FI106678B - Monitoring of optical telecommunications connection - Google Patents
Monitoring of optical telecommunications connection Download PDFInfo
- Publication number
- FI106678B FI106678B FI982176A FI982176A FI106678B FI 106678 B FI106678 B FI 106678B FI 982176 A FI982176 A FI 982176A FI 982176 A FI982176 A FI 982176A FI 106678 B FI106678 B FI 106678B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- monitoring
- signals
- fiber
- optical
- image
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 30
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims description 28
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 13
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
- H04B10/075—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
- H04B10/079—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using measurements of the data signal
- H04B10/0795—Performance monitoring; Measurement of transmission parameters
- H04B10/07955—Monitoring or measuring power
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
- H04B10/075—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
- H04B10/077—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using a supervisory or additional signal
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
106678106678
Optisen tietoliikenneyhteyden valvontaOptical communication monitoring
Keksinnön alaField of the Invention
Keksintö liittyy yleisesti optisen siirtoyhteyden valvontaan. Tarkemmin 5 sanottuna keksintö koskee optisen linkin, erityisesti aallonpituusmultipleksoin-tia (WDM, Wavelength Division Multiplexing) käyttävän optisen linkin monitorointia linkillä kulkevan signaalin tilan ja ominaisuuksien valvomiseksi.The invention relates generally to the control of an optical transmission link. More particularly, the invention relates to monitoring an optical link, in particular an optical link using Wavelength Division Multiplexing (WDM), to monitor the status and characteristics of the signal passing through the link.
Keksinnön tausta 10 Optisissa siirtojärjestelmissä moduloidaan lähetettävän datavirran avulla optista signaalia ja moduloitu optinen signaali syötetään optiselle kuidulle. Järjestelmän kapasiteetin kasvattamiseksi voidaan kasvattaa datavirran kaistanleveyttä tai ottaa käyttöön lisää aallonpituuksia, joita kutakin moduloidaan omalla datavirrallaan. Jälkimmäistä vaihtoehtoa kutsutaan aallonpituus-15 multipleksoinniksi.BACKGROUND OF THE INVENTION In optical transmission systems, an optical signal is modulated by a data stream to be transmitted, and the modulated optical signal is supplied to an optical fiber. In order to increase the capacity of the system, the bandwidth of the data stream may be increased or additional wavelengths may be introduced, each modulated by its own data stream. The latter option is called wavelength-15 multiplexing.
Aallonpituusmultipleksointi on tehokas tapa lisätä optisen kuidun kapasiteettia moninkertaiseksi. Aallonpituusmultipleksoinnissa useat itsenäiset lähetin-vastaanotin-parit käyttävät samaa kuitua. Kuvioissa 1a ja 1b on havainnollistettu aallonpituusmultipleksoinnin periaatetta käyttäen esimerkkinä 20 järjestelmää, jossa on neljä rinnakkaista lähetin-vastaanotin-paria. Jokainen neljästä informaatiolähteestä (ei esitetty kuviossa) moduloi yhtä neljästä opti-sesta lähettimestä, joista kukin tuottaa valoa eri aallonpituudella (λ.,...λ4). Kuten kuviosta 1a havaitaan, kunkin lähteen modulaatiokaistanleveys on pienempi kuin aallonpituuksien väli, joten moduloitujen signaalien spektrit eivät 25 mene päällekkäin. Lähettimien tuottamat signaalit yhdistetään samalle opti- • · · l,'.' selle kuidulle OF WDM-multiplekserissa WDM1, joka on täysin optinen (ja usein passiivinen) komponentti. Kuidun vastakkaisessa päässä WDM-demultiplekseri WDM2, joka on myös täysin optinen (ja usein passiivinen) *·’·* komponentti, erottaa yhdistetyn signaalin eri spektrikomponentit toisistaan.Wavelength multiplexing is an effective way to multiply the capacity of an optical fiber. In wavelength multiplexing, multiple independent transceiver pairs use the same fiber. Figures 1a and 1b illustrate the principle of wavelength multiplexing using, as an example, a system with four parallel transceiver pairs. Each of the four information sources (not shown in the figure) modulates one of four optical transmitters, each of which produces light at different wavelengths (λ., ... λ4). 1a, the modulation bandwidth of each source is smaller than the wavelength range, so that the spectra of the modulated signals do not overlap. The signals produced by the transmitters are combined with the same optic • · · l, '.' of the fiber in the WDM multiplexer WDM1, which is a fully optical (and often passive) component. At the opposite end of the fiber, the WDM demultiplexer WDM2, which is also a fully optical (and often passive) * · '· * component, separates the various spectral components of the combined signal.
