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CN102045109A - 一种光纤链路在线色散测量装置 - Google Patents

一种光纤链路在线色散测量装置 Download PDF

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CN102045109A
CN102045109A CN2011100217927A CN201110021792A CN102045109A CN 102045109 A CN102045109 A CN 102045109A CN 2011100217927 A CN2011100217927 A CN 2011100217927A CN 201110021792 A CN201110021792 A CN 201110021792A CN 102045109 A CN102045109 A CN 102045109A
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China
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signal
optical
frequency
signals
electric
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曹祥东
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Qingdao Self Trade Laser Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种光纤链路在线色散测量装置，包括沿光路依次连接的光域频谱处理单元、光电转换单元、混频单元和信号处理单元，光域频谱处理单元，用于对光纤链路输入的光信号进行滤波、调制处理，并将分别指定上、下边带频谱后的两路光信号输出到光电转换单元；光电转换单元，用于对光域频谱处理单元输出的两路光信号进行探测，转换为两路电域信号，并将该两路电信号输出到混频单元；混频单元，用于将光电转换单元输出的两路光信号进行混频处理，并将经混频处理后的电信号输出到信号处理单元；信号处理单元，用于接收混频单元输出的信号，对信号进行模数转换处理，并对模数转换处理后的信号进行算法处理，计算出光纤链路色散值。

Description

一种光纤链路在线色散测量装置
技术领域
本发明涉及用于实时测量光传输系统和DWDM系统链路色散(CD)的装置，该色散测量装置尤其适用于骨干网传输系统中。
背景技术
目前针对光传输系统在线色散测量的研究，该领域学者做了大量工作所提出的一系列在线色散测量方案根据其操作模式，大体可分为双端测量和单端测量两种模式。
在线色散测量双端模式即是需要在传输系统的数据发射端对传输设备作相关配置或加入某种形式的待测信号，并在接收端通过提取相应信号的某一特征量推导出传输链路色散量。现已提出的双端模式在线色散测量方法有基于频域的RF频谱分析法和基于时域的脉冲群速时延差探测法两种。基于频域的RF频谱分析法的在线色散测量,此类方法不足之处在于需要对数据发射端作相关配置，该操作会给链路的通信质量带来损伤，导致信号传输质量恶化，使接收端误码率增大；基于时域的脉冲群速时延差探测法的在线色散测量，该方案需要采用高速的光电探测器，高灵敏的RF功率探测器以及其他高速辅助测量设备，并且要求发射端与接收端具备严格的时钟同步，系统成本高，精度存在较大波动，不适合长途光纤链路色散的实时监测。
在线色散测量单端模式即是不需要在发射端做相关配置，仅仅在光传输链路的某一点实现链路色散监测功能。现已提出的单端模式在线色散测量方案有基于时域异步采样法的在线色散监控和基于相位敏感探测的RF频谱分析法两种。基于时域异步采样法的在线色散监控，此类方法需要采用高速的光电器件，如光速光电探测器、高速模数转换器、高速信号分析仪等器件或设备，系统成本极高，且色散测量范围有限，精度不高，适合在一定范围内监测链路色散变化情况，不适合链路色散实际测量,链路数据速率越高，此类方案的实现难度越大，并且此类方法与数据调制格式相关，一种方案只能针对某一种特定调制格式；基于相位敏感探测的RF频谱分析法的在线色散监测，此类方法存在与上述方案类似的不足，需要采用高速的光电器件和昂贵的频谱分析仪器，测量范围偏小，测量系统体积偏大，不能实现光传输系统的色散实时测量，链路色散极性不能识别，并且测量系统抗噪音性能较差，系统成本偏高，测量结果受器件性能影响较大，多次测量结果的一致性较差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种光传输系统和DWDM系统光纤链路在线色散(CD)测量的装置，该装置基于单端测量模式，在光传输系统中的任意测量点可实现系统的色散在线实时测量。