一种光信道监测装置的制作方法

本发明涉及一种光传输系统中的检测装置，尤其涉及一种用于DWDM光传输系统中的光信道监测装置。
背景技术：
：21世纪是一个多媒体的时代，高速增长的信息量需求，促使以10Gbit/S为基础的秘籍波分复用被全面应用。长途骨干传输网正向以单根光纤提供Tbit/s(＝1000Gbit/s)信息容量的方向发展。40Gbit/S系统也大量走向商用。正式因为光纤的海量容量，一旦光纤发生断裂，损失也是巨大的，我国光缆的损坏很严重，2001年中美海底光缆的几次断裂造成了巨大的损失，服务质量对通信公司来说很重要，能否保证服务质量关系到公司是否能否赢得客户。与传统的光通信系统相比，DWDM系统需要监测更多的参数，以及这次参数与波长的变化关系。相关的主要参数有：1.通道光功率：每个通道的光功率要准确的测量，这样才能知道系统中每个通道是否正常的工作，以及系统中采用的EDFA的放大带宽是否覆盖了每个通道。2.通道的中心波长：在DWDM中，通道波长变化将影响到相邻的通道。因此每个通道的中心波长必须精确测量，判断光源的波长漂移是否合格。3.信噪比(OSNR)：是DWDM系统中最重要的参数之一，它反映通道的整体性能。这些性能可以通过OSA在系统建设时进行测量，并根据结果对系统配置进行调整。但由于实时运行中可能有各种突发事件并最终影响 系统传输性能，所以这种能够实时监测网络光信号的低成本、多功能的信道监测解决方案变得尤为重要。用于光电检测的光路设计有很多，包含基于光栅技术的，以及TOD技术的，但都存在一些局限性，例如,TOD的滤波器的带宽还不够窄，所能探测的波长范围还不够宽，一般都是Cband或者Lband，还没有同时覆盖C+Lband。本发明可以弥补这些不足。技术实现要素：本发明提供一种光信道监测装置，用于密集波分复用传输系统光信道的监测，采用基于单腔标准具的可热调谐滤波器的光信道监测装置对信道进行扫描，采用特殊算法进行信号还原来实时监测光信号的通道功率、中心波长、信噪比，从而达到监控的功能。本发明采用以下技术方案来实现：一种光信道监测装置，包括基于单腔标准具的可调滤波器、分光元件，其特征在于，每个分光元件的分光口都接有一设有前置WDM滤光片的光电二极管，所述标准具是受温度控制的实心标准具，输入的光信号先通过所述可调滤波器，再经1×N功率的分光元件分光之后，射入光电二极管，所述光电二极管将光信号转换为电信号，从各自的管脚输出至数据处理部分进行分析和处理。优选的，所述可调谐滤波器的热调谐方式是通过薄膜电阻加热器、或电阻片式加热器、或者半导体制冷片。进一步的，所述标准具的腔体材料为硅。优选的，所述标准具由一块两面都有反射膜的平行平片构成。优选的，所述WDM滤光片的通带宽度小于标准具的自由光谱范围；波长相邻的两个带通WDM滤光片的通带需要有至少一个信道间隔的重叠。优选的，所述分光元件为一片或多片的分光片、偏振分光棱镜或消偏振分光棱镜。本发明的有益效果为：可调谐滤波器实现难度小，有效降低成本；且温度调谐范围相对较窄，降低元件核心部分的最高工作温度；采用标准具设计可以使可调谐滤波器的透过波形的带宽相对于其他薄膜式的可调谐滤波器要更窄，更有利用提供OCM的信噪比测试灵敏度和波长、功率测试精度。附图说明图1是本发明的光路原理框图；图2是本发明的实施例一的光路图；图3是本发明的实施例二的光路图；图4是本发明的实施例三的光路图；图5是基于单腔标准具的可调谐滤波器的透过波形；图6是带通滤波器的设计要求示意图；附图标记：1、可调滤波器；2、分光元件；3、WDM滤光片；4、光电二极管；101、单光纤准直器。