專利名稱：殘余色散實時檢測系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種波分復用(WDM)光傳輸殘余色散實時檢測的系統(tǒng)和方法，尤其涉及高速光信號傳輸領域的色散控制。
背景技術：
光纖的色散是光信號經(jīng)過光纖傳輸后產生的波形畸變的原因之一。由于光信號的不同頻率成分或不同模式在光纖中傳輸速度不同，因此造成光信號中的不同頻率成分到達光纖的終端有先有后，從而產生波形畸變。這種畸變表現(xiàn)在傳送一個脈沖信號時，光脈沖將隨著傳輸距離的延長，脈沖的寬度越來越寬，就需要針對色散進行管理和補償。目前在光通信領域使用非常廣泛是DCM(Directional coupler modulator，定向耦合調制)色散補償，但是DCM器件在復用段對色散補償時存在一些問題，特別是對于不同波長的色散補償量不一樣，很難精確地將所有通路的色散都補償?shù)阶罴研Ч?，因此各通路的色散過補償和欠補償是不可避免的，隨之帶來的光傳輸復用段中不同波長的通路光傳輸效果不一樣，有的甚至存在很大差異，特別是對于超長距離的光傳輸系統(tǒng)，由于色散的積累，各通路的色散都隨傳輸距離的延長而增大。同時，由于色散斜率的作用，位于兩側的邊緣通路間的色散積累量差別最大。當傳輸距離超過一定值后，會使具有較大色散積累量的通路的色散值超標，從而限制了整個波分復用系統(tǒng)的傳輸距離。因此進行每通道的殘余色散的檢測是非常必要的，可以提供每通道的殘余色散補償量，為系統(tǒng)優(yōu)化提供依據(jù)。
波分復用傳輸系統(tǒng)色散的測量需要用精密靈巧的皮秒級時延差的測量方法相移法、干涉法和脈沖時延法。ITU-T G.650規(guī)定調制相移(MPS)是測量色散的標準方法。主要原理是連續(xù)波(CW)光波源通過高頻正弦波進行輝度調制。調制的光信號通過被測系統(tǒng)傳送，通過接收機解調。將測量相對于原始電子信號的檢測到的調制相位。然后從該波長這一相位變化中計算相對群時延，色散的大小常用時延差表示。最后通過數(shù)學計算得出各個通道的殘余色散。
目前傳統(tǒng)檢測波分復用傳輸系統(tǒng)殘余色散方法，如圖1所示，有很多應用限制必須使用專用的色散測試儀表；需要中斷系統(tǒng)正常運轉，才能進行測試；當線路情況發(fā)生的變化(溫度變化、微彎損耗的影響、線路光纖類型變化、DCM更換、通道發(fā)生變化，路由發(fā)生變化)，而引起系統(tǒng)殘余色散變化時，無法實時檢測，不能為系統(tǒng)優(yōu)化提供及時有效的依據(jù)。圖2是現(xiàn)有技術中的波分復用光傳輸系統(tǒng)殘余色散傳統(tǒng)檢測方法示意圖。在中斷系統(tǒng)正常運轉的情況下，采用專用色散測試儀表進行測試。如果線路情況發(fā)生的變化(溫度變化、微彎損耗的影響、線路光纖類型變化、DCM更換、通道發(fā)生變化，路由發(fā)生變化)，不能實時檢測。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有的波分復用光傳輸系統(tǒng)殘余色散測試無法實時檢測的問題，提出了一種殘余色散實時檢測系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明所述殘余色散實時檢測系統(tǒng)，包括色散測試源S，用于輸出測試波長；色散檢測處理單元A，用于對所述色散測試源輸出的測試波長進行殘余色散檢測；發(fā)送端控制裝置C1，用于控制所述色散測試源輸出測試波長；接收端控制裝置C2，用于發(fā)送觸發(fā)條件來啟動殘余色散檢測，并控制所述色散檢測處理單元對所述色散測試源的輸出進行殘余色散檢測。
