多信道光信号监测设备及方法
【专利摘要】光探测器测量入射到其上的光的光功率。利用绕两个正交的轴可旋转的光束转向设备，根据可编程的参数，不同信道的波长分量被扫描到光探测器上。所述可编程的参数规定波长分量要被引导到的光探测器、波长分量被光探测器监测的次序、以及每个波长分量被光探测器监测的持续时间。
【专利说明】多信道光信号监测设备及方法
[0001]对相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2011年9月6日提交的美国专利申请序列号13/226，275的权益，该申请是于2010年11月5日提交的美国专利申请序列号12/927,066的部分继续，而美国专利申请序列号12/927，066是2010年7月26日提交的美国申请序列号12/804，627的部分继续。这些申请中每一个的全部内容都在此引入作为参考。
【背景技术】
[0003]执行光学滤波并且可以被调谐成从一个较宽的波长光谱中选择一个或多个窄带波长的光学设备被称为可调谐光学滤波器。它们用在各种光学系统中，例如，波分复用(WDM)系统。在通常工作在几十纳米波长带上的WDM系统中，可调谐光学滤波器被用于光学性能监测(0ΡΜ)，以确保信号功率、信号波长和/或信噪比(OSNR)在规定的限制内。可调谐光学滤波器的其它应用包括光学噪声滤波、噪声抑制、波分解复用、以及光学路由。
[0004]复杂的最新技术水平的密集波分复用(DWDM)系统具有跨宽光谱操作的许多信道。监测这些信道是一个挑战，因为需要进行许多测量。减少执行这些测量的时间和复杂性的监测装备能够显著提高整体系统性能并降低系统成本。
【发明内容】
[0005]本发明的一个或多个实施例提供了光信号监测技术，该技术采用可编程的参数来监测光信号的光信道 ，使得光信道的光学性能测量可以逐信道地定制。特别地，用于监测每个信道的持续时间能够基于各种因素(诸如信号强度和信噪比)向上或向下调整。
[0006]根据本发明的一个实施例，监测光信号的光信道的方法包括以下步骤:检索用于监测光信道的参数，所述参数包括第一时间段和第二时间段；通过光端口发送光信号；使光信号色散；将经色散的光信号的第一部分引导到光探测器达等于第一时间段的第一持续时间并且测量其光功率，以及将经色散的光信号的第二部分引导到该光探测器达等于第二时间段的第二持续时间并且测量其光功率。
[0007]根据本发明的一个实施例，光信号监测设备包括:通过其发送具有多个光信道的光信号的光端口 ；位于光信号的光路径中的光色散元件；光探测器；以及用于将经色散的光信号的第一部分引导到光探测器达等于第一可编程值的第一持续时间并且用于将经色散的光信号的第二部分引导到光探测器达等于第二可编程值的第二持续时间的光束转向元件。第一可编程值对应于用于监测第一光信道的时间段，而第二可编程值对应于用于监测第二光信道的时间段。
[0008]本发明进一步的实施例包括非暂时性计算机可读存储介质，该介质包括要由处理单元执行以使光信号监测设备执行以下步骤的指令:检索用于监测光信道的参数，所述参数包括第一时间段和第二时间段；控制光束转向元件到达第一位置并且将光束转向元件维持在第一位置达等于第一时间段的第一持续时间，并且，在光束转向元件被维持在第一位置的时候，测量入射到光探测器上的光的光功率；以及控制光束转向元件到达第二位置并且将光束转向元件维持在第二位置达等于第二时间段的第二持续时间，并且，在光束转向元件被维持在第二位置的同时，测量入射到光探测器上的光的光功率。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]因此可详细理解本发明上述特征的方式、以上概述的本发明的更特定描述都可以参考实施例获得，在附图中说明了一些实施例。但是，应当指出，附图仅仅说明了本发明的典型实施例并且因此不应当认为是限制其范围，因为本发明可以允许其它同等有效的实施例。