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的原理框图如图1所示。一种光信道监测装置，包括基于 单腔标准具的可调滤波器、分光元件，每个分光元件的分光口都接有一设有前置WDM滤光片的光电二极管，标准具是受温度控制的实心标准具。输入的光信号先通过所述可调滤波器，再经1×N功率的分光元件分光之后，射入光电二极管，所述光电二极管将光信号转换为电信号，从各自的管脚输出至数据处理部分进行分析和处理。可调滤波器通过温度调谐使得滤波器的中心波长在一定的电流驱动下发生移动，移动范围在一个自由光谱范围(以下简称：FSR)内。标准具的FSR与监控波长范围相比较小，所以如果没有后续光路，在扫描的过程中，可能同时有几个通道的光会透过滤波器。标准具的FSR设计的要比WDM滤光片的通带宽度要大，这样保证同一时刻每一个光电二极管只接收到一个通道的光；且相邻波长的WDM滤光片的通带相互重叠。通过对光电二极管上接收到的信号进行特殊的算法处理来进行信号还原来实时监测光信号的通道功率、中心波长、信噪比，从而达到监控的功能。分光元件可以为一片或者多片分光片、偏振分光棱镜或消偏振分光棱镜。其作用是相同的。本发明的实施例以分光片为例，进一步说明。实施例一，如图2所示。输入光经过单光纤准直器101打到基于单腔标准具的热调谐可调谐滤波器1上，透过可调谐滤波器1后再通过由分光片2组成的分光能量比接近的光路中，分光之后分别有一定能量的光进入分别前置有WDM滤波片3的光电二极管4上，光电二极管4会将光信号转换为电信号由各自的管脚(pin)输出。实施例二如图3所示，实施例三如图4所示。与实施例一的区别在于分光片的角度和大小不同，使得各光路的不一样。其效果都是等同的。使用本发明实施例中的方案可以使得光路体积小。也可以使用分立元件级联的方式实现，包括一个单腔标准具的可调滤波器、一个1×N的分光片和N个带WDM滤光片的尾纤输出光电二极管，这些光学器件通过光纤级联的方式，使用级联方式的结构图类似于图1。级联方案的优点是器件可获得性高；基于双光纤准直器反射式结构可以使TOF的透射带宽更窄，更利于OCM的性能。本发明中的标准具由一块两面都有反射膜的平行平片构成，标准具的透射性能与其厚度和反射率有关，标准具的透射波形(或二次透过)就是我们通常要用到的可调谐滤波器的波形，需要根据需求设计，其理论依据为公式(1)，其中F为精细度，δ为光程差，n为材料折射率，l为标准具腔长，θ为入射角度，λ为入为激光波长。T=11+Fsin2(δ/2)]]>其中，F=4R(1-R)2δ=4πnlcosθλ]]>(公式1)标准具的调谐性能与其热光系数有关，一般必须选择热光系数较大的硅(silicon)作为标准具的腔体材料，根据材料特性，测试所得的热系数约为10GHz/℃，在本发明中所使用的标准具通常设计为FSR1000GHz左右，波形带宽30G以下，如图5所示以便达到OCM的应用需求。若需要在一个长波段范围内实现各个通道都被监测到，本发明中 WDM滤光片的设计必须至少满足以下两个条件：WDM滤光片的通带宽度小于标准具的自由光谱范围；波长相邻的两个带通WDM滤光片的通带需要有至少一个信道间隔的重叠。如此可以保证在每一个光电二极管上都只有一个通带内的光出现，且所有通道都被监测到。这种设计可能会导致每个PD上扫描时透过的波长不是从短波到长波依次出现，但可以通过OCM的算法处理。可调谐滤波器的热调谐方式是通过薄膜电阻加热器、或电阻片式加热器、或者半导体制冷片。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3