第二本振源产生一定频率的RF信号，将其中一路施加到第三混频器，另一路经移相器产生90°相移后施加给第四混频器；所述四个混频器的输出信号分别施加给所述滤波单元；所述滤波单元，包括四个滤波器，所述四个滤波器分别用于接收来自所述四个混频器的输出信号，并滤波后输出的四路信号分别为U1Q, U11, U2Q, U21 ；所述信号处理单元，用于接收所述滤波单元输出的所述四路信号U1Q，U11, U2Q, U21,并对所述四路信号进行模数转换、算法处理，计算出所述链路色散值。优选的，所述信号处理单元对所述四路信号进行模数转换、算法处理，计算出所述链路色散值，包括从所述U1Q，U11的某幅频点的幅度比值和从所述U2Q，U21的某幅频点的幅度 比值计算出所述链路上下边带信号的相位差，
权利要求
1.一种色散在线监测装置，其特征在于，包括光域频谱处理单元，光电转换单元，混频单元和滤波单元， 所述光域频谱处理单元，用于接收光系统某一信道的信号光入射，对输入的光信号进行滤波、调制处理，保留上边带信号或者下边带信号，将指定上下边带频谱的光信号施加到所述光电转换单元； 所述光电转换单元，用于将所述光域频谱处理单元输出的光信号进行探测、转换为电信号；并将该电信号输出到所述混频单元； 所述混频单元，包括一个1X4的电信号分支器，两个RF本振源，两个移相器，以及四个混频器；所述电信号分支器分别将所述电信号分为四路分支，分别施加到所述四个混频器的RF输入端；第一本振源产生一定频率的RF信号，并将其中一路施加到第一混频器，另一路经第一移相器产生90°相移后施加给第二混频器；第二本振源产生一定频率的RF信号，将其中一路施加到第三混频器，另一路经移相器产生90°相移后施加给第四混频器；所述四个混频器的输出信号分别施加给所述滤波单元； 所述滤波单元，包括四个滤波器，所述四个滤波器分别用于接收来自所述四个混频器的输出信号，并滤波后输出的四路信号分别为U1Q, U11, U2Q, U21 ； 所述信号处理单元，用于接收所述滤波单元输出的所述四路信号U1Q，U11, U2Q, U21，并对所述四路信号进行模数转换、算法处理，计算出所述链路色散值。
2.根据权利要求I所述的色散在线监测装置，其特征在于，所述信号处理单元对所述四路信号进行模数转换、算法处理，计算出所述链路色散值，包括从所述U1Q, U11的某幅频点的幅度比值和从所述U2Q，U21的某幅频点的幅度比值计算出所述链路上下边带信号的相位差，
3.根据权利要求I或2所述的色散在线监测装置，其特征在于，所述信号处理单元测量出的链路实时色散值输出到可调色散补偿器(TDC)。
4.一种根据权利要求I所述的色散在线监测装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤 所述光域频谱处理单元接收光系统某一信道的信号光入射，对输入的光信号进行滤波、调制处理，保留上边带信号或者下边带信号，将指定上下边带频谱的光信号施加到所述光电转换单元； 所述光电转换单元将所述光域频谱处理单元输出的光信号进行探测、转换为电信号，并将该电信号输出到所述混频单元； 所述电信号分支器分别将所述电信号分为四路分支，分别施加到所述四个混频器的RF输入端；第一本振源产生一定频率的RF信号，并将其中一路施加到第一混频器，另一路经第一移相器产生90°相移后施加给第二混频器；第二本振源产生一定频率的RF信号，将其中一路施加到第三混频器，另一路经移相器产生90°相移后施加给第四混频器；所述四个混频器的输出信号分别施加给所述滤波单元； 所述四个滤波器分别用于接收来自所述四个混频器的输出信号，并滤波后输出的四路信号分别为 U1Q，U11, U2Q, U2I； 所述信号处理单元接收所述滤波单元输出的所述四路信号U1Q, U11, U2Q, U21,并对所述四路信号进行模数转换、算法处理，从所述U1Q，U11的某幅频点的幅度比值和从所述U2Q，U21的某幅频点的幅度比值计算出所述链路上下边带信号的相位差，
全文摘要
一种用于光传输系统和DWDM光传输系统在线色散(CD)实时测量的装置及其使用方法，包括光域频谱处理单元，用于选择单边带光谱的滤波装置；光电转换单元，用于实现光信号转换为电信号；混频单元，包括1个一分四路的电信号分支器、RF本振源、移相器，以及4个混频器；混频单元用于将两路电信号中的特定频谱成分混频成某一中频信号；信号处理单元，用于接收处理混频单元输出的多路信号，完成模数转换，数据处理功能；并根据色散计算表达式确定链路色散值。所述发明装置可以实现光传输系统或DWDM光传输系统中任意节点处的链路色散在线实时测量，该具备装置操作简便，性能优越等特点。
文档编号H04B10/08GK102832995SQ20121031498
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者刘德明, 李斌, 罗风光, 陈富军, 石路 申请人:华中科技大学