其中，接收端控制裝置根據(jù)通道中工作波長的起始波長和終止波長來確定測試通道范圍；所述色散檢測處理單元通過每通道輪循的方式對所有通道進行檢測。
本發(fā)明的殘余色散實時檢測系統(tǒng)還包括第一程控陣列開關，第二程控陣列開關以及第三程控陣列開關；其中當測試波長與工作波長有沖突的時，發(fā)送端控制裝置控制第一程控陣列開關連接為備用通道，并將工作波長切換到備用通道上；第二程控陣列開關選擇色散測試源進入主光通道；第三程控陣列開關連接為備用通道。當測試波長與工作波長無沖突時，且工作波長不在工作通道上，發(fā)送端控制裝置控制第一程控陣列開關連接為工作通道，將工作波長倒換回工作通道上；同時接收端控制裝置得到同步指令，通知第三程控陣列開關連接工作通道。
本發(fā)明的殘余色散實時檢測系統(tǒng)還包括第四程控陣列開關和第五程控陣列開關；其中發(fā)送端控制裝置控制第四程控開關連接為測試通道，第五程控開關與色散檢測處理單元相連。
本發(fā)明所述殘余色散實時檢測方法，包括以下步驟步驟1，根據(jù)接收端控制裝置所發(fā)送的觸發(fā)條件來啟動殘余色散檢測；步驟2，發(fā)送端控制裝置根據(jù)接收端控制裝置的輸出數(shù)據(jù)，控制色散測試源輸出測試波長；步驟3，色散檢測處理單元對上述色散測試源的輸出進行殘余色散檢測。
其中，在步驟1中還包括步驟1.1，確定測試通道范圍，其根據(jù)通道中工作波長的起始波長和終止波長來確定測試通道范圍；其中，在步驟3中還包括步驟3.1，所述色散檢測處理單元通過每通道輪循的方式對所有通道進行檢測；其中，在步驟2中還包括步驟2.1，當測試波長與工作波長有沖突的時，第一程控陣列開關連接為備用通道，并將工作波長切換到備用通道上；第二程控陣列開關選擇色散測試源進入主光通道；第三程控陣列開關連接為備用通道；其中，在步驟2中還包括步驟2.2，當測試波長與工作波長無沖突時，且工作波長不在工作通道上，第一程控陣列開關連接為工作通道，將工作波長倒換回工作通道上；同時接收端控制裝置得到同步指令，通知第三程控陣列開關連接工作通道；其中，在步驟2中還包括步驟2.3、第四程控開關連接為測試通道，第五程控開關與色散檢測處理單元相連。
采用本發(fā)明所述的系統(tǒng)和方法，與現(xiàn)有技術相比，更加適合系統(tǒng)設備在開通運營過程中殘余色散的實時監(jiān)控和檢測。檢測的結果可以被光傳輸系統(tǒng)其他部分管理和運用，同時也提高自動化測試程度。可以適應線路情況變化，為系統(tǒng)優(yōu)化及時提供依據(jù)。


圖1為現(xiàn)有技術中的傳輸線路示意圖；
圖2為現(xiàn)有技術中的系統(tǒng)結構示意圖；圖3為本發(fā)明的殘余色散實時檢測系統(tǒng)結構圖；圖4為本發(fā)明的殘余色散實時檢測方法流程圖；圖5為本發(fā)明實施例的結構圖；圖6為本發(fā)明實施例的流程圖；圖7為本發(fā)明第二個實施例的結構圖；圖8為本發(fā)明第二個實施例的示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖，對本發(fā)明的實施例作進一步的詳細說明。