[0010]图1是示出可调谐多端口光学滤波器的第一实施例的透视图；
[0011]图2是图1的可调谐多端口光学滤波器的操作的示意性说明，示出了设备的X方向和I方向的光线图；
[0012]图3A和3B示出了图1实施例的性能数据；
[0013]图4是示出可调谐多端口光学滤波器的第二实施例的透视图；
[0014]图5是类似于图2的示意性说明，示出了第二实施例的设备中X方向和y方向的光线图；
[0015]图6是类似于图5的示意性说明，示出了一种备选布置；
[0016]图7说明了操 作所描述的设备的备选方法；
[0017]图8、9、10A和IOB是示出结合本发明各种实施例可用的不同输出阵列格式的视图；
[0018]图11是根据本发明一个实施例的光信道监测(OCM)设备的框图；
[0019]图12A和12B提供了用于利用图11的OCM设备监测光信道的不同可编程参数的图形表示；及
[0020]图13是根据本发明一个实施例的监测光信号的方法的流程图。
[0021]为了清晰，在适用的时候使用相同标号来指示附图之间共同的相同元件。可以想到，一个实施例的特征可以结合在其它实施例而无需进一步阐述。
【具体实施方式】
[0022]图1示出了可调谐多端口光学滤波器的第一实施例，该光学滤波器具有在11示出的输入及光纤阵列，并且具有准直透镜14、色散元件15以及调谐反射镜16。调谐反射镜绕轴17旋转。应当理解，这个图(以及后续的图)不是按比例绘制的。光学元件根据其功能和性质来放置并间隔开，如本领域中已知的。本文的描述使用X轴和I轴记号表示围绕z轴的方向，其中z轴是光传播通过设备的方向。本文对X平面或y平面的引用应当理解为指x-z或y-z平面。附图中对X轴截面或y轴截面的引用是分别指x_z平面或y-ζ平面的视图。
[0023]所示出的实施例在OPM应用的上下文中描述。但是，应当理解，本文所述的基本设备作为用于路由所选择的WDM信道的波长选择设备也是有用的。
[0024]对于图1的实施例，由光线光学器件表示的具体光学器件在图2中说明。输入光纤阵列11由8根光纤组成，这些光纤紧紧地平行对齐，即，光纤具有最小化的间距并且被对齐为使得各光纤的中心在公共的轴(如所示的X轴)上。要被监测的信号光束，通常是来自网络的一个信道的信号的分接(tapped)部分，被耦合到输入光纤12。它经过准直透镜14，以便将高斯输入光束准直成具有合适直径的准直光。准直的光束入射到色散元件15上。在X轴截面中(图2的上部)，光束不色散。在I轴截面中(图2的下部)，来自色散元件15的光束被色散成信号光束的各波长分量。各波长分量17a以取决于光束波长的不同方向从色散元件成角度地色散。如所示出的，调谐反射镜16被定位成与经色散的光束相交，并且绕X轴和y轴可旋转。
[0025]光纤在图中仅仅是示意性地示出的。通常它们将是包层直径为125微米且芯区直径为10微米或更小的标准单模光纤。在所示出的阵列的部分中，即，由波长选择元件应对的部分中，光纤被剥去通常为聚合物的涂层。这允许阵列中的更大精度，从而在许多情况下产生光纤芯区之间的可预测的间距。要认识到，阵列格式的各种各样的选项都可能是期望的(如以下将更具体地讨论的)，因而具有与传统125微米不同尺寸的光纤可能是有用的。例如，50、62.5,250的包层直径可以有利地用于改变阵列的整体孔径(尺寸)。预期小孔径阵列可能是最有成本效益的。
[0026]反射镜16绕X轴可旋转到许多位置当中的一个。在图2所示的例子中，只有一个光束分量(波长信道)(在这个例子中是由箭头17b表不的分量)与反射镜16正交。该光束分量沿着由虚线表示的路径被反射回来。其它光束分量，像图2的y轴截面中所示出的那两个，将“走离”反射镜16。所选择的光束分量17b以与之前相同的角度被元件15色散并且传播到输出光纤13。光束分量17b的强度由如图所示耦合到输出光纤13的光电二极管21测量。由于阵列中的光纤在y方向堆叠的事实，输入光纤12在这个视图中被示出为刚好朝向观看者。
