智能光網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)儀的研究.pdf

1、過(guò)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(zhǎng)，而能夠傳輸大量信道的DWDM的技術(shù)使數(shù)據(jù)流量進(jìn)一步增加。光性能監(jiān)測(cè)(OPM)對(duì)于管理這樣一個(gè)大容量的光傳輸和交換系統(tǒng)是至關(guān)重要的。未來(lái)的光傳輸網(wǎng)絡(luò)是將是動(dòng)態(tài)可重構(gòu)的，并具備超長(zhǎng)距離通信和光交換功能，更增加了管理這樣一個(gè)透明傳輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度，由此激發(fā)了人們對(duì)光性能監(jiān)測(cè)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(jìn)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(wú)法分辨中心波長(zhǎng)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(duì)DWDM多波長(zhǎng)光信號(hào)進(jìn)行頻譜掃描與數(shù)據(jù)分析，快速完整地獲得信號(hào)的頻譜特性、光功率值和光信噪比值等。但當(dāng)前，光可調(diào)濾波器技術(shù)依然不夠完善，達(dá)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(jià)格昂貴，只有很少?gòu)S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(cè)儀”這個(gè)項(xiàng)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(hào)，Scanner轉(zhuǎn)動(dòng)不同的角度可以取出不同波長(zhǎng)的光信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換、A/D變換、數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理，可以直接計(jì)算出每一信道的光功率、中心波長(zhǎng)和光信噪比(OSNR)，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果推導(dǎo)出許多參數(shù)，包括信道波長(zhǎng)漂移、ASE噪聲、放大器的增益和增益偏斜，以及信道信號(hào)的Q值。然后借助上

4、述參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)功率均衡、波長(zhǎng)鎖定、長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)以及故障識(shí)別等功能。 論文的具體工作有： (1)OPM電路部分的設(shè)計(jì)。主要包括光電轉(zhuǎn)換及前級(jí)放大電路、數(shù)據(jù)采集卡電路。 (2)光譜信號(hào)處理算法的研究。介紹和比較信號(hào)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(hào)功率水平相對(duì)較弱，經(jīng)過(guò)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(shí)現(xiàn)了算法功能。 (3