. v ’ 30 Jokainen näistä signaaleista ilmaistaan omalla vastaanottimellaan. Kullekin ;1; signaalille annetaan siis käyttöön kapea aallonpituusikkuna tietyllä aallonpi- ♦ · * . tuusalueella. Tyypillinen käytännön esimerkki voisi olla järjestelmä, jossa signaalit ovat 1550 nm aallonpituusalueella esim. siten, että ensimmäinen • " signaali on aallonpituudella 1544 nm, toinen signaali aallonpituudella 1548 nm, • * « 35 kolmas signaali aallonpituudella 1552 nm ja neljäs signaali aallonpituudella 2 106678 1556 nm. Nykyisin on aallonpituuksien välisen etäisyyden de-facto-standardiksi muodostumassa 100 GHz:n (n. 0,8 nm:n) monikerta.. v '30 Each of these signals is detected by its own receiver. For each; 1; thus, the signal is provided with a narrow wavelength window at a given wavelength ♦ · *. tuusalueella. A typical practical example would be a system in which the signals are in the 1550 nm wavelength range, e.g. such that the first signal is at 1544 nm, the second signal at 1548 nm, the * 3 35 signal at 1552 nm and the fourth signal at 2 106678 1556 nm. At present, the de facto spacing between wavelengths is becoming a multiple of 100 GHz (about 0.8 nm).
Kuidussa kulkevan optisen signaalin spektrin valvomiseksi on nykyisin käytetty spektrianalysaattoria. Koska uusia verkkoja rakennettaessa eräs 5 tärkeä päämäärä on verkon kustannustehokkuus, spektrianalysaattorit ovat tulevaisuudessa kuitenkin huono vaihtoehto, sillä ne ovat kalliita, “yleiskäyttöisiä” mittalaitteita, joita on näistä syistä johtuen mahdoton integroida kustannustehokkaasti WDM-laitteisiin tai -solmuihin. Spektrianalysaattoreilla ei siten myöskään pystytä aikaansaamaan ratkaisua, joka tarjoaisi mahdollisuu-10 den valvoa laajassa mitassa esim. verkon lähettimien ja/tai vahvistimien toimintaa.A spectrum analyzer is currently used to monitor the spectrum of an optical signal passing through a fiber. However, since one of the 5 important goals in building new networks is cost-effectiveness of the network, spectrum analyzers will be a bad option in the future as they are expensive, "general-purpose" metering devices that make it impossible to integrate cost-effectively into WDM devices or nodes. Thus, spectrum analyzers are not capable of providing a solution that provides the ability to monitor on a large scale e.g. the operation of network transmitters and / or amplifiers.
Keksinnön yhteenvetoSummary of the Invention
Keksinnön tarkoituksena on päästä eroon edellä kuvatuista epäkoh-15 dista ja saada aikaan ratkaisu, jonka avulla pystytään tehokkaasti ja taloudellisessa mielessä edullisesti valvomaan optisen kuitulinkin spektriä (esim. lähettimen ja/tai vahvistimen toimintaa) tai muita optisen signaalin spektriin liittyviä ominaisuuksia.It is an object of the invention to overcome the drawbacks described above and to provide a solution which can effectively and economically monitor the optical fiber link spectrum (e.g., transmitter and / or amplifier operation) or other optical signal spectrum characteristics.
Tämä päämäärä saavutetaan ratkaisulla, joka on määritelty itsenäi-20 sissä patenttivaatimuksissa.This object is achieved by the solution defined in the independent claims.
tt
Keksinnön perusajatuksena on suorittaa WDM-signaalille tai sen i*·.. osalle taajuussiirto siten, että aallonpituudet siirtyvät ihmissilmälle erottuvalle ·:··: aallonpituusalueelle, jollöin optisesta signaalista pystytään synnyttämään : ihmissilmällä visuaalisesti tarkasteltavissa oleva kuva.The basic idea of the invention is to perform a frequency shift on a WDM signal or a part thereof i * · .. so that the wavelengths are transmitted to a wavelength range ·: ··: whereby the optical signal can produce: an image that can be visually viewed by the human eye.