[0027]当反射镜16绕X轴旋转时，另一个光束分量(波长信道)将与反射镜16正交并且将选择性地被反射回来通过输出光纤13并且其性质被测量。以这种方式，输入光束到光纤12的波长光谱可以被扫描并且其所有光束分量的性质都可以被测量。
[0028]因而，该设备实现了波长选择并且提供了光学滤波器。滤波器的波长通过反射镜16的旋转的朝向来调谐。
[0029]应当指出，如果色散元件的轴旋转90度并且反射镜以光束色散的相同轴倾斜，可以获得类似的结果。在这种配置中，来自光栅的光束沿着与光纤阵列相同的轴被色散成信号束的各波长分量，并且存在来自一个光纤端口的光谱将与相邻或不相邻光纤端口的光谱交叠的一定可能性。从色散元件衍射的波长分量可以通过增加光纤端口的间隔来区分，但是这将需要大的光学孔径。为了获得令人满意的性能，光纤端口间隔将增加至当色散元件的轴与光纤阵列正交时所需的间隔的三倍或者更多倍。
[0030]应当理解，旋转反射镜16的功能是选择入射光束的波长分量并且使其返回到固定位置，在图2布置的情况下，是返回到输出光纤13/探测器21。等效的结果可以利用折射光束转向元件并且使该折射元件倾斜或平移以选择给定的波长并且将其转向至固定的输出/探测器来实现。这么做的一种简单实现方式是透镜或者扁平或楔形透明板。在这种情况下，输出/探测器位于该板的与输入光纤相反的一侧上。在本描述中，对反射镜或者对光束转向元件的引用应当认为是指且包括诸如刚提到的那些的等效结构。
[0031 ] 应当认识到，在图2x轴截面中的光路不因y-z平面中反射镜16的倾斜而改变。这是由于透镜14将所有输入光束都聚焦到反射镜旋转轴上这一事实。沿着倾斜轴的反射表面在反射镜倾斜的时候保持基本上固定。
[0032]反射镜的朝向可以被一个致动器或几个致动器改变。反射镜可以包括微机电系统(MEMS)，或者包括被马达或任何其它类型的致动器驱动的分立反射镜。反射镜的倾斜可以在一个轴或者多于一个轴中被改变。
[0033]另一个WDM信道可以作为输入光束输入到光纤18。来自这个信道的光束分量的输出被引导通过输出光纤19并且被相关联的光电探测器测量，如图2的上部所示出的。
[0034]本领域技术人员应当认识到，虽然输入光纤(例如12和18)的阵列，以及输出光纤13和19的阵列，被示出为紧密堆积并且精确对齐，但是设备输入光纤和设备输出光纤可以具有任意长度并且可以按任何合适的方式路由到系统中其它部件/耦合器。例如，光电探测器21被示出为是直接从紧密堆积的输出光纤阵列接收光束的元件阵列。但是，光纤13可以将光信号路由到与光纤的输出阵列未对准的光电二极管。
[0035]探测设备可以采取各种形式中的任意一种，并且测量各种各样的光束性质。为了说明，所示出的布置是简单而有用的。如果输入光束被适当地时分复用，则可以使用单个探测设备。作为替代，单个光谱分析仪可以用作探测设备。
[0036]在本描述中，光学元件示为分别的元件。这些代表功能元件。在有些情况下，提供这些功能的物理元件可以组合为单个模块。例如，光栅可以具有反射表面或者附连或集成的透镜。
[0037]图3A和3B提供了利用图1和2的光纤阵列和光学配置建立的设备的测试结果。滤波器用光谱分析仪(OSA)来表征。来自宽带光源的光稱合到输入光纤。输出光纤连接到0SA，并且取得光谱。该光谱表明，滤波器产生窄带中的高透射。通带的位置(滤波器波长)可以如所描述的那样通过致动MEMS反射镜控制来以电子方式改变。
[0038]在图1和2的实施例中，设备示为具有1X8的光纤阵列，并且可以实现4个端口(4个可调谐的滤波器)，其中所有端口都同时调谐。在这个阵列中，所有光纤都在单个平面内对齐。光纤的数量可以变化，但是通常将是偶数，以便得到光纤对，每一对都具有输入光纤和输出光纤。