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种光纤链路在线色散测量装置，包括沿光路依次连接的光域频谱处理单元、光电转换单元、混频单元和信号处理单元，
光域频谱处理单元，用于对光纤链路输入的光信号进行滤波、调制处理，并将分别指定上、下边带频谱后的两路光信号输出到光电转换单元；
光电转换单元，用于对光域频谱处理单元输出的两路光信号进行探测，转换为两路电域信号，并将该两路电信号输出到混频单元；
混频单元，用于将光电转换单元输出的两路光信号进行混频处理，并将经混频处理后的电信号输出到信号处理单元；
信号处理单元，用于接收混频单元输出的信号，对信号进行模数转换处理，并对模数转换处理后的信号进行算法处理，计算出光纤链路色散值。
进一步的，光域频谱处理单元包括沿光路依次连接的滤波装置、光线路分支单元和信号边带光谱分离器，
滤波装置，用于分离提取光纤链路各信道的光信号；
光线路分支单元，用于将经滤波装置处理的光路分支；
信号边带分离器，用于接收光线路分支单元输出的光信号，实现信号上、下边带光谱提取功能，输出一定谱宽的上、下边带光信号，并将指定上、下边带频谱后的两路光信号输出到光电转换单元。
进一步的，滤波装置为可调光带通滤波器，光线路分支单元为光分支器，信号边带分离器为光带通滤波器。
进一步的，可调光带通滤波器为阵列波导光栅、马赫兹干涉仪或微环谐振器。
进一步的，光分支器为1×2光路分支器。
进一步的，光带通滤波器为阵列波导光栅、马赫兹干涉仪或微环谐振器。
进一步的，光电转换单元包括第一光电探测器和第二光电探测器，
第一光电探测器，用于将光域频谱处理单元输出的上边带光信号进行探测，转换为电域信号后，输出至混频单元；
第二光电探测器，用于将光域频谱处理单元输出的下边带光信号进行探测，转换为电域信号后，输出至混频单元。
进一步的，混频单元包括第一电信号分支器、第二电信号分支器，射频本振源，移相器、第一混频器、第二混频器、第三混频器和第四混频器，
第一电信号分支器，用于将光电转换单元输出的其中一路电信号分支为两路电信号，并将这两路电信号分别输出到第一混频器和第二混频器的射频输入端；
第二电信号分支器，用于将光电转换单元输出的另一路电信号分支为两路电信号，并将这两路电信号分别输出到第三混频器和第四混频器的射频输入端；
射频本振源，产生一定频率的射频信号，并将其中两路相位相同的射频信号分别输出到第一混频器和第四混频器的本振输入端，射频本振源产生的第三路射频信号输出到移相器；
移相器，用于接收射频本振源输出的射频信号，产生一定大小的相移，并输出分为两路，分别输出到第二混频器和第三混频器的本振输入端；
第一混频器，用于将所述第一电信号分支器和射频本振源输出的两路电信号的混频，并对产生新频率信号中的一定频率大小的中频信号进行放大，并输出信号到信号处理单元；
第二混频器，用于将所述第一电信号分支器和移相器输出的两路电信号的混频，并对产生新频率信号中的一定频率大小的中频信号进行放大，并输出信号到信号处理单元；
第三混频器，用于将所述第二电信号分支器和移相器输出的两路电信号的混频，并对产生新频率信号中的一定频率大小的中频信号进行放大，并输出信号到信号处理单元；
第四混频器，用于将所述第二电信号分支器和射频本振源输出的两路电信号的混频，并对产生新频率信号中的一定频率大小的中频信号进行放大，并输出信号到信号处理单元。
进一步的，信号处理单元包括串联的模数转换器和信号处理器，
模数转换器，用于将混频单元输出的信号转换为数字信号，并输出到信号处理器；
信号处理器，用于接收模数转换器输出的数字信号，并完成数据的算法处理，计算出链路色散特征量。
进一步的，信号处理器为微控制器、通用处理器、数字信号处理器或现场可编程逻辑门阵列。 
本发明的有益效果是：本发明提供一种基于全新的信号频谱相位差提取方法来实现在线色散实时测量功能的装置，利用本发明装置来进行光纤链路色散实时测量的方法与现有技术相比，主要具备以下几方面优势： 
