專利名稱：一種基于偏振干涉的帶內光信噪比檢測方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光通信技術領域，尤其涉及一種基于偏振干涉的帶內光信噪比檢測方法和裝置。
背景技術：
OSNR (Optical signal to noise ratio，光信噪比)是衡量光通信裝置和網(wǎng)絡中光信號性能的重要參數(shù)之一。在光網(wǎng)絡的配置、優(yōu)化、預警及日常檢測與維護中，都需要檢測0SNR。目前商用的OSNR檢測模塊都是基于傳統(tǒng)的帶外OSNR檢測的方法，即對信號和噪聲功率分別在不同的頻率范圍處進行測量(即噪聲功率在波分復用裝置信道間測量)。隨著頻譜利用率越來越高、密集波分復用裝置中可重置光分插復用器等器件的引入以及不同信道的信號經過的路由和濾波器的不同，導致噪聲頻譜不再平坦，信道間噪聲功率不再能代表真實的噪聲功率，因此，傳統(tǒng)的帶外OSNR測量方法不再適用于當前先進的光網(wǎng)絡裝置。近年來，人們提出了幾種帶內OSNR檢測方法，包括:(I)偏振置零法，它是在信號為完全線偏振光而噪聲是完全非偏振光的前提下，通過旋轉偏振片得到最大和最小輸出光功率，從而計算出0SNR，該方法與裝置的傳輸速率及調制格式無關，但是會受到偏振模色散(Polarization Mode Dispersion, PMD)及雙折射效應的影響,對于偏振模色散存在的裝置，會有較大的測量誤差；(2)馬赫-曾德爾干涉儀法，它是基于信號光的相干性高和噪聲不相干的特性，通過測量干涉極大值和干涉極小值從而計算出0SNR，該方法不受色散、偏振模色散及噪聲偏振態(tài)的影響，但是需要在測量前對相關系數(shù)進行修正，在實際操作中難度較大；(3 )可重置波長選擇開關法，該方法可以有效的測量高速信號的0SNR，但需要中斷相鄰信道的信息傳輸。
發(fā)明內容
(一)要解決的技術問題針對上述缺陷，本發(fā)明要解決的技術問題是如何在不受信號偏振狀態(tài)、光纖色散和偏振模色散的影響，動態(tài)地檢測光網(wǎng)絡中帶內光信噪比。(二)技術方案為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于偏振干涉的帶內光信噪比檢測方法，所述方法包括:A:將輸入的光信號分為兩束,其中一束用于測量光信號的總功率,另一束用于測量光信號中的噪聲功率；B:根據(jù)所述光信號的總功率和所述噪聲功率計算光信噪比。優(yōu)選地，所述步驟A中測量光信號中的噪聲功率具體包括:Al:對所述用于測量光信號中的噪聲功率的光信號進行偏振分束，得到偏振方向相互垂直的兩支路；A2:對所述偏振方向相互垂直的兩支路中的一路光信號加入時延；
A3:將兩支路上具有時延差的光信號，合在一起，得到偏振態(tài)隨頻率變化的光信號;
A4:對所述偏振態(tài)隨頻率變化的光信號，調整起偏角，使得一些頻點處的光信號完全干涉相消，得到包含噪聲功率信息的光譜。
為解決上述問題，本發(fā)明還提供了一種基于偏振干涉的帶內光信噪比檢測裝置，所述裝置具體包括:
光耦合器、光功率測量單元、噪聲功率測量單元和控制與運算單元；
其中所述光稱合器將輸入的光信號分為兩束，一束輸入所述光功率測量單兀，另一束輸入到所述噪聲功率測量單元；
所述光功率測量單元用于測量光信號的總功率；
所述噪聲功率測量單元用于測量光信號中的噪聲功率，包括:偏振分束器、時延線、偏振合束器、電控可旋轉起偏器和光頻譜監(jiān)測模塊；
所述控制與運算單元用于控制所述電控可旋轉起偏器的偏振角，并根據(jù)所述光功率測量單元輸出的光信號的總功率和所述噪聲功率測量單元輸出的噪聲功率計算光信噪比。
優(yōu)選地，所述偏振分束器用于對光耦合器輸出的用于測量光信號中噪聲功率的光信號進行偏振分束，得到偏振方向相互垂直的兩支路。