« ·« • · 25 Keksinnön erään erittäin edullisen toteutustavan mukaisesti taajuus- siirto suoritetaan toteuttamalla yliaaltojen generointi (harmonic generation) • * · jotakin tähän tarkoitukseen sopivaa epälineaarista materiaalia käyttäen. Rat- . . kaisun etuna on sen yksinkertaisuus, koska generointi (taajuussiirto) tapahtuu • · · passiivisesti ko. materiaalissa. (Epälineaarisuudella tarkoitetaan tässä yhtey- * · · v * 30 dessä yksinkertaisesti sitä, että ko. materiaaliin sisääntulevan (ulkoisen) säh- kökentän ja materiaalin sisällä vallitsevan (sisäisen) sähkökentän välillä ei ole • · · lineaarista riippuvuutta.) ..· Keksinnön mukaisen ratkaisun ansiosta pystytään valvontamekanismi • « ·*// integroimaan erittäin kustannustehokkaasti optiseen verkkoon. Koska valvon- :.··* 35 tamekanismi pystytään toteuttamaan tunnettuja ja taloudellisessa mielessä edullisia komponentteja käyttäen ja koska mekanismi saadaan pieneen tilaan, 106678 sitä voidaan käyttää verkon kaikkien lähettimien ja/tai vahvistimien toiminnan valvomiseen. Lisäksi valvontamekanismin avulla voidaan helposti saada signaaliin liittyvää lisäinformaatiota, esim. tietoa spektrikomponenttien tarkoista aallonpituuksista tai intensiteettieroista.In accordance with a very preferred embodiment of the invention, the frequency transfer is performed by performing harmonic generation using some non-linear material suitable for this purpose. Rat-. . the advantage of the roller is its simplicity, because the generation (frequency transfer) takes place passively • · ·. material. (Non-linearity in this context simply means that there is no linear relationship between the (external) electric field entering the material in question and the (internal) electric field inside the material.) .. · According to the invention The solution enables the control mechanism to be integrated • in a very cost effective manner into the optical network. Because the monitoring mechanism: ·· * 35 can be implemented using known and economically advantageous components and because of its small space, 106678 can be used to monitor the operation of all transmitters and / or amplifiers in the network. Further, the monitoring mechanism can easily obtain additional information related to the signal, e.g., information on the exact wavelengths or intensity differences of the spectral components.
55
KuvioluetteloList of figures
Seuraavassa keksintöä ja sen edullisia toteutustapoja kuvataan tarkemmin viitaten kuvioihin 2...5 oheisten piirustusten mukaisissa esimerkeissä, joissa 10 kuviot 1a ja 1b havainnollistavat aallonpituusmultipleksointia käyttä vää optista siirtojärjestelmää, kuvio 2 havainnollistaa keksinnön mukaista valvontaperiaatetta, kuviot 3a ja 3b havainnollistavat keksinnön mukaista yliaaltojen generointia, 15 kuvio 4 havainnollistaa erään monitorointilaitteen periaatteellista rakennetta, ja kuvio 5 havainnollistaa erästä mahdollista valvontahenkilölle näkyvää kuvaa.In the following, the invention and preferred embodiments thereof will be described in more detail with reference to Figures 2 ... 5 in the accompanying drawings, in which Figs. 1a and 1b Fig. 4 illustrates the basic structure of a monitoring device, and Fig. 5 illustrates a possible view for a supervisor.
20 Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus «Detailed Description of the Invention «
Optisen spektrin alueena pidetään yleensä sähkömagneettisen spews'·.. rin sitä osaa, joka ulottuu 1 nanometristä (1 nm) 100 mikrometriin (100 pm) eli • ·:··: lyhyimmistä ultraviolettiaällonpituuksista pisimpiin infrapuna-aallonpituuksiin.The optical spectrum is generally considered to be that part of the electromagnetic spews which extends from 1 nanometer (1 nm) to 100 micrometres (100 µm), i.e., · ·: ··: from the shortest ultraviolet wavelengths to the longest infrared wavelengths.
.·.i: Ihmissilmälle erottuva näkyvän valon alue on tästä optisesta spektristä se alue, 25 joka ulottuu n. 400 nanometrin aallonpituudelta (violetti valo) n. 800 nanomet-• · · * .«·. rin aallonpituuteen (punainen valo).. · .I: The visible light region visible to the human eye is the region of this optical spectrum which extends from about 400 nanometers to a wavelength (violet light) of about 800 nanometers • · · *. «·. wavelength (red light).
• · · * Optiset siirtojäijestelmät toimivat sen sijaan aallonpituuksilla, jotka , , ovat suurempia kuin ihmissilmälle erottuvat aallonpituudet. Nykyisin käytössä • · · *;*;* olevat aallonpituusalueet ovat 1300 nm:n alue ja 1500 nm:n alue.• · · * Optical transmission systems, on the other hand, operate at wavelengths that are larger than the wavelengths resolved to the human eye. The wavelength ranges currently in use are · 1300 nm and 1500 nm.
* 30 Jotta optisen linkin toimintaa (lähettimen ja kuidun kuntoa) voitaisiin kuitenkin valvoa yksinkertaisesti ja taloudellisesti edullista laitteistoa käyttäen, • · · „suoritetaan kuidussa kulkevalle yhdistetylle signaalille keksinnön mukaisesti taajuussiirto siten, että kaikki WDM-signaalin sisältämät aallonpituudet muuttu- • « :i(" vat näkyvän valon alueella oleviksi aallonpituuksiksi.* 30 However, in order to monitor the operation of the optical link (transmitter and fiber condition) simply and economically using inexpensive equipment, the composite signal passing through the fiber is subjected to frequency shifting according to the invention so that all wavelengths contained in the WDM signal change. "wavelengths within the visible light range.