（1）不对光传输系统发射端做任何改动，不影响系统传输质量，实现在线测量链路色散的大小和极性；
（2）该方法无须进行数据恢复，无须时钟同步或匹配要求，实现色散测量与数据调制格式、数据速率无关；
（3）可实现单通道或多通道色散在线并行实时测量，测量时间短；
（4）链路色散测量与数据传输同时进行，不对链路通信带来任何干扰；
（5）测量范围可调节，测量精度高，操作灵活；
（6）成本低；
（7）系统体积小，易于集成化，可实现色散在线测量的芯片方案。
附图说明
图1为本发明一种光纤链路在线色散测量装置第一个实施例的构成示意图；
图2为本发明一种测量光纤链路色散测量装置第二个实施例的构成示意图；
图3为以单通道数据速率为10Gb/s、数据调制格式为NRZ码型链路为测量实例，取RF本振信号频率为2.4GHz，本发明装置在线色散测量得到的上、下边带相位差测量结果分布曲线；
图4为以单通道数据速率为10Gb/s、数据调制格式为NRZ码型链路为测量实例，取RF本振信号频率为2.4GHz，基于本发明装置在线色散测量结果与链路实际色散值的对比曲线；
图5为本发明光纤链路在线色散测量装置在点对点光传输系统中的应用方式示意图；
图6为光纤链路在线色散测量装置在DWDM系统中的应用方式示意图。
具体实施方式
以下通过实施例的方式进一步说明本发明，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
如图1所示，本发明光纤链路在线色散测量装置包括沿光路依次连接的光域频谱处理单元1、光电转换单元2、混频单元3和信号处理单元4。
光频谱处理单元1对入射光进行光频谱处理，分离上、下边带光谱信号，并输出包含载波在内的一定谱宽的部分上、下边带光信号，并将部分上、下边带信号施加到光电转换单元2，该光频谱处理单元1包括沿光路依次连接的前端滤波装置101、光线路分支单元102和信号边带分离器，其中，滤波装置101采用可调光带通滤波器，可调光带通滤波器可以采用阵列波导光栅（AWG）、马赫兹干涉仪（MZI）、微环谐振器等，光线路分支单元102采用1×2光路分支器实现光路的分支；信号边带分离器可以采用两路较高Q值的光带通滤波器实现，该光带通滤波器为第一光带通滤波器103和第二光带通滤波器104，第一光带通滤波器103和第二光带通滤波器104可以采用阵列波导光栅（AWG）、马赫兹干涉仪（MZI）、微环谐振器等。
系统前端采用可调光带通滤波器（OBPF）提取光传输系统或DWDM系统某一信道的信号光，从OBPF输出的光信号经1×2光路分支器分支成两路后同时施加给后续的第一光带通滤波器103和第二光带通滤波器104，以实现信号上、下边带光谱提取功能，通过第一光带通滤波器103和第二光带通滤波器104后的光信号上、下边带的电场表达式分别为：
                                                 
Figure 708818DEST_PATH_IMAGE001
                 （1）
  
Figure 38168DEST_PATH_IMAGE002
                （2）
其中，
Figure 299386DEST_PATH_IMAGE003
是探测器输出的总信号能量，且，
Figure 587727DEST_PATH_IMAGE005
是信号中心载波角频率，
Figure 404373DEST_PATH_IMAGE006
是调制数据的角频率，
Figure 406964DEST_PATH_IMAGE007
为下边带信号相位，
Figure 992666DEST_PATH_IMAGE008
为上边带信号相位。
光电转换单元2由第一光电探测器21和第二光电探测器22构成，第一光电探测器21和第二光电探测器22为PD（photo detector）光电探测器，合理选取PD的探测窗口和带宽，实现光信号转化为电信号。
采用第一光电探测器21（PD）和第二光电探测器22（PD）分别对第一光带通滤波器103和第二光带通滤波器104输出的光信号进行探测，转换为电域信号，并将电信号施加到混频单元，混频单元的两路正交本振信号分别为：
Figure 732432DEST_PATH_IMAGE009
                                    （3）
Figure 36374DEST_PATH_IMAGE010
                                 （4）
其中，
Figure 577077DEST_PATH_IMAGE011