優(yōu)選地，所述時延線對所述偏振分束器輸出的一支路光信號加入時延，使兩支路產生時延差，得到具有時延差的兩支路光信號。
優(yōu)選地，所述偏振合束器用于將兩支路上具有時延差的光信號合在一起，得到偏振態(tài)隨頻率變化的光信號。
優(yōu)選地，所述電控可旋轉起偏器用于調整所述具有時延差的兩支路光信號的振幅大小，使得發(fā)生相消干涉頻點處的兩支路光的振幅相同。
優(yōu)選地，所述光頻譜檢測模塊用于得到相應的光譜信息并將所述光譜信息輸入到所述控制與運算單元。
優(yōu)選地，所述裝置還包括光濾波器，在光信號進入所述光耦合器之前還經過所述光濾波器進行濾波。
(三)有益效果
本發(fā)明提出了一種基于偏振干涉的帶內光信噪比檢測方法和裝置，能夠檢測動態(tài)光網(wǎng)絡及高速光纖通信系統(tǒng)中信號的0SNR，檢測范圍從9dB到35dB，測量誤差在0.5dB以內，而且該方法不受信號偏振態(tài)、光纖色散和偏振模色散的影響，對信號調制格式和傳輸速率透明，彌補了現(xiàn)有OSNR檢測方法的不足，適用于當前及未來的光網(wǎng)絡。
圖1為本發(fā)明實施例一的一種基于偏振干涉的帶內光信噪比檢測方法的流程圖2為本發(fā)明實施例一的一種基于偏振干涉的帶內光信噪比檢測方法中步驟A的具體流程圖3為本發(fā)明實施例二的一種基于偏振干涉的帶內光信噪比檢測系統(tǒng)組成示意圖4為本發(fā)明實施例二的一種基于偏振干涉的帶內光信噪比檢測系統(tǒng)中兩偏振時延線結構及其替換結構示意圖5為本發(fā)明實施例二的一種基于偏振干涉的帶內光信噪比檢測系統(tǒng)中光頻譜檢測模塊產生的頻譜圖6為本發(fā)明實施例二的一種基于偏振干涉的帶內光信噪比檢測系統(tǒng)測量OSNR與真實OSNR比較圖7為本發(fā)明實施例二的一種基于偏振干涉的帶內光信噪比檢測系統(tǒng)不同PMD和不同⑶測量信號的OSNR誤差關系圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
實施例一
本發(fā)明實施例一中提供了一種基于偏振干涉的帶內光信噪比檢測方法，步驟流程如圖1所示，具體包括以下步驟:
步驟A:將輸入的光信號分為兩束，其中一束用于測量光信號的總功率，另一束用于測量光信號中的噪聲功率。
其中將輸入的光信號分為兩束之前還包括對光信號進行濾波。濾波后的光信號經過分光比為Y的耦合器，將信號分為兩束。
步驟A測量光信號中的噪聲功率具體流程如圖2所示，包括以下步驟:
步驟Al:對用于測量光信號中的噪聲功率的光信號進行偏振分束，得到偏振方向相互垂直的兩支路。
步驟A2:對偏振方向相互垂直的兩支路中的一路光信號加入時延。對其中的一路光信號加入信號符號周期廣5倍的時延Vr，使得兩支路產生時延差，得到具有時延差的光信號。
步驟A3:將兩支路上具有時延差的光信號合在一起，得到偏振態(tài)隨頻率變化的光信號。
步驟A4:調整起偏角，使得一些頻點處的光信號完全干涉相消，得到包含噪聲功率信息的光譜。通過調整所述偏振角度的大小，使得發(fā)生相消干涉頻點處的兩相干光的振幅相同，相消干涉頻點處的光信號完全干涉相消，得到只包含噪聲功率的信息。其中某些特殊的偏振態(tài)完全干涉相消時所對應的偏振角如表I所示。
表I某些特殊的偏振態(tài)完全干涉相消時所對應的偏振角
權利要求
1.一種基于偏振干涉的帶內光信噪比檢測方法，其特征在于，所述方法具體包括: A:將輸入的光信號分為兩束，其中一束用于測量光信號的總功率，另一束用于測量光信號中的噪聲功率； B:根據(jù)所述光信號的總功率和所述噪聲功率計算光信噪比。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A中測量光信號中的噪聲功率具體包括: Al:對所述用于測量光信號中的噪聲功率的光信號進行偏振分束，得到偏振方向相互垂直的兩支路； A2:對所述兩偏振方向相互垂直的兩支路中的一路光信號加入時延； A3:將兩支路上具有時延差的光信號合在一起，得到偏振態(tài)隨頻率變化的光信號； A4:對所述偏振態(tài)隨頻率變化的光信號調整起偏角，使得一些頻點處的光信號完全干涉相消，得到包含噪聲功率信息的光譜。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將輸入的光信號分為兩束之前還包括對光信號進行濾波。