[0039]光纤阵列可以具有其它格式。在图4中，光纤阵列31以2X4的格式布置，以便实现4端口可调谐滤波器。图4还示出了一种不同的光学配置。在图4的系统中，使用两个透镜。第一个透镜34是用于在X方向和y方向都准直光束的球面或非球面透镜。第二个透镜36是柱面透镜。它在y方向聚焦来自输入光纤32的输入光束但是不在X方向聚焦光束。在这种光学配置中，返回光束返回到具有相同y方向坐标的相关联的输出光纤33。为了简化，在该示图中略去了光电探测器。
[0040]在所描述的系统中，不需要端口被同时调谐。
[0041]如果反射镜朝向可以通过绕2个不同的轴(即，X轴和y轴)旋转其来控制，则端口可以被串行读取，即，将有一根输入光纤和多根输出光纤。在图5中，光学器件与图1和2中类似地配置。但是，光纤阵列41是1X4格式的阵列。当反射镜绕y轴旋转到第一角度时，来自上部输入光纤42的光耦合回到输出光纤51。当反射镜旋转到第二角度时，在图5的下部示出，来自下部输入光纤44的光耦合回到输出光纤51。通过采用这种方法，来自不同输入光纤42-45的多个输出可以被串行读取。应当指出，反射镜将仍然绕X轴旋转，以选择不同的波长。[0042]应当很显然，根据本发明的多端口光纤中光纤的数量可以广泛变化。在像图2和4的实施例中，典型地将至少有三根输入光纤和三根输出光纤，从而产生三端口设备阵列。在像图5的实施例中,将优选地有至少两根输入光纤和一根输出光纤,从而产生三端口设备。
[0043]以上所描述的光波导是光纤。但是，其它的波导阵列也可以替代。例如，光波导的阵列可以包括光学集成电路(0IC)，其中平行的波导在诸如铌酸锂、掺杂的玻璃或磷化铟的公共衬底上形成。本文所使用的术语“波导”是要包括任何合适的光导引元件。
[0044]输入侧和输出侧的光纤放置都可以显著变化。在图2和4的实施例中，阵列中的光纤布置在单个并行平面中。但是，任何χ-y阵列配置都可以使用。
[0045]如早先提到的，以上所述的设备可以在需要该功能的任何应用中用作波长选择设备。例如，图5所示的实施例示出了四个输入端口和一个输出端口。许多光信道可以被引入到输入端口 42-45中，而一次只有来自任一输入端口的单个波长在输出端口 51处离开。对于这种应用，反射器元件49的倾斜绕两个轴被控制，以便使得只有为具体输入端口选择的信道通过。然后，其保持固定，直到进行另一不同信道和端口选择。
[0046]图5的设备不为nX I设备,其中η表不输入(一个或多个)，I表不输出。但是,这可以很容易地修改，以产生IXn设备。因此,所记载的输入和输出可以互换,或者多个输入和输出可以配置为监测或路由由输入和输出光纤朝向及反射器元件49在两个轴中的旋转所确定的信道。
[0047]对于波长选择设备，存在很多种应用。例如，DWDM传输和显示中的信道选择器需要在大量信道选项中选择单个信道。要认识到，反射器元件本身可以提供增加的功能性，因而可以采用其中反射器倾斜以传输预定波长序列的光学系统。这些可以在编码设备中使用。
[0048]在上述实施例中，反射器关于色散元件倾斜，以实现波长选择性。但是，可以设计其中色散元件移动而反射器固定的设备。同样，其它光学元件，例如透镜，可以用于实现相同的效果。其中色散元件关于反射器或折射元件进行某种受控的预定运动以实现本发明目标的所有布置都应当被认为是等同的。
[0049]如早先所提到的，光束转向元件优选地是光反射元件或光折射元件。在这两种情况下，元件通常都作为移动元件操作，例如MEMS反射镜等。可选地，光束转向功能可以由不移动的元件提供，例如电光设备。在利用电光设备的一个实施例中，光束转向元件依赖于电光介质的折射率的变化。折射率的变化可以用于改变正在被分析或切换的光束的衍射方向。