为本振信号角频率，
Figure 17286DEST_PATH_IMAGE012
为本振信号初始相位。
混频单元3主要包括第一电信分支器301、第二电信分支器302、RF射频本振源303、移相器304、第一混频器305、第二混频器306、第三混频器307和第四混频器308。
第一电信号分支器301将第一光电探测器21输出的电信号分支为两路电信号，并将这两路电信号分别输出到第一混频器305和第二混频器306的射频输入端；第二电信号分支器302将第二光电探测器22输出的电信号分支为两路电信号，并将这两路电信号分别输出到第三混频器307和第四混频器308的射频输入端；RF射频本振源303产生某一频率
Figure 680348DEST_PATH_IMAGE011
的RF信号，将其中三路同频同相RF信号中的两路分别输出到第一混频器305和第四混频器308的本振输入端，RF射频本振源303产生的第三路RF信号输出到移相器304, 移相器304对输入的RF信号产生90°的相移，移相器304输出信号分为两路，分别同时施加给第二混频器306和第三混频器307的本振输入端，第一混频器305完成输入的两路电信号的混频，并对产生新频率信号中的频率大小为的
Figure 707472DEST_PATH_IMAGE013
中频信号进行放大，输出信号
Figure 114183DEST_PATH_IMAGE014
；第二混频器306完成输入的两路电信号的混频，并对产生新频率信号中的频率大小为的
Figure 346581DEST_PATH_IMAGE013
中频信号进行放大，输出信号
Figure 180545DEST_PATH_IMAGE015
；第三混频器307完成输入的两路电信号的混频，并对产生新频率信号中的频率大小为的
Figure 193500DEST_PATH_IMAGE013
中频信号进行放大，输出信号
Figure 639787DEST_PATH_IMAGE016
；第四混频器308完成输入的两路电信号的混频，并对产生新频率信号中的频率大小为的
Figure 54588DEST_PATH_IMAGE013
中频信号进行放大，输出信号
Figure 59453DEST_PATH_IMAGE017
。
上、下边带信号经过第一光电探测器21和第二光电探测器22后的两路正交本振信号经RF混频单元后所得到的信号表达式为：
上边带I路：
Figure 497388DEST_PATH_IMAGE018
                      （5）
上边带Q路：
Figure 245901DEST_PATH_IMAGE019
                      （6）
下边带I路：
Figure 16673DEST_PATH_IMAGE020
                       （7）
下边带Q路：
Figure 192439DEST_PATH_IMAGE021
                      （8）
当需要提取信号中频率为
Figure 117670DEST_PATH_IMAGE006
的信号相位，使
Figure 404295DEST_PATH_IMAGE011
=
Figure 793688DEST_PATH_IMAGE006
，则对应的I、Q两路输出为：
Figure 376241DEST_PATH_IMAGE022
                                 （9）
Figure 788768DEST_PATH_IMAGE023
                             （10）
Figure 879084DEST_PATH_IMAGE024
                                 （11）
                             （12）
其中，
Figure 640552DEST_PATH_IMAGE003
是探测器输出的总信号能量，且
Figure 274796DEST_PATH_IMAGE004
，是下边带信号相位，
Figure 768674DEST_PATH_IMAGE008
是上边带信号相位，
Figure 457144DEST_PATH_IMAGE012
为本振信号相位。
信号处理单元4包括第一模数转换器41（ADC）、第二模数转换器42（ADC）、第三模数转换器43（ADC）、 第四模数转换器44（ADC）和信号处理器45；第一模数转换器41,第二模数转换器42, 第三模数转换器43, 第四模数转换器44分别将混频单元3中第一混频器305、第二混频器306、第三混频器307和第四混频器308输出的4路信号