35 Kuviossa 2 on havainnollistettu keksinnön mukaisen monitoroinnin periaatetta. Optiselta kuitulinkiltä OL, joka muodostuu optisen multiplekserin 4 106678 OM ja optisen demultiplekserin OD väliin, otetaan joko lähetys- tai vastaanottopäässä (kuviossa on oletettu näytteenoton tapahtuvan vastaanottopäässä) näyte kuidulla kulkevasta WDM-signaalista. Näytteenotto voi tapahtua esim. säteenjakajan (beam splitter) BS avulla. Säteenjakaja on tunnettu optinen 5 laite, joka jakaa siihen tulevan säteen kahteen tai useampaan säteeseen. Yksinkertaisimmillaan tällainen laite voi muodostua hyvin ohuesta lasilevystä, joka on asetettu haluttuun kulmaan tulevaan säteeseen nähden. Tietty osuus WDM-signaalin kokonaistehosta (esim. luokkaa 1 %) heijastuu tällöin monito-rointihaaraan MB ja loppuosa jatkaa matkaansa varsinaista kuitulinkkiä pitkin. 10 Näytteenotolla tarkoitetaan siis sitä, että valvontaa varten saadaan informaatio kuidun spektristä. Säteenjakajan sijasta voidaan käyttää esim. optista haaroi-tinta (optical tap), joka on toisiinsa kytkeytyvistä valokanavista muodostuva laite, jossa haluttu osuus valosta kytkeytyy näytehaaraan.Figure 2 illustrates the principle of monitoring according to the invention. From the optical fiber link OL formed between the optical multiplexer 4 106678 OM and the optical demultiplexer OD, a sample of the WDM signal passing through the fiber is sampled at either the transmission or the receiving end (assuming sampling in the receiving end). Sampling can be done, for example, by means of a beam splitter BS. The beam splitter is a known optical device which divides the incoming beam into two or more beams. At its simplest, such a device may consist of a very thin sheet of glass set at a desired angle to the incident beam. A portion of the total power of the WDM signal (e.g., about 1%) is then reflected in the MB of the monitoring path, and the remainder continues its journey along the actual fiber link. 10 Sampling thus means that information on the fiber spectrum is obtained for monitoring purposes. Instead of a beam splitter, for example, an optical tap may be used, which is a device consisting of interconnected light channels in which the desired amount of light is coupled to the sample branch.
Monitorointihaarassa MB saapuvalle signaalille suoritetaan taajuus-15 siirto siten, että optisella linkillä käytettävät aallonpituudet muuntuvat aallonpituuksiksi, jotka ovat ihmissilmälle erottuvalla aallonpituusalueella. Tämä taa-juussiirto on edullista toteuttaa epälineaarisessa materiaalissa tapahtuvan yliaaltogeneroinnin (harmonic generation) avulla. Kuten tunnettua, yliaaltojen generoinnissa sähkömagneettinen säteily, jolla on tietty taajuus muuntuu 20 säteilyksi, jolla on jokin alkuperäiseen taajuuteen nähden kerrannainen (multiple) taajuus. Tällainen ilmiö voi syntyä silloin, kun valonsäde kulkee epälineaarisen optisen väliaineen kautta. Tällaista väliainetta käytetään hyväk- « si keksinnön mukaisen laitteen käytännön toteutuksessa, kuten jäljempänä | kuvataan. Kuviossa taajuussiirtoa on havainnollistettu yleisesti taajuussiir- 25 toelementillä FS, joka voi toimia juuri esim. taajuuskertojana (harmonisten • · · l.'.' generoijana).In the monitoring branch MB, the incoming signal is subjected to a frequency-15 shift such that the wavelengths used on the optical link are converted to wavelengths in the wavelength range that can be distinguished by the human eye. This frequency transfer is advantageously accomplished by harmonic generation in non-linear material. As is known, in the generation of harmonics, an electromagnetic radiation having a specific frequency is converted to a radiation having a multiple frequency relative to the original frequency. Such a phenomenon can occur when a light beam passes through a non-linear optical medium. Such a medium is utilized in the practical implementation of the device of the invention, as described below described. In the figure, the frequency transfer is generally illustrated by a frequency transfer element FS, which can act, for example, as a frequency multiplier (generator of • · · l. '.').
