一种实时监测装置及一种密集波分传输系统的制作方法

本发明涉及光通信，尤其涉及一种实时监测装置及一种密集波分传输系统。

背景技术：

1、密集波分复用系统由于其对波长进行复用极大提高了光纤带宽的利用率，被广泛应用在大容量通信传输系统中，如数据中心互联、otn网络等。光信噪比(opticalsignal-to-noiseratio，简称为“osnr”)是衡量光波分复用系统中光信号性能的关键指标之一。随着相干40g/100g比特每秒波分系统的广泛部署，当通道间隔为50ghz或者更小时，相邻信道的光谱发生交叠，且包括可重构光分插复用器的wdm系统在传输信号过程中，掺铒光纤放大器引入的自发放大辐射噪声在经过roadm的滤波后，通道内的ase噪声和通道外ase噪声水平将会变得不一样。上述因素都会造成光纤传输后相邻通道边界很难区分，导致在正常传输条件下用仪器很难直接监测密集波分系统接收端光信噪比大小或监测有误差，当前常用于监测密集波分系统光信噪比较为准确的方法是积分法，即通过光谱分析仪扫描接收端光谱，通过开启和关闭被测通道测量信号和噪声的功率，从而计算得出通道光信噪比大小。

2、发明人发现，现有测量光信噪比的方法需要频繁开启、关闭测量通道，

3、十分繁琐，并且当系统传输业务时无法实时监测密集波分系统的接收端光信噪比，不利于监测密集波分复用系统的性能。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，有必要提出一种实时监测装置及一种密集波分传输系统以解决或部分解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

2、一种实时监测装置，包括光通道参数监测单元、光开关、监控信号单元、第一分光器、第二分光器、第一波分复用器和第二波分复用器、控制器以及第一输入接口、第一输出接口、第二输入接口、第二输出接口，其中：

3、第一波分复用器与第一输入接口、第一分光器、监控信号单元相连，用于将从第一输入接口输入的光信号分为业务光信号及监控光信号，将监控光信号送入监控信号单元，将业务光信号送入第一分光器；

4、第一分光器与第一波分复用器、光开关、第一输出接口相连，用于对输入的业务光信号进行分光，使业务光信号分别进入第一输出接口、光开关；

5、第二分光器与第二波分复用器、光开关、第二输入接口相连，用于对第二输入接口输入的业务光信号进行分光，使业务光信号分别进入光开关及第二波分复用器；

6、第二波分复用器与第二分光器、第二输出接口、监控信号单元相连，用于对第二分光器输入的业务光信号、监控信号单元传递的监控光信号进行合波后经第二输出接口输出；

7、第一输出接口、第二输入接口分别用于与外部光放大器的输入端、输出端连接，第一输入接口、第二输出接口分别用于与光放大器的输入光纤、输出光纤连接；

8、所述控制器分别与光开关、光通道参数监测单元、监控信号单元电连接，用于控制光开关的切换，并获取光开关切换时光通道参数监测单元扫描得到的经光放大器传输的每个波长通道的监测参数，还用于得到光放大器的增益和噪声指数并发送给监控信号单元以传输给下级通信站点；还用于获取上级通信站点的监测参数、光放大器的增益和噪声指数；还用于根据本地光放大器的监测参数、增益和噪声指数，上级通信站点的监测参数、光放大器的增益和噪声指数，得到本地各传输波长的光信噪比；

9、所述监控信号单元，用于将控制器传来的光放大器的增益和噪声指数转换为监控光信号，与第一波分复用器输出的监控光信号生成新的监控光信号传输至第二波分复用器。

10、作为本发明的进一步方案，光通道参数监测单元为光通道功率监控单元(ocm)，光通道参数监测单元扫描每个波长通道的信号功率值。

11、作为本发明的进一步方案，光通道参数监测单元为光谱分析仪，光通道参数监测单元扫描每个波长通道的信号功率值和噪声功率值。

12、作为本发明的进一步方案，所述控制器按预设第一算法得到光放大器的增益：

13、

14、其中，g为光放大器的增益，pc为光通道参数监测单元监测得到的第一输出端口处业务光信号功率值，pb为光通道参数监测单元监测得到的第二输入端口处业务光信号功率值，α和β分别为第一分光器和第二分光器的分光比。