Figure 641001DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 574584DEST_PATH_IMAGE015
，
Figure 730759DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 590130DEST_PATH_IMAGE017
转换为数字信号，并送入信号处理器45中进行数字信号处理，信号处理器45完成数据的算法处理并计算出链路色散特征量，信号处理器45可以采用微控制器（MCU）、通用处理器（PC）、数字信号处理器（DSP）、现场可编程逻辑门阵列（FPGA）等实现。
信号处理器45从信号
Figure 261283DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 231513DEST_PATH_IMAGE015
的某幅频点的幅度比值和从信号
Figure 805976DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 773932DEST_PATH_IMAGE017
的某幅频点的幅度比值通过以下表达式计算出光纤链路上、下边带信号的相位差：
Figure 932381DEST_PATH_IMAGE026
                                 （13）
Figure 706302DEST_PATH_IMAGE027
                                 （14）
Figure 633807DEST_PATH_IMAGE028
                   （15）
并通过以下表达式由相位差计算出链路色度色散（CD）值：
Figure 324727DEST_PATH_IMAGE029
                                   （16）                                      
其中， 
Figure 970472DEST_PATH_IMAGE012
为本振RF信号初相位，c为光速，
Figure 548084DEST_PATH_IMAGE030
为所检测信道的中心波长，
Figure 330095DEST_PATH_IMAGE011
为RF信号的角频率，k为色散计算中的修正系数，根据不同测量范围由算法确定。                    
 实施例二
本实施例给出了DWDM多通道色散在线同时测量的具体实施方式。
如图2所示，光频谱处理单元1中的可调光带通滤波器采用阵列波导光栅作为前端滤波装置101，用于分离DWDM系统中各信道的光信号
Figure 265952DEST_PATH_IMAGE031
。以
Figure 398993DEST_PATH_IMAGE032
信道色散测量为例，阵列波导光栅输出
Figure 78499DEST_PATH_IMAGE033
信道光信号，施加给光线路分支单元102，光线路分支单元102采用
Figure 918279DEST_PATH_IMAGE034
光路分支器实现光路的分支；信号边带分离器可以采用两路较高Q值的光带通滤波器实现，该信号边带分离器包括第一光带通滤波器103和第二光带通滤波器104，第一光带通滤波器103和第二光带通滤波器104可以采用阵列波导光栅（AWG）、马赫兹干涉仪（MZI）、微环谐振器等。
系统前端采用阵列波导光栅（AWG）提取DWDM系统信道的信号光，从AWG输出的光信号经1×2光路分支器分支成两路后同时施加给后续的第一光带通滤波器103和第二光带通滤波器104，以实现信号上、下边带光谱提取功能，通过第一光带通滤波器103和第二光带通滤波器104后的光信号上、下边带的电场表达式分别为：
Figure 81593DEST_PATH_IMAGE035
                   （1）
Figure 735428DEST_PATH_IMAGE036
                   （2）
其中， 是探测器输出的总信号能量，且
Figure 910637DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure 752691DEST_PATH_IMAGE005