• · · * Muunnetuilla aallonpituuksilla olevat signaalit johdetaan tämän jälkeen aallonpituuksien erotuslaitteelle WS, joka erottaa eri aallonpituudet • · · *·*·* avaruudellisesti (spatially) toisistaan niin, että haluttuun fokus-tasoon, jossa voiThe signals at the modified wavelengths are then passed to the wavelength separator WS, which separates the different wavelengths spatially from one another to a desired focal plane, where
: 30 olla esim. varjostin SC voidaan muodostaa kuva, jota operaattorihenkilö OP: 30 be eg a shade SC can be formed by the image of the operator OP
.*·*: voi tarkastella. Aallonpituuksien erotuslaite voi olla esim. hila tai prisma.. * · *: Can be viewed. The wavelength separator may be e.g. a lattice or a prism.
Kuvioissa 3a ja 3b on havainnollistettu keksinnön mukaisessa vai-• · * vontahaarassa toteutettavaa taajuussiirtoa. Kuviossa 3a on esitetty linkiltä • " (säteenjakajalta) tulevaa spektriä, kun oletetaan, että linkillä siirretään neljä • · · 35 aallonpituutta (λ,...λ4). Kuviossa 3b on puolestaan esitetty taajuussiirron jälkeistä spektriä, kun taajuussiirto toteutetaan yliaaltojen generoinnin avulla.Figures 3a and 3b illustrate frequency transfer in a power branch in accordance with the invention. Fig. 3a shows the spectrum from the • "(beam splitter) assuming that the link carries four wavelengths (λ, ... λ4). Fig. 3b, in turn, shows the spectrum after the frequency shift when the frequency shift is implemented by generating harmonics.
5 1066785 106678
Yliaaltojen generoinnin seurauksena kukin tuleva aallonpituus tulee jaettua kokonaisluvulla N, joten taajuussiirron jälkeen saadaan aallonpituudet λ/Ν, Xj/N, λ3/Ν ja λ4/Ν. Käytännössä N saa joko arvon 2 (toinen harmoninen) tai arvon 3 (kolmas harmoninen), jotta taajuussiirron jälkeiset aallonpituudet ovat 5 sellaisia, että ne sijaitsevat ihmissilmälle näkyvällä aallonpituusalueella VR. Jos oletetaan esimerkiksi, että käytetyt aallonpituudet ovat välillä 1545...1560 nm, yliaaltojen generoinnissa hyödynnetään kolmatta harmonista, jolloin tuloksena saatavat aallonpituudet ovat välillä 515...520 nm (jotka ihmissilmä näkee vihertävänä valona). Eri aallonpituuksille saadaan riittävä avaruudellinen 10 erotus, kun erotuslaitteessa WS käytetään tarpeeksi suurta spektristä resoluutiota.As a result of harmonics generation, each incoming wavelength is divided by an integer N, so that after the frequency shift, the wavelengths λ / Ν, Xj / N, λ3 / Ν and λ4 / Ν are obtained. In practice, N gets either a value of 2 (second harmonic) or a value of 3 (third harmonic) so that the wavelengths after the frequency shift are 5 such that they are in the visible wavelength range VR. For example, assuming that the wavelengths used are between 1545 nm and 1560 nm, the third harmonic is utilized in the generation of the harmonics, resulting in the resulting wavelengths between 515 and 520 nm (which the human eye sees as greenish light). A sufficient spatial resolution is obtained for different wavelengths when a sufficiently high spectral resolution is used in the separation device WS.
Kuviossa 4 on havainnollistettu erään keksinnön mukaisen monito-rointihaaran MB käytännön rakennetta. Monitorointihaaran optinen kuitu OFm, joka tulee säteenjakajalta BS, kytketään ensin kollimoivalle optiikalle CO, jonka 15 avulla muodostetaan tulevasta optisesta signaalista ensin kollimoitu säde. Tämä kollimoiva optiikka voidaan toteuttaa esim. tunnetun GRIN-linssin (Gradient Index Lens) avulla.Fig. 4 illustrates a practical structure of a monitoring branch MB according to the invention. The optical fiber OFm of the monitoring branch coming from the beam splitter BS is first coupled to the collimating optic CO, by means of which a first collimated beam is formed from the incoming optical signal. This collimating optic can be implemented, for example, with the aid of the known Gradient Index Lens (GRIN).