[0050]图1、2、4和5利用光纤输入阵列以及波长选择光束转向装置说明了本发明的实施例，其中波长选择光束转向装置用于将光束分量移动到输出阵列中一根或多根选定的输出光纤。这种布置适于本发明预期到的许多应用，尤其是其中本发明的波长选择机制用于实现光学切换功能的那些应用。在OCM设备的情况下，输出光信号可以不需要。在这种情况下，输出光纤阵列是不需要的。这种修改在图6中说明，图6是图2的修改，并且标号62至69与类似于图2中12-19的元件关联。但是，光纤的输出阵列在这个实施例中被略去了并且选定的波长直接入射到光电探测器阵列61的光电探测器63和69上。就像在早先的实施例中，光电探测器阵列可以是光谱分析仪。
[0051]参考图5,所描述的操作是4X1设备,其中光纤a、b、d和e是输入光纤,每根光纤都与单根输出光纤43关联。用光学切换的说法，这可以描述为X乘I设备，具有X个输入和I个输出。由于波长选择是时分的，因此这些设备中的切换操作是顺序操作的。重要的是要认识到该顺序可以与a、b、d和e不同。它可以是a、c、d、b或者任何其它合适的顺序。同样重要的是要认识到任何一个切换配置中的时间量可以是任意的，从而允许一个或多个端口比任何其它端口优先。基于应用，切换顺序和切换时间都可以任意排定顺序并且确定优先级。
[0052]作为替代，图5中所示的设备可以利用多根输入光纤和多根输出光纤来工作。例如，光纤a和b可以是输出光纤,而c、d和e是输入光纤。这将等效于两个3X I光学开关。优选地，用于输入光纤a和b的输入光束被时分，以维持两个光学开关之间的分离。
[0053]在另一个备选实施例中，图2实施例的并行读出实现方式可以结合如图5实施例中的串行读出来使用。这种修改在图7中示出，其中光纤输入阵列包括八根光纤a、b、c、d、e、f、g和h，及一个对应的光纤输出阵列，光纤a和b工作在图2的并行模式，其中输出光纤f和g是用于输入光纤a和b的专用输出。光纤C、d、e和f工作在图5的串行模式,作为3X1光学开关。光纤c不出为输出端口，而光纤d、e和f是输入端口。
[0054]这些实施例说明了根据本发明操作的设备的非常大的通用性，所述设备利用可以绕多于一个轴倾斜的波长选择反射镜(作为例子)来操作。在所示出的布置的，绕I轴的旋转选择光束位置，即，输 出端口，而绕X轴的旋转选择波长。双轴旋转允许选定的输入光束的波长分量作为输出光束被引导到x-y平面中的任何点。这引起根据本发明原理操作的设备的设计中另一层面的通用性。这将结合图8、9、10A和IOB的说明来描述。
[0055]图8示出了线形阵列中的八根输出光纤。整个设备包括未示出的一根或多根输入光纤。设备可以执行任何期望的X乘Y切换功能，其中X可以是一个或多个，而且Y可以是一个或多个。例如，可以执行I乘Y切换、X乘I切换、或者2乘Y和X乘2切换。后者可以被认为是前者的组合。
[0056]以前面附图的方式，图8中的视图是x-y平面的。每根输出光纤都示为具有光纤芯区82以及光纤包层81。波长光谱被示出代表输出波长的七个条83。如前所述，光谱是由波长选择元件生成的。在图8中，所有八个光谱都示出了，但通常在I乘η开关中一次将只看到一个光谱。如前所述，反射器(或者其它形式的光束转向元件)绕I轴的旋转选择所示八根输出光纤中的一根。绕X轴的旋转产生波长光谱。图8中的波长光谱由五个条示出，其中中心波长入射到一根输出光纤的芯区上。
[0057]虽然在图8中说明了五个波长，但是可以有任意个数，通常多于3个。对于典型WDM系统中的OCM设备，可以有40、80、96或多于100个信道。
[0058]图8中的输出阵列是线形的，其中所有输出光纤都沿X轴定位，如所示出的。很显然，将选定的波长分量引导到输出光纤/探测器的反射镜可绕X轴旋转足以使所有光束分量都入射到输出光纤上的角度。但是，反射镜还可以进一步旋转，以使得波长选择元件的输出光谱可以进一步移位。这允许输出光纤在x-y平面内的几乎任何地方定位。这种操作原理在图9中说明，其中，四根输出光纤(与图8中所示相同的元件)沿第一 X轴定位，四根沿第二 X轴定位，第二 X轴与第一 X轴在I方向有移位。设备的操作可以利用合适的软件来控制一个或多个光束选择元件(典型地是反射镜)的旋转，以便将选定的光束分量路由到选定的输出光纤/探测器。