是信号中心载波角频率，
Figure 210217DEST_PATH_IMAGE006
是调制数据的角频率，
Figure 86906DEST_PATH_IMAGE007
为下边带信号相位，
Figure 473150DEST_PATH_IMAGE008
为上边带信号相位。
光电转换单元2由第一光电探测器21和第二光电探测器22构成，第一光电探测器21和第二光电探测器22为PD（photonic detector）光电探测器，合理选取PIN的探测窗口和带宽，实现光信号转化为电信号。
采用第一光电探测器21（PD）和第二光电探测器22（PD）分别对第一光带通滤波器103和第二光带通滤波器104输出的光信号进行探测，转换为电域信号，并将电信号施加到混频单元，混频单元的两路正交本振信号分别为：
Figure 802500DEST_PATH_IMAGE009
                                    （3）
Figure 1400DEST_PATH_IMAGE010
                                 （4）
其中，
Figure 732596DEST_PATH_IMAGE011
为本振信号的角频率，
Figure 788277DEST_PATH_IMAGE012
为本振信号的初始相位。
混频单元3主要包括第一电信分支器301、第二电信分支器302、RF射频本振源303、移相器304、第一混频器305、第二混频器306、第三混频器307和第四混频器308。
第一电信号分支器301将第一光电探测器21输出的电信号分支为两路电信号，并将这两路电信号分别输出到第一混频器305和第二混频器306的射频输入端；第二电信号分支器302将第二光电探测器22输出的电信号分支为两路电信号，并将这两路电信号分别输出到第三混频器307和第四混频器308的射频输入端；RF射频本振源303产生某一频率
Figure 106388DEST_PATH_IMAGE011
的RF信号，将其中三路同频同相RF信号中的两路分别输出到第一混频器305和第四混频器308的本振输入端，RF射频本振源303产生的第三路RF信号输出到移相器304, 移相器304对输入的RF信号产生90°的相移，移相器304输出信号分为两路，分别同时施加给第二混频器306和第三混频器307的本振输入端，第一混频器305完成输入的两路电信号的混频，并对产生新频率信号中的频率大小为的
Figure 843400DEST_PATH_IMAGE013
中频信号进行放大，输出信号
Figure 429102DEST_PATH_IMAGE014
；第二混频器306完成输入的两路电信号的混频，并对产生新频率信号中的频率大小为的
Figure 921263DEST_PATH_IMAGE013
中频信号进行放大，输出信号
Figure 225205DEST_PATH_IMAGE015
；第三混频器307完成输入的两路电信号的混频，并对产生新频率信号中的频率大小为的中频信号进行放大，输出信号
Figure 707582DEST_PATH_IMAGE016
；第四混频器308完成输入的两路电信号的混频，并对产生新频率信号中的频率大小为的
Figure 105065DEST_PATH_IMAGE013
中频信号进行放大，输出信号
Figure 896303DEST_PATH_IMAGE017
。
上、下边带信号经过第一光电探测器21和第二光电探测器22后的两路正交本振信号经RF混频单元后所得到的信号表达式为：
上边带I路：
Figure 663533DEST_PATH_IMAGE018
                      （5）
上边带Q路：
Figure 223828DEST_PATH_IMAGE019
                      （6）
下边带I路：
Figure 995475DEST_PATH_IMAGE020
                       （7）
下边带Q路：
Figure 8430DEST_PATH_IMAGE021
                      （8）
当需要提取信号中频率为
Figure 466436DEST_PATH_IMAGE006
的信号相位，使
Figure 881237DEST_PATH_IMAGE011
=
Figure 886102DEST_PATH_IMAGE006
