智能光網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測儀的研究.pdf

1、過去的十年里，光傳輸使得骨干網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量快速增長，而能夠傳輸大量信道的DWDM的技術(shù)使數(shù)據(jù)流量進一步增加。光性能監(jiān)測(OPM)對于管理這樣一個大容量的光傳輸和交換系統(tǒng)是至關(guān)重要的。未來的光傳輸網(wǎng)絡(luò)是將是動態(tài)可重構(gòu)的，并具備超長距離通信和光交換功能，更增加了管理這樣一個透明傳輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度，由此激發(fā)了人們對光性能監(jiān)測技術(shù)研究的興趣，并將OPM聚焦為下一代光網(wǎng)絡(luò)的使能技術(shù)之一。 目前，人們主要采用光可調(diào)濾波器或光分波器等光色散技術(shù)

2、，進行OPM的研發(fā)。采用光分波器所研制的OPM，如陣列波導(dǎo)光柵等，由于各信道光譜的濾波特性固定，所以無法分辨中心波長的漂移與光功率間的性能變化因素。采用光可調(diào)濾波器技術(shù)，可以對DWDM多波長光信號進行頻譜掃描與數(shù)據(jù)分析，快速完整地獲得信號的頻譜特性、光功率值和光信噪比值等。但當前，光可調(diào)濾波器技術(shù)依然不夠完善，達到很高的光譜分辨本領(lǐng)和較大調(diào)諧范圍還很困難，已有的器件性能還不夠可靠，價格昂貴，只有很少廠商能提供器件。因此，OPM的研究有待

3、技術(shù)上的突破。 本論文是基于“智能化光網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測儀”這個項目展開討論的，光學(xué)部分采用MEMS Scanner。從光纖中抽取出少量功率的DWDM信號，Scanner轉(zhuǎn)動不同的角度可以取出不同波長的光信號，然后經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換、A/D變換、數(shù)據(jù)采集、信號處理，可以直接計算出每一信道的光功率、中心波長和光信噪比(OSNR)，并根據(jù)測試結(jié)果推導(dǎo)出許多參數(shù)，包括信道波長漂移、ASE噪聲、放大器的增益和增益偏斜，以及信道信號的Q值。然后借助上

4、述參數(shù)就可以實現(xiàn)功率均衡、波長鎖定、長期監(jiān)測以及故障識別等功能。 論文的具體工作有： (1)OPM電路部分的設(shè)計。主要包括光電轉(zhuǎn)換及前級放大電路、數(shù)據(jù)采集卡電路。 (2)光譜信號處理算法的研究。介紹和比較信號處理的常用方法FFT濾波和小波去噪，考慮OPM系統(tǒng)本身光信號功率水平相對較弱，經(jīng)過圖形化和量化的比較，最終選擇了小波去噪的算法，并且采用LabVIEW和MATLAB混合編程的思想實現(xiàn)了算法功能。 (3