[0059]在图9中，为了清晰，光纤被示出为间隔开。在许多情况下，将光纤捆扎为紧密堆叠的阵列可能是优选的。这允许设备孔径的尺寸得以优化。两个这样堆叠的阵列在图1OA和IOB中示出。为了获得最优的堆叠密度，图1OA中的阵列91具有以六边形紧密堆叠阵列布置的37根光纤。为了寻址这种阵列中的每个成员，需要反射镜的旋转对于每个地址在两个轴都改变，并且总体上涉及X方向上的八个位置和y方向上的八个位置。图1OB的阵列93具有按行布置的36根光纤，如所示出的。虽然这是更松散堆叠的阵列，但是寻址机制稍简单一些，对于y方向的每六个改变只需要X方向位置的一个改变。应当很显然,利用光束转向机构中的双轴能力，任何χ-y位置都可以被寻址。这包括随机组织的阵列中的成员。
[0060]应当指出，如果X或y轴中反射镜的旋转可以被优化成最小化损耗，则X或y轴中光纤阵列间距的精度不影响性能。可以通过校准过程或者利用优化算法来方便其实现，其中校准过程存储具有所存储的光纤位置的查找表，而优化算法诸如是寻求最小化任何光路中损耗的爬山算法。
[0061]为了识别或监测经组织的或随机的阵列中输出光纤的位置，采用周期性地定位阵列成员的位置的监测器可以是有用的。用于这个目的的一种合适设备是CCO或CMOS成像设备，当输出光纤被照亮时，该设备可以记录阵列中每个成员的空间位置。在前面描述的任何设备或系统的正常操作中，CCO成像设备也可用作光输出探测器。如果使CCO图像平面与设备的孔径一样大，则它可以充当输出探测器，而无需考虑阵列中个体成员的精确位置。
[0062]如本领域技术人员将理解的，类似于图8-10中所示那些的阵列可以在输入光纤侧以及输出上使用。刚描述过的双轴光束转向允许一个大的输入阵列中的任何一个或者其组合寻址一个大的输出阵列中的任何一个或者其组合。可以使用具有任意给定数量的输入光纤和任意给定数量的输出光纤/探测器的明显更小的阵列。因此，非常大量的OCM设备或者光学开关可以利用本发明的原理来设计。
[0063]图11是根据本发明一个实施例的OCM设备的框图。如所示出的，OCM设备1100包括4个输入光端口 1110和4个光电探测器1120，但是应当理解，本发明适用于具有任何数量输入光端口和任何数量光电探测器的OCM设备。OCM设备1100还包括准直透镜1130、色散元件1140和调谐反射镜1150。OCM设备1100的这三个部件与上文描述的准直透镜14、色散元件15和调谐反射镜16以基本上相同的方式操作。
[0064]用于OCM设备1100的控制单元1160也在图11中说明。控制单元1160包括存储器1162、处理器1164以及常规计算设备的其它部件(未示出)。存储器1162存储用于监测由OCM设备1100通过输入光端口 1100接收到的光信号的可编程参数，以及基于来自光电探测器1120的信号所测得的不同光信道的光功率。
[0065]在OCM设备1100中，光信道监测是根据从可编程参数生成的控制信号执行的。对于每个信道，可编程参数包括X轴控制值、I轴控制值以及时间间隔值。X轴控制值用于生成使调谐反射镜1150绕X轴旋转以便选择要监测的信道的控制信号。y轴控制值用于生成使调谐反射镜1150绕y轴旋转以便选择要用于光信道监测的光电探测器的控制信号。与信道相关联的时间间隔值表示调谐反射镜1150在移动到另一位置之前维持在与该信道相关联的位置的时间量。与信道相关联的时间间隔值确保与该信道相关联的输入光信号的分量被引到用于光信道监测的光电探测器达等于该时间间隔值的持续时间。如果特定的信道必须被监测较长的持续时间，例如，因为入射到光电探测器上的光强度低或者SNR低，则这可以通过增加与这个信道相关联的时间间隔值来实现。同样，如果入射到光电探测器上的光强度足够高，则与信道相关联的时间间隔值可以减小。