本發(fā)明的殘余色散實時檢測系統(tǒng)，如圖3所示，該系統(tǒng)包括位于系統(tǒng)發(fā)送端的發(fā)送裝置T，其由光發(fā)送部分和復用器MUX組成；用于傳輸信號的傳輸線路；以及位于系統(tǒng)接收端的接收裝置R，其由解復用器DEMUX和光接收部分組成。以及，發(fā)送端控制裝置C1、色散測試源S、接收端控制裝置C2，接收端的色散檢測處理單元A以及信息交互接口IO。
其中，發(fā)送端控制裝置C1與接收端控制裝置C2之間通過數(shù)據(jù)信令傳輸網(wǎng)(DCN)通訊，進行協(xié)同運作；發(fā)送端控制裝置C1控制上述發(fā)送裝置T和色散測試源S，并控制色散測試源S輸出測試波長；接收端控制裝置C2控制上述接收裝置R和色散檢測處理單元A，并控制色散檢測處理單元A對上述色散測試源S的輸出進行殘余色散檢測和處理，并通過信息交互接口IO將相關信息輸出，同時接收相關指令，如系統(tǒng)設備其他部件(如網(wǎng)管、ASON控制平面)或操作人員的相關指令，并交給接收端控制裝置C2處理，從而完成殘余色散實時檢測。其中，上述色散測試源S為符合ITU-T G.650標準相關要求的光源和波長選擇器組成，色散檢測處理單元A為符合ITU-T G.650標準相關要求的探測器、信號處理器等組成。
本發(fā)明殘余色散實時檢測方法，如圖4所示，具體步驟如下步驟S100，根據(jù)接收端控制裝置所發(fā)送的觸發(fā)條件來啟動殘余色散檢測，其根據(jù)接收端控制裝置C2發(fā)送的觸發(fā)條件來啟動光傳輸殘余色散實時檢測，觸發(fā)條件為外部觸發(fā)和定時觸發(fā)，外部觸發(fā)條件是線路情況發(fā)生變化，通過信息交互接口IO發(fā)送觸發(fā)條件；定時觸發(fā)條件是每隔一定時間，系統(tǒng)自動啟動檢測；步驟S101，確定測試通道范圍，其根據(jù)系統(tǒng)應用情況確定測試通道中工作波長的起始波長和終止波長來確定測試通道范圍。首先進行路由判斷，其根據(jù)各個通道的路由信息，確定通道情況，同一工作波長由不同路由經(jīng)過，到達同一接收端的殘余色散是不同的，這不同的殘余色散值根據(jù)各個通道的路由信息標識出來；實際系統(tǒng)中采用的波長信息通過IO信息交互接口輸入接收端控制裝置C2中并存儲。根據(jù)接收端控制裝置C2中的波長信息，可以知道系統(tǒng)中工作波長的起始和終止波長。測試通道的起始波長＝工作起始波長-3nm；測試通道的終止波長＝工作終止波長+3nm；測試通道范圍＝測試通道的終止波長-測試通道的起始波長；步驟S102，進行殘余色散檢測，發(fā)送端控制裝置C1根據(jù)接收端控制裝置C2提供的數(shù)據(jù)，確定此時色散測試源S應輸出的測試波長，發(fā)指令給色散測試源S輸出相應波長，從而控制色散測試源S的輸出，色散檢測處理單元A通過每通道輪循的方式進行檢測和計算，具體為色散檢測處理單元A解調色散測試源S的輸出，測量相對于光源原始電子信號檢測到的調制相位，然后根據(jù)相位變化計算時延差，殘余色散大小以時延差表示，由此得出本通道的殘余色散，直至完成步驟S101所確定的所有通道的檢測；步驟S103，通過信息交互接口IO輸出檢測信息。
本發(fā)明的一個實施例，如圖5所示，其在檢測過程中不會中斷系統(tǒng)的正常業(yè)務。