，则对应的I、Q两路输出为：
                                 （9）
Figure 806970DEST_PATH_IMAGE023
                             （10）
Figure 843322DEST_PATH_IMAGE024
                                 （11）
Figure 19088DEST_PATH_IMAGE025
                             （12）
其中，
Figure 944319DEST_PATH_IMAGE003
是探测器输出的总信号能量，且
Figure 293261DEST_PATH_IMAGE004
， 
Figure 918539DEST_PATH_IMAGE012
为本振RF信号初相位，
Figure 389841DEST_PATH_IMAGE007
为下边带信号相位，为上边带信号相位。
信号处理单元4包括第一模数转换器41、第二模数转换器42、第三模数转换器43、 第四模数转换器44和信号处理器45；第一模数转换器41,第二模数转换器42, 第三模数转换器43, 第四模数转换器44分别将混频单元3中第一混频器305、第二混频器306、第三混频器307和第四混频器308输出的4路信号
Figure 456465DEST_PATH_IMAGE037
，
Figure 700365DEST_PATH_IMAGE015
，
Figure 890037DEST_PATH_IMAGE016
，转换为数字信号，并送入信号处理器45中进行数字信号处理，信号处理器45完成数据的算法处理并计算出链路色散特征量，信号处理器45可以采用微控制器（MCU）、通用处理器（PC）、数字信号处理器（DSP）、现场可编程逻辑门阵列（FPGA）等实现。
信号处理器45从信号，
Figure 346055DEST_PATH_IMAGE015
的某幅频点的幅度比值和从信号
Figure 768946DEST_PATH_IMAGE016
，的某幅频点的幅度比值通过以下表达式计算出光纤链路上、下边带信号的相位差：
                                 （13）
Figure 104877DEST_PATH_IMAGE027
                                 （14）
Figure 901932DEST_PATH_IMAGE028
                   （15）
并通过以下表达式由相位差计算出链路色度色散（CD）值：
Figure 573085DEST_PATH_IMAGE029
                                   （16）                                      
其中， 为本振RF信号初相位，c为光速，为所检测信道的中心波长，
Figure 383357DEST_PATH_IMAGE011
为RF信号的角频率，k为色散计算中的修正系数，根据不同测量范围由算法确定。
图3为以单通道数据速率为10Gb/s、数据调制格式为NRZ码型（Non- Return-to-Zero,非归零码)链路为测量实例，取RF本振信号频率为2.4GHz，采用本发明装置在线色散测量，计算出的上、下边带相位差曲线，图4为由本发明装置测得的上、下边带相位差计算出链路色散值曲线。
本发明装置本发明装置应用于光传输系统和DWDM光传输系统实现在线色散测量功能。
如图5所示，描述了本发明光纤链路在线色散测量装置在点对点光传输系统中的应用方式。本发明光纤链路在线色散测量装置可在光传输系统中的任意点实现在线实时色散测量，为光传输系统设计者或系统运营商提供准确的光传输链路的色散信息；本发明光纤链路在线色散测量装置测量出的链路实时色散值可作为接收端可调色散补偿器（TDC）色散补偿量的调节依据。
如图6所示，描述了本发明光纤链路在线色散测量装置在DWDM系统中的应用方式；本发明光纤链路在线色散测量装置可以在DWDM系统中的任意点实现在线实时色散测量，为可调色散补偿器（TDC）提供链路色散补偿依据，本发明色散测量装置在线实时测量链路色散值，并将所测链路色散值作为反馈信号传递给链路色散管理子系统，从而实现光传输系统的高精度色散在线管理功能。