4.一種基于偏振干涉的帶內光信噪比檢測裝置，其特征在于，所述裝置具體包括: 光耦合器、光功率測量單元、噪聲功率測量單元和控制與運算單元； 其中所述光稱合器將輸入的光信號分為兩束，一束輸入所述光功率測量單兀，另一束輸入到所述噪聲功率測量單元； 所述光功率測量單元用于測量光信號的總功率； 所述噪聲功率測量單元用于測量光信號中的噪聲功率，包括:偏振分束器、時延線、偏振合束器、電控可旋轉起偏器和光頻譜監(jiān)測模塊； 所述控制與運算單元用于控制所述電控可旋轉起偏器的偏振角，并根據(jù)所述光功率測量單元輸出的光信號的總功率和所述噪聲功率測量單元輸出的噪聲功率計算光信噪比。
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述偏振分束器用于對光耦合器輸出的用于測量光信號中噪聲功率的光信號進行偏振分束，得到偏振方向相互垂直的兩支路。
6.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述時延線對所述偏振分束器輸出的一支路光信號加入時延，使兩支路產生時延差，得到具有時延差的兩支路光信號。
7.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述偏振合束器用于將兩支路上具有時延差的光信號合在一起，得到偏振態(tài)隨頻率變化的光信號。
8.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述電控可旋轉起偏器用于調整所述具有時延差的兩支路光信號的振幅大小，使得發(fā)生相消干涉頻點處的兩支路光的振幅相同。
9.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述光頻譜檢測模塊用于得到相應的光譜信息并將所述光譜信息輸入到所述控制與運算單元。
10.如權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括光濾波器，在光信號進入所述光耦合器之前還經過所述光濾波器進行濾波。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于偏振干涉的帶內光信噪比檢測方法和裝置，將輸入的光信號分為兩束，其中一束用于測量光信號的總功率，另一束用于測量光信號中的噪聲功率，對其進行偏振分束，得到偏振方向相互垂直的兩支路；其中一路加入時延；再將兩支路的光信號合在一起，得到偏振態(tài)隨頻率變化的光信號；調整起偏器的偏振角，使得一些頻點完全干涉相消，得到包含噪聲功率信息的光譜；根據(jù)所得到的光信號的總功率和噪聲功率計算光信噪比。本發(fā)明能夠檢測動態(tài)光網(wǎng)絡及高速光纖通信系統(tǒng)中信號的OSNR，檢測范圍從9dB到35dB，不受信號偏振態(tài)、光纖色散和偏振模色散的影響，對信號調制格式和傳輸速率透明，彌補了現(xiàn)有OSNR檢測方法的不足。
文檔編號H04B10/077GK103152098SQ201310046358
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月5日 優(yōu)先權日2013年2月5日
發(fā)明者席麗霞, 彭文雨, 張曉光, 翁軒, 趙東鶴 申請人:北京郵電大學