[0066]每个光信道的X轴控制、y轴控制以及时间间隔值可以由OCM设备1100的用户输入或修改，或者通过编程方式设置。在一个实施例中，X轴控制、y轴控制以及时间间隔的初始值是由用户输入的，并且时间间隔值基于由光电探测器1120探测到的光强度或者基于来自光电探测器1120的信号的SNR而向上或向下调节。
[0067]图12A和12B提供了可以在利用OCM设备1100监测光信道时使用的可编程参数的不同集合的图形表示。在图12A中，与所有信道相关联的时间间隔值都是相等的。这意味着来自所有信道的光都将被监测相同的持续时间。y轴控制值在图12A中对于所有信道也是相同的。这意味着来自所有信道的光将被引导到同一个光电探测器。图12A中变化的X轴控制值表明，根据与各信道相关联的X轴控制值，调谐反射镜1150绕X轴旋转不同的量。图12B说明了光信道监测方案，其中与各信道相关联的时间间隔是不同的并且各信道被乱序监测。图12B中的y轴控制值也不同于图12A中的y轴控制值，表明另一不同的光电探测器被用于光学监测。
[0068]图13是根据本发明一个实施例的监测光信号的方法的流程图。在本文所提供的描述中，该方法应用到OCM设备1100。但是应当认识到，这个方法的应用不限于OCM设备1100，并且可以应用到具有不同配置的光信道监测设备。
[0069]在步骤1310，由控制单元1160的处理器1164从存储器1162检索用于监测光信道的参数。然后，在步骤1312，处理器1164基于y轴控制值生成用于绕y轴旋转调谐反射镜1150的控制信号，以使调谐反射镜1150绕y轴旋转。这使调谐反射镜1150定位成将其反射的光束引导到光电探测器1120之一，在下文中称为“目标光电探测器”。在步骤1314，选择要监测的下一个光信道。光信道可以如图12A中所示的按次序或者如图12B中所示的乱序监测。然后，在步骤1316，处理器1164基于与步骤1314中选定的光信道相关联的x轴控制值生成用于绕X轴旋转调谐反射镜1150的控制信号，以使调谐反射镜1150绕X轴旋转。这将调谐反射镜1150定位成只使得在步骤1314中选定的光信道的光束分量被引导到目标光电探测器。然后，在步骤1318测量入射到目标光电探测器上的光的光功率。步骤1320的决定块确保步骤1318被执行等于与步骤1314中选定的光信道相关联的时间间隔值At的持续时间。在步骤1322，进行检查，看是否所有信道都已经被监测。如果是，则该方法终止。如果不是，则方法返回到步骤1314，在这里选择要监测的另一个光信道并且重复步骤1316至步骤1322。
[0070]在图13的方法终止之后，用于监测光信道的新参数可以由用户输入，以改进在步骤1318获得的测量结果。例如，与某些信道相关联的时间间隔值可以向上或向下调整。此夕卜，通过在用于监测光信道的参数中设置一不同的y控制值，来自其它源的光信号可以利用一不同的光电探测器1120来监测。
[0071]虽然以上所述针对本发明的实施例，但是在不背离本发明的基本范围的情况下可以设计本发明的其它及进一步的实施例，而且本发明的范围是由权利要求确定的。
【权利要求】
1.一种监测光信号的光信道的方法，包括: 检索用于监测光信道的参数，所述参数包括第一时间段和第二时间段； 通过光端口发送光信号； 使光信号波长色散； 将经波长色散的光信号的第一部分引导到光探测器达等于第一时间段的第一持续时间并且测量其光功率；及 将经波长色散的光信号的第二部分引导到光探测器达等于第二时间段的第二持续时间并且测量其光功率。
2.如权利要求1所述的方法，还包括: 调整第一时间段和第二时间段中的至少一个。
3.如权利要求1所述的方法，其中第一时间段和第二时间段相同。
4.如权利要求1所述的方法，其中第一时间段和第二时间段不同。
5.如权利要求1所述的方法，其中光探测器包括多个光电二极管，并且经波长色散的光信号的第一部分被引导到其中一个光电二极管，而经波长色散的光信号的第二部分被引导到其中另一个光电二极管。
