一种用于监测光谱倾斜度的方法和装置，利用阵列波导光栅（ＡＷＧ）将具有多个波长通道的复用光信号分解成多个分波段，其中每个分波段跨越不同的波长范围且包括多于一个波长通道。提供光电探测器阵列用于测量每个分波段的光功率，同时电子控制器利用在每个分波段测得的光功率来计算复用光信号的光谱倾斜度。根据本发明专利技术的光谱倾斜度监测器可以提供光谱分辨率，提高了监测速度并降低了制造成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及波分复用(WDM)光信号的监测，特别是一种用于带有光放大器的波分复用(WDM)系统中的监测倾斜度的方法和设备。
技术介绍
在波分复用(WDM)系统中，具有不同波长的多个光通道被复用并同时在一根光纤中传输。这些光信号需要被放大(例如每隔80～120千米)以补偿光纤传输的损耗。光放大器利用掺稀土元素的光纤放大器(例如，掺铒光纤放大器)与光泵浦连接，提供所需的光功率增益，以同时放大所有波长，这样可降低每个通道放大所需的费用。但是，当光放大器无法向所有传输波长通道提供相同的光功率增益时，问题就会出现。不同波长的光功率的变化或光谱失真是直接由光放大器增益产生的(例如，非均匀增益曲线)，并且累计的失真使失真更加严重。而且，较短的波长作为附加的功率泵浦，导致较长的波长经历称为受激喇曼散射(SRS)的附加增益。结果，产生带有正的斜率的光谱倾斜，并且随着放大器链路继续增长。为了及时地精确修正和/或控制光谱倾斜，需要监测倾斜并实时测量其斜率。传统的监测方法使用的是光谱分析仪，其中光谱被扫描或被解复用到各自的波长通道，每个被解复用的波长通道的光功率被分别测量。当光谱分析仪相当精确时，它们也非常昂贵且体积比较庞大。而且，尽管这些监测器测量由稳态信号功率变化所产生的倾斜很精确，但是它们对于监测由于快速供应、光通道恢复和瞬间光功率而导致的倾斜又显得反应太慢，所述快速供应、光通道恢复和瞬间光功率由光纤切断或设备故障引起。所有这些事件均会导致光谱严重失真和在小于微秒级的时间内产生正向或负向的倾斜，使现有技术的监测技术在减少对服务的负面影响方面表现出是无效的。用于测量由这些快速瞬态现象而产生光谱倾斜的监测器典型的是单端监测器，其只能测量光信号的总功率。更特别的是，这些监测器是利用受激喇曼散射(SRS)导致的光谱倾斜和光信号总功率之间的线性关系推测出光谱倾斜度的。然而这些快速监测器缺少光谱分辨，而且不能确定光谱倾斜是正向还是负向，这些信息对于采取正确的行动很重要。本专利技术的一个目的是提供一种测量光谱倾斜度的快速光谱分辨监测器。本专利技术的再一目的是提供一种具有紧凑结构和低成本的用于测量光谱倾斜度的快速光谱分辨监测器。本专利技术的另一目的是提供带有精确数据的快速反馈以驱动倾斜度修正设备和/或驱动光泵浦以调节光泵浦功率到所需的更高的或更低的值。
技术实现思路
本专利技术涉及一种监测光谱倾斜度的方法和设备，其中光信号分为多个分波段，每个分波段跨越不同的波长范围，分波段的数量少于波长通道的数量。光谱倾斜度利用在每个分波段测量到的光功率来计算。根据本专利技术的一个实施例，使用多个薄膜滤波器(TFFs)将光信号分成多个分波段。根据本专利技术的另一个实施例，使用阵列波导光栅(AWG)将光信号分成多个分波段。有利地，光谱倾斜度监测器用于提供光谱分辨率，提高监测速度，降低制造成本。而且，它可以被设计成提供在任意宽度内的平坦传输和没有内在损耗的分波段传输频带，同时仍然可以在带有很高隔离性的通道间隔的分辨基础上分解通道波段，而不需要空的或跳过的通道(dead or skipped channels)。根据本专利技术的一个方面，提供一种监测光谱倾斜度的方法，包括使有多个波长通道的复用光信号经过一个光谱倾斜度监测器，以使在光谱倾斜度监测器中的阵列波导光栅将复用的光信号分解成多个分波段，每个分波段包括多于一个的来自所述多个波长通道的波长通道；在每个分波段测量光功率；和，利用在每个分波段测量的光功率计算复用的光信号的光谱倾斜度。根据本专利技术的一个方面，还提供了一种光谱倾斜度监测器，它包括将带有多个波长通道的复用光信号分解成多个分波段的阵列波导光栅，每个分波段包括多于一个的来自所述多个波长通道的波长通道。