15、作为本发明的进一步方案，若所述光通道参数监测单元为光通道功率监控单元(ocm)，则所述控制器利用获取的光放大器的噪声指数范围的中间值作为光放大器的噪声指数。

16、作为本发明的进一步方案，若所述光通道参数监测单元为光谱分析仪，则所述控制器按预设第二算法得到光放大器的噪声指数：

17、

18、其中，nf为光放大器的噪声指数，pc为光通道参数监测单元监测得到的第一输出端口处业务光信号功率值，pb为光通道参数监测单元监测得到的第二输入端口处业务光信号功率值，α和β分别为第一分光器和第二分光器的分光比，pase为所述光谱仪分析仪监测第二输入端口处输出信号噪声功率值；psse为所述光谱仪分析仪监测第一输出端口处输入信号噪声功率值。

19、作为本发明的进一步方案，根据本地光放大器的监测参数、增益和噪声指数，上级通信站点的监测参数、光放大器的增益和噪声指数，得到本地各传输波长的光信噪比，包括：

20、根据本地光放大器的监测参数、增益和噪声指数，上级通信站点的监测参数、光放大器的增益和噪声指数，按预设第三算法计算两通信站点间传输光纤的光纤损耗，利用预设第四算法计算两相连的通信站点中下级通信站点的各传输波长的光信噪比。

21、作为本发明的进一步方案，预设第三算法为：

22、

23、其中，l为两通信站点间传输光纤的光纤损耗，pb下级和pc上级分别为下级通信站点的光通道参数监测单元监测的第一输出端口处业务光信号功率值和上级通信站点的第二输入端口处业务光信号功率值，α和β分别为预先存储的第一分光器和第二分光器的分光比。

24、作为本发明的进一步方案，预设第四算法为：

25、

26、其中，osnr为下级通信站点的各传输波长的光信噪比，pb上级为上级通信站点的光通道参数监测单监测的第一输出端口处业务光信号功率值；nf上级为上级通信站点的光放大器噪声指数值；g上级为上级通信站点光放大器增益值；l为两通信站点间传输光纤的光纤损耗，α和β分别为预先存储的第一分光器和第二分光器的分光比。

27、另一方面，本发明还公开了一种密集波分传输系统，所述密集波分传输系统包括若干通信站点，各通信站点间通过传输光纤连接，每个通信站点至少包括光放大器及上述所述的实时监测装置。

28、基于上述技术方案，本发明较现有技术而言的有益效果为：

29、本发明提供的密集波分传输系统的每个通信站点都新设了一实时在线监控装置，该实时监测装置，包括光通道参数监测单元、光开关、监控信号单元、第一分光器、第二分光器、第一波分复用器和第二波分复用器、控制器以及第一输入接口、第一输出接口、第二输入接口、第二输出接口，当通信信号光经过传输系统的光放大器时，光通道参数监测单元会扫描每个通道经过光放大器前后的信号功率值及噪声功率值，并计算光放大器的增益及噪声指数，并通过监控信号单元将上述参数值传输至下级通信站点，下级通信站点按照同样的方法也获得光放大器前后的获取信号功率值及噪声功率值，并计算光放大器的增益及噪声指数。然后结合发明人推导出的多个计算公式完成对密集波分传输系统不同通道光信噪比大小的实时在线监测，对于现网正运行的密集波分系统可在不断开业务、不用更换设备或升级软件的情况下进行在线监测，这不仅解决密集波分系统光信噪比监测难不便捷的问题，而且还将大大降低了现网密集波分系统由于更换设备或升级软件带来的系统安全风险。

30、另外，本发明实施例还可监测传输系统光放大器增益及噪声指数的变化、不同站点光纤损耗的变化，实现对传输系统业务性能、光放大器性能以及光缆线路性能进行实时监测，从而对传输系统全方位实时监测。