第一程控光開關陣列OS1，選擇業(yè)務是在正常的工作通道還是要切換到備用通道上。當1與3連接時為工作通道；當1與2連接時為備用通道。第二程控光開關陣列OS2，選擇不同來源的相同波長通道的光進入MUX，當6與4連接時選擇的源是OTUn；當6與5連接時選擇的源是色散測試源S。第三程控光開關陣列OS3，與第一程控光開關陣列OS1配合使用，當7與9連接時為正常工作通道，當8和9連接時為備用通道下業(yè)務。
啟動殘余色散實時檢測后，首先確定測試通道范圍。接收端控制裝置C2與發(fā)送端控制裝置C1協(xié)調運作，通過輪循完成所有通道的測試。發(fā)送端控制裝置C1控制色散測試源S輸出測試波長。當測試波長與工作波長有沖突時，發(fā)送端控制裝置C1控制第一程控陣列開關OS1的1與2連接為備用通道，將工作波長倒換到備用通道上；同時控制第二程控陣列開關OS2將6與5連接，選擇色散測試源入MUX進入主光通道。同時接收端控制裝置C2得到同步指令，通知第三程控陣列開關OS3連接備用通道的業(yè)務，并進行該通道殘余色散的檢測。若工作波長在工作通道上，則進行下一通道殘余色散的檢測；若工作波長不在工作通道上，發(fā)送端控制裝置C1控制第一程控陣列開關OS1的1與3連接為工作通道，將工作波長倒換回工作通道上；同時接收端控制裝置C2得到同步指令，通知第三程控陣列開關OS3連接工作通道。接收端的接收裝置R先通過耦合器將主光通道信號的5％用來檢測色散。接收端控制裝置C2控制色散檢測處理單元A進行檢測和數(shù)據(jù)處理，并進行相關運算，完成殘余色散的檢測。通過信息交互接口IO將結果輸出。由于業(yè)務切換時間＜50ms(ITU-T G.841標準)，所以檢測過程中是沒有中斷系統(tǒng)正常業(yè)務的。
圖6是圖5實施例的控制流程圖，具體步驟如下步驟S200，根據(jù)接收端控制裝置所發(fā)送的觸發(fā)條件來啟動殘余色散檢測，其根據(jù)接收端控制裝置C2發(fā)送的觸發(fā)條件來啟動光傳輸殘余色散實時檢測，觸發(fā)條件為外部觸發(fā)和定時觸發(fā)，外部觸發(fā)條件是線路情況發(fā)生變化，通過信息交互接口IO發(fā)送觸發(fā)條件；定時觸發(fā)條件是每隔一定時間，系統(tǒng)自動啟動檢測；步驟S201，確定測試通道范圍，其根據(jù)系統(tǒng)應用情況確定測試通道中工作波長的起始波長和終止波長來確定測試通道范圍。首先進行路由判斷，其根據(jù)各個通道的路由信息，確定通道情況，同一工作波長由不同路由經(jīng)過，到達同一接收端的殘余色散是不同的，這不同的殘余色散值根據(jù)各個通道的路由信息標識出來；實際系統(tǒng)中采用的波長信息通過IO信息交互接口輸入接收端控制裝置C2中并存儲。根據(jù)接收端控制裝置C2中的波長信息，可以知道系統(tǒng)中工作波長的起始和終止波長。測試通道的起始波長＝工作起始波長-3nm；測試通道的終止波長＝工作終止波長+3nm；測試通道范圍＝測試通道的終止波長-測試通道的起始波長；步驟S202，判斷測試波長與系統(tǒng)工作信號波長是否沖突，若無沖突，執(zhí)行步驟S203；如有沖突，則陣列開關動作將工作通道切換到備用通道上，再執(zhí)行步驟S203；步驟S203，單通道殘余色散檢測，發(fā)送端控制裝置C1根據(jù)接收端控制裝置C2提供的數(shù)據(jù)，確定此時色散測試源S的輸出波長，發(fā)指令給色散測試源S輸出相應波長，從而控制色散測試源S的輸出，色散檢測處理單元A通過每通道輪循的方式進行檢測和計算，具體為色散檢測處理單元A解調色散測試源S的輸出，測量相對于光源原始電子信號檢測到的調制相位，然后根據(jù)相位變化計算時延差，殘余色散大小以時延差表示，由此得出本通道的殘余色散。