6.如权利要求1所述的方法，其中经波长色散的光信号入射到光反射元件上，并且所述引导包括旋转该光反射元件。
7.如权利要求6所述的方法，其中光反射元件绕两个轴旋转，其中第一个轴与通过光端口发送的光信号的光路大体正交，而第二个轴与第一个轴正交。
8.如权利要求1所述的方法，其中对经波长色散的光信号的第一部分的引导在对经波长色散的光信号的第二部分的引导之前执行。
9.如权利要求1所述的方法，其中用于监测光信道的参数包括用于监测每个光信道的时间段，其中，第一时间段对应于用于监测第一光信道的时间段，而第二时间段对应于用于监测第二光信道的时间段。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述参数包括定义一个光信道与经波长色散的光信号的第一部分以及另一个光信道与经波长色散的光信号的第二部分之间对应性的参数。
11.一种多信道光信号监测设备，包括: 光端口，多信道光信号通过该光端口被发送； 光色散元件，位于该多信道光信号的光路中，以便使该多信道光信号波长色散； 光探测器；及 光束转向元件，用于将经波长色散的光信号的第一部分引导到光探测器达等于第一可编程值的第一持续时间，并且用于将经波长色散的光信号的第二部分引导到光探测器达等于第二可编程值的第二持续时间。
12.如权利要求11所述的设备，其中光探测器包括多个光电二极管，并且经波长色散的光信号的第一部分被引导到其中一个光电二极管，而经波长色散的光信号的第二部分被引导到其中另一个光电二极管。
13.如权利要求11所述的设备，还包括用于存储用于监测多信道光信号的光信道的参数的存储单元，所述参数包括所述第一可编程值和所述第二可编程值。
14.如权利要求13所述的设备，其中所述参数包括用于监测每个光信道的时间段，其中，第一可编程值对应于用于监测第一光信道的时间段，而第二可编程值对应于用于监测第二光信道的时间段。
15.如权利要求11所述的设备，其中光束转向元件绕两个轴可旋转，其中第一个轴与通过光端口发送的多信道光信号的光路大体正交，而第二个轴与第一个轴正交。
16.一种非暂时性计算机可读存储介质，包括要由处理单元执行以使多信道光信号监测设备执行以下步骤的指令: 检索用于监测光信道的参数，所述参数包括第一时间段和第二时间段； 控制光束转向元件以到达第一位置，并且将光束转向元件维持在第一位置达等于第一时间段的第一持续时间，并且，在光束转向元件被维持在第一位置的时候，测量入射到光探测器上的光的光功率；以及 控制光束转向元件以到达第二位置，并 且将光束转向元件维持在第二位置达等于第二时间段的第二持续时间，并且，在光束转向元件被维持在第二位置的时候，测量入射到光探测器上的光的光功率。
17.如权利要求16所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中要由处理单元执行的指令使多信道光信号监测设备执行以下的进一步的步骤: 探测用户输入 '及 根据该用户输入调整第一时间段和第二时间段中的至少一个。
18.如权利要求16所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中第一时间段和第二时间段相同。
19.如权利要求16所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中第一时间段和第二时间段不同。
20.如权利要求16所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述参数包括定义监测光信道的次序的参数。
【文档编号】G02B6/26GK104024898SQ201280050784
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年9月5日 优先权日:2011年9月6日
【发明者】M·吴, P·威格利 申请人:Ii-Vi有限公司