根据本专利技术的一个实施例，多个波长通道中的波长通道的数量为n，阵列波导光栅包括用于传输复用光信号的光波导；波导阵列，所述波导阵列具有光耦合到第一平板波导的第一端和光耦合到第二平板波导的第二端，所述第一平板波导用于接收来自所述光波导的复用光信号，所述第二平板波导用于将所述复用光信号的n个解复用的分信号聚焦到n个独立位置；光耦合到第二平板波导的多路多模输出波导，所述每一路多模输出波导有经选择的宽度以收集多路解复用的分信号并提供所述分波段中的一个。根据本专利技术的一个方面，还提供了阵列波导光栅，它包括用于传输具有n个波长通道的复用光信号的光波导；波导阵列，所述波导阵列具有光耦合到第一平板波导的第一端和光耦合到第二平板波导的第二端，所述第一平板波导用于接收来自光波导的复用光信号，所述第二平板波导将复用光信号的n个解复用的分信号聚焦到n个独立位置；和光耦合到第二平板波导的多路多模输出波导，所述每一路多模输出波导有经选择的宽度以收集多个解复用的分信号。根据本专利技术的另一方面，提供光谱倾斜度监测器，包括提供具有多个波长通道的复用光信号的输入端；光耦合到输入端的多个薄膜滤波器，所述多个薄膜滤波器用于将复用光信号分解成多个分波段，所述每个分波段包括多于一个来自于所述多个波长通道的波长通道；用于测量每个分波段的光功率的光电探测器；利用在所述每个分波段测得的光功率来计算所述复用光信号的光谱倾斜度的电子控制器。附图说明 结合附图，对本专利技术的进一步特征和优点进行详细说明，在这些图中 图1是根据本专利技术的一个实施例，在带有光谱倾斜度监测器的WDM系统中的一个节点的示意图。图2A是根据高通道计数和均匀通道分布计算出的光谱倾斜度；图2B是当一个分波段满载而别的分波段空载时计算的光谱倾斜度；图2C是当一个分波段满载而别的分波段部分载荷时计算的光谱倾斜度；图2D是图2C中计算的光谱倾斜度与用标准化波带功率计算的光谱倾斜度的比较；图3是用于计算光谱倾斜度的运算法则的一个实施例的流程图；图4A是表示当40个通道波段满载时，根据图3中所述运算法则计算的光谱倾斜度；图4B是表示当40个通道中的16个通道波段满载时，根据图3中所述运算法则计算的光谱倾斜度；图4C是表示在一个极端倾斜的例子中，根据图3中所述运算法则计算的光谱倾斜度；图4D是表示在一个极端倾斜的例子中，根据图3中所述运算法则计算的光谱倾斜度；图5是适用于如图1所示的光谱倾斜度监测器的解复用器的示意图；图6A是另一个基于阵列波导光栅(AWG)的解复用器的示意图，所述阵列波导光栅适用于如图1所示的光谱倾斜度监测器；图6B是显示相对于多模波导的标准的40个输出通道的位置和宽度的示意图；图6C显示利用标准AWG平顶技术(顶端)，按比例缩放的版本(中部)和本专利技术(底部)而可获得的频带分离滤波的比较图； 图6D是另一个基于AWG的解复用器的示意图，所述AWG适用于如图1所示的光谱倾斜度监测器；；图7是根据本专利技术的一个实施例的在带有光谱倾斜度监测器的WDM系统中的双向节点的示意图；和，图8是具有4个带有多模输出波导的AWG的芯片的示意图。注意，在所有附图中相同的技术特征用相同的参考数字标识。优选实施例的详细说明图1是一个波分复用系统中节点10的示意图。节点10包括光放大器20，光谱倾斜度监测器30，光谱倾斜补偿器40和接头50。其它元件，例如色散补偿模块(DCMS)(未示出)，可选择使用。光放大器20放大传入节点10的WDM光信号。一个适当的光放大器的例子是掺稀本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光谱倾斜度监测器，其特征在于包括：将具有多个波长通道的复用光信号分解成多个分波段的阵列波导光栅，所述每个分波段包括多于一个的来自所述多个波长通道中的波长通道。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔爱尔塞拉姆赫，大卫J高奇，
申请(专利权)人：JDS尤尼弗思公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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