步驟S204，工作波長在工作通道上，則進行下一通道殘余色散的檢測；若工作波長不在工作通道上，發(fā)送端控制裝置C1控制程控陣列開關將工作波長倒換回工作通道上；步驟S205，開始下一通道殘余色散檢測；步驟S206，如此輪循，直至所有通道測試完畢，若所有通道檢測結束，執(zhí)行步驟S207，否則返回步驟S202；步驟S207，接收端控制裝置C2控制信息交互接口IO輸出相關信息。
本發(fā)明的第二個實施例，如圖7所示，第四程控光開關陣列OS4和第五程控光開關陣列OS5，當10與11連接，系統(tǒng)為正常工作通道；當10與12連接，系統(tǒng)進入測試通道。
啟動波分復用光傳輸殘余色散實時檢測系統(tǒng)后，進行路由判斷，確定不同通道的線路情況。確定測試通道的波長范圍。接收端控制裝置C2與發(fā)送端控制裝置C1協(xié)調運作。發(fā)送端控制裝置C1控制色散測試源S輸出，同時通知第四程控開關OS4的10與12連接，系統(tǒng)進入測試通道。系統(tǒng)的接收端控制裝置C2通知第五程控開關OS5的10與12連接控制色散檢測處理單元A進行檢測和數(shù)據(jù)處理，色散檢測處理單元A解調色散測試源S的輸出，測量相對于光源原始電子信號檢測到的調制相位，然后根據(jù)相位變化計算時延差得到本通道的殘余色散，完成殘余色散的檢測。通過信息交互接口IO將結果輸出。
圖8是體現(xiàn)本發(fā)明的第二個實施例，描述路由不同時，本發(fā)明的應對舉例。
在環(huán)網(wǎng)應用中，節(jié)點A經(jīng)路由1到達節(jié)點C的線路情況和經(jīng)路由2到達節(jié)點C的線路情況完全不同，因此同一通道經(jīng)由不同的路由殘余色散是不同的。
在路由1的條件下考慮2種情況第1種，在B節(jié)點有電中繼。圖3中的T部分應在節(jié)點B，而不是節(jié)點A。線路情況為傳輸線路BC；第2種，在B節(jié)點無電中繼。圖3中的T部分應在節(jié)點A。線路情況為傳輸線路AB+BC；路由2的線路情況為傳輸線路AC。
本說明書所附實施例是體現(xiàn)本發(fā)明構思的一些典型例子，本領域的技術人員可意識到，在不脫離本發(fā)明的主要思想的情況下可以對本發(fā)明做出修改和變更。
權利要求
1.一種殘余色散實時檢測系統(tǒng)，在波分復用光傳輸中進行殘余色散實時檢測，其特征在于，包括色散測試源，用于輸出測試波長；色散檢測處理單元，用于對所述色散測試源輸出的測試波長進行殘余色散檢測；發(fā)送端控制裝置，用于控制所述色散測試源輸出測試波長；接收端控制裝置，用于發(fā)送觸發(fā)條件來啟動殘余色散檢測，并控制所述色散檢測處理單元對所述色散測試源的輸出進行殘余色散檢測。
2.根據(jù)權利要求1的殘余色散實時檢測系統(tǒng)，其特征在于接收端控制裝置根據(jù)通道中工作波長的起始波長和終止波長來確定測試通道范圍。
3.根據(jù)權利要求2的殘余色散實時檢測系統(tǒng)，其特征在于所述色散檢測處理單元通過每通道輪循的方式對所有通道進行檢測。
