[发明专利]一种基于偏振复用信号的光信噪比监控器

说明书

技术领域

本发明涉及光学器件技术领域，尤其是一种基于偏振复用信号的光信噪比监控器。适用于监控偏振复用系统中相互正交的偏振信道的光信噪比监控，同时可以实现光参量放大、波长转换等网络功能。

背景技术

在过去十年中，骨干网中的光传输速率得到快速增涨，通过密集波分复用DWDM使得传输容量也大幅度提高，PSK、PDM等先进的调制形式在光网络中也得到越来越多的应用，因此为了管理这样一个高容量光传输系统和交换系统，准备把握当前信号质量问题，光性能监控是必不可少的。具体来说，光性能监控技术可以实时反映系统的参数情况，保障网络安全高速运行，增强网络灵活性，为实现对恶化效应的动态补偿提供信息依据，从而对提高用户传输信号的质量提供保证。尤其在动态透明的光网络，数据格式和比特率的透明意味着一个光路可以用来传输不同格式和不同比特率的数据，而且光信号可以穿过不同的路径和不同的光学元件。但是每路光信号有它自己的来源和信号质量，为了测定光网络中光信号的质量必须监测许多物理层的参数，例如光强度、色散、光信噪比、Q因子和非线性等。其中，光信噪比能够更为直观的反映出信号质量好坏，因此，光信噪比的测量与监控一直都是全光信息处理研究的重点之一。

目前，大部分光信噪比监控的方案只适用于单偏振系统中，例如：基于窄带滤波的光谱分析法，基于偏振分束加数字信号处理结构，基于光半导体放大器(SOA)结构中的非线性效应等方案。然而随着大容量光网络的需要以及偏振复用技术的发展，偏振复用系统中光信噪比的监控显得越来越重要。目前只有少量的文章研究了偏振复用信号的光信噪比监控，其方法主要有：(1)基于马赫-增德尔干涉结构，这种方案不受色度色散、偏振模色散以及噪声部分偏振化的影响。但是利用这种方式实现多个通道的OSNR监控就需要多个测量装置，因此不适用于DWDM系统中；(2)基于高非线性光纤加功率探测器结构，这种方案利用光纤中的受激布里渊散射效应，这种方案可适用于WDM系统的PDM信号的OSNR监控，但是测量的OSNR会受偏振模色散或色度色散的影响；(3)基于窄带光滤波和射频频谱分析仪结构，这种方式可以实现PMD、CD不敏感的OSNR监控。但是，由于很多参数都可能影响到信号的射频谱，该方法需要知道原信号的很多先验信息才能够进行精确的监控。另外，以上所有方法都是简单的把PDM信号作为一个整体来监测OSNR，而实际上，传输中的信号由PDL等因素会引起两个偏振态的OSNR不相等，因此(4)基于数字信号处理DSP)结构，通过优化算法，对偏振复用信号中正交偏振态单独处理，可实现偏振模色散、色度色散不敏感的光信噪比监控，但是其处理速率受到“电域瓶颈”的限制而不适用于高速交换网络中。

发明内容

鉴于现有技术的以上缺点，本发明的目的是提供一种基于偏振复用信号的光信噪比的全光监控设备，采用一个非线性偏振复用光纤环镜结构，实现了对两路相互垂直的偏振信号的全光处理，速率透明，稳定性好，并且成功消除了非线性偏振旋转效应。通过调节偏振控制器和滤波器可以实现对任意一个偏振复用信号中不同偏振态的光信噪比的同时监控。

本发明的目的是通过如下的手段实现的：

一种基于偏振复用信号的光信噪比监控器，用以实现偏振复用信号中多路偏振信道的光信噪比的同时监控，包括：泵浦光单元102，耦合器101，偏振控制器103，环型器104、偏振分束器105、法拉第旋转单元106、高非线性光纤107以及可调滤波器108；所述泵浦光单元102输出光信号与偏振复用光信号之间满足级联四波混频效应产生条件；所述法拉第旋转单元106产生90度的偏振旋转。

采用本发明的设备，利用一个偏振控制器、一个偏振分束器、一个高非线性光纤以及一个滤波器就同时实现了偏振复用信号中多路偏振态的全光监控，克服了传统电域方案的速率限制，并且能够实现包括光参量放大、波长转换等不同的网络功能，操作简单，可应用于高速光交换网络中的信号质量监控以及网络性能检测。

本发明物理上采用单环路双向通道、对等结构；逻辑上实现了两个偏正态正交光信号的同时处理；对速率透明且可同时实现光参量放大、全光波长转换等其他网络功能。通过调节偏振控制器和滤波器可实现任意波长的偏振复用信号的光信噪比的监控。