Kollimoitu säde johdetaan epälineaariseen elementtiin NLE, joka toimii aaltojohteena ja jossa tapahtuu yliaaltojen generointi. Tämä elementti voi 20 olla esim. litiumniobaattikide (LiNb03), joka on riittävän leveä ottamaan vas- taan säteen. Erilaisia materiaaleja, joissa saadaan aikaan yliaallot on muitakin, mutta litiumniobaatti on näistä ehkä yleisimmin käytetty. Osassa näitä muita ·:··· materiaaleja voi harmonisten syntytehokkuus olla suurempikin kuin litiumnio- baatissa. Aaltojohteena toimivan elementin pituus riippuu materiaalin epäline- .·.·* 25 aarisuudesta. Mitoitus tehdään sinänsä tunnetulla tavalla siten, että yliaaltojen « · · generointi saadaan maksimoitua, mikä syntyy tilanteessa, jossa sekoitustulok-sen vaimeneminen materiaalissa ja yliaaltojen tuotto ovat tasapainossa. Käytännössä elementin pituus voi olla esim. luokkaa 10 mm. Elementissä syntyy • · · *·*·* käytännössä muitakin harmonisia taajuuksia kuin haluttu toinen tai kolmas • · · . : 30 harmoninen, mutta ne eivät häiritse monitorointia, eikä niitä tarvitse suodattaa.The collimated beam is led to a nonlinear element NLE, which acts as a waveguide and generates harmonics. This element may be, for example, a lithium niobate crystal (LiNbO 3) that is wide enough to receive the beam. There are other types of materials that produce harmonics, but lithium niobate is perhaps the most commonly used. Some of these other materials may have higher harmonic efficiency than lithium niobate. The length of the waveguide element depends on the materiality of the material. The dimensioning is done in a manner known per se so as to maximize the generation of harmonics, which occurs in a situation where the damping of the mixing result in the material and the output of the harmonics are in equilibrium. In practice, the length of the element can be, for example, about 10 mm. The element generates practically any harmonic frequencies other than the desired second or third. : 30 harmonic, but they do not interfere with monitoring and do not need to be filtered.
.***; Säde, jonka aallonpituudet ovat muuttuneet elementissä NLE, johde- • * · taan tämän jälkeen diffraktioelementtiin DE, joka taittaa eri aallonpituudet eri kulmiin. Diffraktioelementti voi olla esim. hila tai prisma. Diffraktioelementiltä i ” säde CB (joka on oleellisesti kollimoitu säde) johdetaan fokusoivalle optiikalle • · · 35 FO, joka synnyttää kuvan haluttuun fokus-tasoon. Kuviossa 5 on havainnollistettu erästä mahdollista operaattorihenkilölle näkyvää kuvaa: kuva voi sisältää 6 106678 esim. rivin pisteitä, yksi kutakin aallonpituutta kohti. Ihmissilmälle (HE) nämä pisteet näyttävät saman värisiltä, sillä aallonpituuserot ovat niin pienet, että ihmissilmä ei pysty erottamaan värieroja.. ***; The beam whose wavelengths have changed in the element NLE is then led to a diffraction element DE, which folds at different wavelengths at different angles. The diffraction element may be, for example, a lattice or a prism. From the diffraction element i ', the beam CB (which is a substantially collimated beam) is led to the focusing optics • · · 35 FO, which produces the image at the desired focal plane. Figure 5 illustrates a possible image visible to the operator: the image may contain 6,106,678 e.g. lines of dots, one for each wavelength. For the human eye (HE), these dots look the same color because the wavelength differences are so small that the human eye cannot distinguish color differences.
Fokus-tasossa voi olla varjostin (screen), jota tarkastellaan suoraan 5 ihmissilmällä tai vaihtoehtoisesti fokustasoa voidaan tarkastella jollakin sopivalla okulaarilaitteella (eyepiece) EP, kuten kuviossa 4 esitetään. Käytännössä on edullista käyttää suurentavaa laitetta, koska aallonpituudet ovat hyvin lähellä toisiaan. Suurentava laite voi olla esim. mikroskooppiokulaari (microscope eyepiece). Laitteessa voi olla esim. hiusristikko (CL, kuvio 5), 10 jonka avulla saadaan tarkempi aallonpituusinformaatio.The focus plane may have a screen which is directly viewed by 5 human eyes or alternatively the focus plane may be viewed by any suitable eyepiece EP as shown in Figure 4. In practice, it is advantageous to use a magnifying device because the wavelengths are very close to each other. The magnifying device may be e.g. a microscope eyepiece. The device may have, for example, a hair grid (CL, Fig. 5) 10, which provides more accurate wavelength information.
Kuten edellä esitettiin, signaalia monitoroiva laite voidaan koota sinänsä tunnetuista komponenteista. Tällaisen visuaalisen valvontajärjestelyn avulla kuidulla kulkevan signaalin spektriä voidaan tarkkailla jatkuvasti erilaisten linkkiongelmien varalta. Yhden tai useamman aallonpituuden puuttumisen 15 lisäksi voidaan menetelmää käyttäen saada, sopivan kalibroinnin avulla, esim. tarkkaa aallonpituusinformaatiota. Lisäksi jo pelkällä paljaalla silmällä saadaan tietoa eri aallonpituuksien intensiteettieroista. Tämä johtuu siitä, että aallonpituudet ovat (muunnoksen seurauksena) näkyvällä alueella varsin lähellä toisiaan, jolloin ihmissilmän havaitsemat intensiteettierot vastaavat todellisia 20 intensiteettieroja.As discussed above, the signal monitoring device may be assembled from components known per se. With such a visual monitoring arrangement, the spectrum of the signal passing through the fiber can be continuously monitored for various link problems. In addition to the absence of one or more wavelengths, the method may provide, by appropriate calibration, e.g., accurate wavelength information. In addition, information on intensity differences of different wavelengths can be obtained with the naked eye alone. This is because the wavelengths (as a result of the transformation) are quite close to each other in the visible region, whereby the intensity differences detected by the human eye correspond to the actual intensity differences.