4.根據(jù)權利要求1的殘余色散實時檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一程控陣列開關，第二程控陣列開關以及第三程控陣列開關；其中當測試波長與工作波長有沖突的時，發(fā)送端控制裝置控制第一程控陣列開關連接為備用通道，并將工作波長切換到備用通道上；第二程控陣列開關選擇色散測試源進入主光通道；第三程控陣列開關連接為備用通道。
5.根據(jù)權利要求4的殘余色散實時檢測系統(tǒng)，其特征在于當測試波長與工作波長無沖突時，且工作波長不在工作通道上，發(fā)送端控制裝置控制第一程控陣列開關連接為工作通道，將工作波長倒換回工作通道上；同時接收端控制裝置得到同步指令，通知第三程控陣列開關連接工作通道。
6.根據(jù)權利要求1的殘余色散實時檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括第四程控陣列開關和第五程控陣列開關；其中發(fā)送端控制裝置控制第四程控開關連接為測試通道，第五程控開關與色散檢測處理單元相連。
7.一種基于權利要求1所述的系統(tǒng)的殘余色散實時檢測方法，在波分復用光傳輸中進行殘余色散實時檢測，其特征在于，包括步驟1，根據(jù)接收端控制裝置所發(fā)送的觸發(fā)條件來啟動殘余色散檢測；步驟2，發(fā)送端控制裝置根據(jù)接收端控制裝置的輸出數(shù)據(jù)，控制色散測試源輸出測試波長；步驟3，色散檢測處理單元對上述色散測試源的輸出進行殘余色散檢測。
8.根據(jù)權利要求7所述的殘余色散實時檢測方法，其特征在于，在步驟1中還包括步驟1.1，確定測試通道范圍，其根據(jù)通道中工作波長的起始波長和終止波長來確定測試通道范圍。
9.根據(jù)權利要求8所述的殘余色散實時檢測方法，其特征在于，在步驟3中還包括步驟3.1，所述色散檢測處理單元通過每通道輪循的方式對所有通道進行檢測。
10.根據(jù)權利要求7所述的殘余色散實時檢測方法，其特征在于，在步驟2中還包括步驟2.1，當測試波長與工作波長有沖突的時，第一程控陣列開關連接為備用通道，并將工作波長切換到備用通道上；第二程控陣列開關選擇色散測試源進入主光通道；第三程控陣列開關連接為備用通道。
11.根據(jù)權利要求10所述的殘余色散實時檢測方法，其特征在于，在步驟2中還包括步驟2.2，當測試波長與工作波長無沖突時，且工作波長不在工作通道上，第一程控陣列開關連接為工作通道，將工作波長倒換回工作通道上；同時接收端控制裝置得到同步指令，通知第三程控陣列開關連接工作通道。
12.根據(jù)權利要求7所述的殘余色散實時檢測方法，其特征在于，在步驟2中還包括步驟2.3，第四程控開關連接為測試通道，第五程控開關與色散檢測處理單元相連。
全文摘要
本發(fā)明針對現(xiàn)有的殘余色散測試無法實時檢測的問題，提出了一種殘余色散實時檢測系統(tǒng)和方法，當殘余色散發(fā)生變化時，可以及時檢測變化。本發(fā)明所述的殘余色散實時檢測系統(tǒng)包括，色散測試源，用于輸出測試波長；色散檢測處理單元，用于對所述色散測試源輸出的測試波長進行殘余色散檢測；發(fā)送端控制裝置，用于控制所述色散測試源輸出測試波長；接收端控制裝置，用于發(fā)送觸發(fā)條件來啟動殘余色散檢測，并控制所述色散檢測處理單元對所述色散測試源的輸出進行殘余色散檢測。
文檔編號H04B10/18GK101047441SQ200610011598
公開日2007年10月3日 申請日期2006年3月30日 優(yōu)先權日2006年3月30日
發(fā)明者蘇婕, 王加瑩 申請人:中興通訊股份有限公司