 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光纤链路在线色散测量装置，其特征在于：包括沿光路依次连接的光域频谱处理单元、光电转换单元、混频单元和信号处理单元，
所述光域频谱处理单元，用于对光纤链路输入的光信号进行滤波、调制处理，并将分别指定上、下边带频谱后的两路光信号输出到光电转换单元；
所述光电转换单元，用于对所述光域频谱处理单元输出的两路光信号进行探测，转换为两路电域信号，并将该两路电信号输出到混频单元；
所述混频单元，用于将所述光电转换单元输出的两路光信号进行混频处理，并将经混频处理后的电信号输出到信号处理单元；
所述信号处理单元，用于接收所述混频单元输出的信号，对信号进行模数转换处理，并根据模数转换处理后的信号计算出光纤链路色散值。
2.根据权利要求1所述的一种光纤链路在线色散测量装置，其特征在于：所述光域频谱处理单元包括沿光路依次连接的滤波装置、光线路分支单元和信号边带光谱分离器，
所述滤波装置，用于分离光纤链路各信道的光信号；
所述光线路分支单元，用于将经滤波装置处理的光路分支；
所述信号边带分离器，用于接收光线路分支单元输出的光信号，实现信号上、下边带光谱提取功能，输出一定谱宽的上、下边带光信号，并将指定上、下边带频谱后的两路光信号输出到光电转换单元。
3.根据权利要求2所述的一种光纤链路在线色散测量装置，其特征在于：所述滤波装置为可调光带通滤波器，所述光线路分支单元为光分支器，所述信号边带分离器为光带通滤波器。
4.根据权利要求3所述的一种光纤链路在线色散测量装置，其特征在于：所述可调光带通滤波器为阵列波导光栅、马赫兹干涉仪或微环谐振器。
5.根据权利要求3所述的一种光纤链路在线色散测量装置，其特征在于：所述光分支器为1×2光路分支器。
6.根据权利要求3所述的一种光纤链路在线色散测量装置，其特征在于：所述光带通滤波器为阵列波导光栅、马赫兹干涉仪或微环谐振器。
7.根据权利要求1所述的一种光纤链路在线色散测量装置，其特征在于：所述光电转换单元包括第一光电探测器和第二光电探测器，
所述第一光电探测器，用于将光域频谱处理单元输出的上边带光信号进行探测，转换为电域信号后，输出至混频单元；
所述第二光电探测器，用于将光域频谱处理单元输出的下边带光信号进行探测，转换为电域信号后，输出至混频单元。
8.根据权利要求1所述的一种光纤链路在线色散测量装置，其特征在于：所述混频单元包括第一电信号分支器、第二电信号分支器，射频本振源，移相器、第一混频器、第二混频器、第三混频器和第四混频器，
所述第一电信号分支器，用于将所述光电转换单元输出的其中一路电信号分支为两路电信号，并将这两路电信号分别输出到第一混频器和第二混频器的射频输入端；
所述第二电信号分支器，用于将所述光电转换单元输出的另一路电信号分支为两路电信号，并将这两路电信号分别输出到第三混频器和第四混频器的射频输入端；
所述射频本振源，产生一定频率的射频信号，并将其中两路相位相同的射频信号分别输出到第一混频器和第四混频器的本振输入端，射频本振源产生的第三路射频信号输出到移相器；
所述移相器，用于接收射频本振源输出的射频信号，产生一定大小的相移，并输出分为两路，分别输出到第二混频器和第三混频器的本振输入端；
所述第一混频器，用于将所述第一电信号分支器和射频本振源输出的两路电信号的混频，并对产生新频率信号中的一定频率大小的中频信号进行放大，并输出信号到信号处理单元；
所述第二混频器，用于将所述第一电信号分支器和移相器输出的两路电信号的混频，并对产生新频率信号中的一定频率大小的中频信号进行放大，并输出信号到信号处理单元；
所述第三混频器，用于将所述第二电信号分支器和移相器输出的两路电信号的混频，并对产生新频率信号中的一定频率大小的中频信号进行放大，并输出信号到信号处理单元；
所述第四混频器，用于将所述第二电信号分支器和射频本振源输出的两路电信号的混频，并对产生新频率信号中的一定频率大小的中频信号进行放大，并输出信号到信号处理单元。
9.根据权利要求1所述的一种光纤链路在线色散测量装置，其特征在于：所述信号处理单元包括串联的模数转换器和信号处理器，
所述模数转换器，用于将混频单元输出的信号转换为数字信号，并输出到信号处理器；
所述信号处理器，用于接收模数转换器输出的数字信号，并完成数据的算法处理，计算出链路色散特征量。
10.根据权利要求9所述的一种光纤链路在线色散测量装置，其特征在于：所述信号处理器为微控制器、通用处理器、数字信号处理器或现场可编程逻辑门阵列。
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