Koska keksinnön mukainen laite saadaan pieneen tilaan, se voidaan i\. periaatteessa integroida mihin tahansa optiseen lähettimeen tai vahvistimeen ko. elementin toiminnan valvomiseksi.Since the device according to the invention is obtained in a small space, it can be i \. in principle, to integrate with any optical transmitter or amplifier in question. to control the operation of the element.
Haluttujen näkyvien aallonpituuksien generointi voi tapahtua myös .·.·*. 25 esim. epälineaarisessa elementissä tapahtuvan sekoituksen, esim. neliaal- • · · l··' tosekoituksen (four-wave mixing) avulla toteutettavana taajuussiirtona. Tällöin * voidaan käyttää esim. erillistä pumppulaseria, jolla syötetään halutun taajuinen pumppusignaali epälineaariseen elementtiin. Jos säteenjakajalta tulevan '·*·’ varsinaisen signaalin taajuus on f1 ja pumppulaser toimii taajuudella f3, saa- ··· : 30 daan epälineaarisen elementin ulostuloon erilaisia sekoitustuloksia, mm.Generation of the desired visible wavelengths can also occur. 25, for example, as a frequency shift by means of mixing in a non-linear element, eg by four-wave mixing. In this case, * a separate pump laser can be used, for example, to supply a pump signal of the desired frequency to a non-linear element. If the frequency of the actual signal from the beam splitter '· * ·' is f1 and the pump laser operates at frequency f3, various mixing results are obtained at the output of the nonlinear element, e.g.
.··*. taajuus 2xf3-f 1, joka voisi käytännössä olla haluttu taajuus (näkyvä aallonpi- ··· tuus). Myös sekoitettavien taajuuksien summataajuus voisi käytännössä muodostaa halutun taajuuden. Epälineaarinen elementti, johon pumppusig- i “ naali syötetään, voi olla esim. pätkä yksimuotokuitua tai puolijohdepala, joka * · · 35 toimii yksimuotoaaltojohtimena. On myös mahdollista käyttää puolijohdelaser-vahvistinta, joka toimii samalla sekä pumppulaserina että epälineaarisena 7 106678 elementtinä, jolloin sekoittuminen tapahtuu laservahvistimessa. Taajuussiirron ei siis välttämättä tarvitse tapahtua yliaaltojen generointina, joskin tällainen passiivinen generointi on taloudellisesti edullisin sekä yksinkertaisin tapa toteuttaa monitorointi.. ·· *. frequency 2xf3-f 1, which could in practice be the desired frequency (visible wavelength ···). Also, the sum frequency of the frequencies to be mixed could in practice form the desired frequency. The non-linear element to which the pump signal is fed may be, for example, a single-mode fiber or a semiconductor piece which * · · 35 acts as a single-mode waveguide. It is also possible to use a semiconductor laser amplifier which simultaneously functions as both a pump laser and a nonlinear 7 106678 element, whereby mixing takes place in the laser amplifier. Thus, the frequency transfer need not necessarily be in the form of harmonics generation, although such passive generation is the most economical and simplest way to perform monitoring.
5 Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaisiin esimerkkeihin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan sitä voidaan muunnella oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa. Keksinnön mukaisen katselulaitteen tarkempi rakenne voi näin ollen vaihdella ja samanlaisen funktionaalisuuden saavuttamiseksi voi-10 daan käyttää erilaisia (tunnettuja) komponentteja. Käytetty ilmaisin voi olla elektroninenkin, esim. kamera, mutta silloin menetetään osa keksinnön eduista. Keksinnön mukaista periaatetta voi käyttää myös linkillä, jossa kulkee vain yksi aallonpituus. Kun siis oheisissa patenttivaatimuksissa puhutaan joukosta eri aallonpituuksilla olevia signaaleja, on mahdollista, että tällainen joukko 15 sisältää ainoastaan yhden signaalin (yhden aallonpituuden).While the invention has been described above with reference to the examples in the accompanying drawings, it is clear that the invention is not limited thereto but can be modified within the scope of the inventive idea set forth in the appended claims. Thus, the exact structure of the viewing device of the invention may vary and different (known) components may be used to achieve similar functionality. The detector used can also be electronic, e.g. a camera, but then some of the advantages of the invention are lost. The principle of the invention can also be applied to a link with only one wavelength. Thus, when the appended claims refer to a plurality of signals at different wavelengths, it is possible that such a set 15 contains only one signal (one wavelength).
« « « « « · II1 « · « « · • · I · » • ·· • · • · • · · • · · • · «·« • · · • · · t • · • · · - · · · • · • · · • · 1 ♦ · · • · · • · • · • · • · • ♦ 1 · · • · * · « · »«« «« «· II1« «« «i« »i« »i« »i« i «» i «i« i «i« i «i« i «i« i «i« i «i« i «i« i ««. · · 1 1 1 1 ♦ 1 1 1 1 1 1 · 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Claims (7)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI982176A FI106678B (en) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | Monitoring of optical telecommunications connection |
AU58648/99A AU5864899A (en) | 1998-10-07 | 1999-09-20 | Monitoring of an optical transmission connection |
PCT/FI1999/000768 WO2000021225A2 (en) | 1998-10-07 | 1999-09-20 | Monitoring of an optical transmission connection |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI982176A FI106678B (en) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | Monitoring of optical telecommunications connection |
FI982176 | 1998-10-07 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI982176A0 FI982176A0 (en) | 1998-10-07 |
FI982176L FI982176L (en) | 2000-04-08 |
FI106678B true FI106678B (en) | 2001-03-15 |
Family
ID=8552661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI982176A FI106678B (en) | 1998-10-07 | 1998-10-07 | Monitoring of optical telecommunications connection |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU5864899A (en) |
FI (1) | FI106678B (en) |
WO (1) | WO2000021225A2 (en) |
-
1998
- 1998-10-07 FI FI982176A patent/FI106678B/en active
-
1999
- 1999-09-20 AU AU58648/99A patent/AU5864899A/en not_active Abandoned
- 1999-09-20 WO PCT/FI1999/000768 patent/WO2000021225A2/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU5864899A (en) | 2000-04-26 |
FI982176L (en) | 2000-04-08 |
WO2000021225A2 (en) | 2000-04-13 |
FI982176A0 (en) | 1998-10-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5587467B2 (en) | Receiver for optical transverse mode multiplexed signals | |
US20100329670A1 (en) | Receiver for optical transverse-mode-multiplexed signals | |
JP4453737B2 (en) | Broadband light source device and analyzer | |
JP2012531812A (en) | Transverse mode multiplexing for optical communication systems. | |
JP2011215603A (en) | Optical-signal processing apparatus, optical transmission method, receiver and optical network system | |
Petrillo et al. | Full 160-Gb/s OTDM to 16x10-Gb/s WDM conversion with a single nonlinear interaction | |
Cabrejo-Ponce et al. | GHz-pulsed source of entangled photons for reconfigurable quantum networks | |
Shen et al. | Microwave multi-frequency measurement based on an optical frequency comb and a photonic channelized receiver | |
Pinzón et al. | Efficient multiplexer/demultiplexer for visible WDM transmission over SI-POF technology | |
Zhu et al. | Multiple microwave frequency measurement system based on a sawtooth-wave-modulated non-flat optical frequency comb | |
JP2004343692A (en) | Method and apparatus for monitoring channel performance in dense wavelength division multiplexed (dwdm) optical networks | |
Yang et al. | CD-insensitive PMD monitoring based on RF power measurement | |
Wang et al. | Broadband, high spectral resolution 2-D wavelength-parallel polarimeter for dense WDM systems | |
JP4974918B2 (en) | Optical signal processing apparatus and method for controlling optical signal processing apparatus | |
Huang et al. | Mode-and wavelength-multiplexed transmission with crosstalk mitigation using a single amplified spontaneous emission source | |
FI106678B (en) | Monitoring of optical telecommunications connection | |
US7068944B2 (en) | Multi-function optical performance monitor | |
US20150139640A1 (en) | Optical monitoring using optical frequency combs | |
Zhang et al. | Ultrabroadband 2D‐Dispersive Wavelength Selective Switch with 1.57 GHz Hyperfine Spectral Resolution and> 1600 Channels | |
JP4957234B2 (en) | Optical signal transmission device | |
Timofeev et al. | Free-space grating multi/demultiplexer and wavelength-router for densely spaced WDM networks | |
Chen et al. | Single multi-mode mask for multi-channel mode division demultiplexing | |
Hu et al. | Modulation-format-independent in-band OSNR monitoring technique using Gaussian process regression for a Raman amplified multi-span system with a cascaded filtering effect | |
Oda et al. | Optical performance monitoring for dynamic and flexible photonic networks | |
JPH0779212A (en) | Light wavelength multiplex optical transmitter |