CN101651494B - 一种对色散补偿器件进行波段调节的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对色散补偿器件进行波段调节的装置及方法，所述装置包括中央控制模块、波长调节温控模块和反馈电压检测模块；所述方法包括步骤：确定需配置的目标波长对应的温度值，根据该温度值确定出相应的波长调节设定电压值，对该电压值进行数模转换处理；根据所述色散补偿器件内电阻式温度检测器的当前阻值确定当前的波长调节反馈电压值；根据数模转换后得到的波长调节设定电压值和当前的波长调节反馈电压值对色散补偿器件的波长调节温控管脚之间的电位关系进行调整。本发明使得系统只需要一个色散补偿器件就可以实现全C波段的波长调谐和色散补偿，大大的降低了整个系统的成本，增加了系统的灵活性。

Description

一种对色散补偿器件进行波段调节的装置及方法
技术领域
本发明涉及光网络领域，尤其涉及一种对色散补偿器件进行波段调节的装置及方法。
背景技术
随着1.6Tbit/s与800Gbit/s的DWDM(Dense Wavelength DivisionMultiplexing，密集波分复用)产品设备商用化，可以设想，这么大的传输容量必然要求系统的通道数增加到100到200波以上，波长间隔必然要减小，原来少数波长通道下的符合ITU-T标准的200GHZ到100GHZ的间隔，将变成多数波长通道下的符合ITU-T标准的50GHZ甚至25GHZ的间隔。而现有技术中相当一部分的色散补偿器件还是处于200GHZ间隔，若要实现50GHZ间隔，系统需要有四种不同波长的色散补偿器件才能完成。这给研发、生产和应用都带来了极大的不便，也使网络管理变得更加复杂且缺乏配置的灵活性。
发明内容
本发明提供一种对色散补偿器件进行波段调节的装置及方法，通过控制色散补偿器件的波长调节温控管脚之间的电位关系，使色散补偿器件中心频率左移或右移，从而实现了色散补偿器件的全C波段的波长调谐。
本发明所述技术方案包括：
一种对色散补偿器件进行波段调节的装置，包括中央控制模块、波长调节温控模块和反馈电压检测模块，其中，
中央控制模块，用于确定需配置的目标波长对应的温度值，根据该温度值确定出相应的波长调节设定电压值，将该电压值通过数模转换器件输出给波长调节温控模块；
波长调节温控模块，用于根据输入的波长调节设定电压值和输入的波长调节反馈电压值对色散补偿器件的波长调节温控管脚之间的电位关系进行调整；
反馈电压检测模块，用于根据色散补偿器件内电阻式温度检测器的当前阻值确定出相应的波长调节反馈电压值，将其输入波长调节温控模块。
较佳地，所述装置还包括色散补偿温控模块；
所述中央控制模块还用于确定需配置的目标色散值对应的温度值，根据该温度值确定出相应的色散调节设定电压值，将该电压值通过数模转换器件供给色散补偿温控模块；
所述色散补偿温控模块用于根据中央控制模块输入的色散调节设定电压值和反馈电压检测模块输入的色散调节反馈电压值对色散补偿器件的色散补偿温控管脚之间的电位关系进行调整；
所述反馈电压检测模块还用于根据色散补偿器件内电阻式温度检测器的阻值确定出相应的色散调节反馈电压值，将其输入色散补偿温控模块。
所述波长调节温控模块在输入的波长调节设定电压值和输入的波长调节反馈电压值之间的差值为零时，向中央控制模块反馈温度值锁定的电平信号，波长调整结束；
所述色散补偿温控模块在输入的色散调节设定电压值和对应输入的色散调节反馈电压值之间的差值为零时，向中央控制模块反馈温度值锁定的电平信号，色散调整结束。
一种对色散补偿器件进行波段调节的方法，包括步骤：
A、确定需配置的目标波长对应的温度值，根据该温度值确定出相应的波长调节设定电压值，对该电压值进行数模转换处理；
B、根据所述色散补偿器件内电阻式温度检测器的当前阻值确定当前的波长调节反馈电压值；
C、根据数模转换后得到的波长调节设定电压值和当前的波长调节反馈电压值对色散补偿器件的波长调节温控管脚之间的电位关系进行调整。
进一步地，根据所述色散补偿器件的中心波长、需配置的目标波长及所述色散补偿器件的波长调整参数确定出需配置的目标波长对应的温度值。
6、如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，
较佳地，所述步骤A中还包括确定需配置的目标色散值对应的温度值，根据该温度值确定出相应的色散调节设定电压值，对该电压值进行数模转换处理的步骤；
所述步骤B中还包括根据所述色散补偿器件内电阻式温度检测器的当前阻值确定当前的色散调节反馈电压值的步骤；
所述步骤C中还包括根据数模转换后得到的色散调节设定电压值和当前的色散调节反馈电压值对色散补偿器件的色散补偿温控管脚之间的电位关系进行调整的步骤。
进一步地，从所述色散补偿器件对应的色散温度对应表中确定出需配置的目标色散值对应的温度值。
所述步骤C中，所述波长调节设定电压值和所述波长调节反馈电压值之间的差值为零时，波长调整结束；
所述步骤C中，所述色散调节设定电压值和其对应的色散调节反馈电压值之间的差值为零时，色散调整结束。
本发明有益效果如下：
本发明所述技术方案使单板可以安装波长可调谐色散补偿器件，使得系统只需要一个色散补偿器件就可以实现全C波段的波长调谐和色散补偿，在需要任何一个波长时只须修改一个参数，而不需要换色散补偿器件就可以完成，从而大大的降低了整个系统的成本，增加了系统的灵活性。
附图说明
图1为本发明所述对色散补偿器件进行波段调节的装置的结构框图；
图2为本发明所述对色散补偿器件进行波段调节的方法的实现原理流程图；
图3为本实施例中对色散补偿器件进行波段调节的装置的结构框图；
图4为本实施例中反馈电压检测模块中电压检测电路的电路原理图；
图5为本实施例中用于实现温度控制的全部功能单元的结构示意图。
具体实施方式
本发明的主要技术构思是通过控制色散补偿器件的波长调节管脚之间的电平关系，使色散补偿器件的中心波长左移或右移，实现了色散补偿器件的全C波段的波长调谐；进一步地，也可通过控制色散补偿器件的色散补偿控制管脚之间的电位关系实现对光信号的色散控制。
请参阅图1，该图为本发明所述对色散补偿器件进行波段调节的装置的结构框图，其主要包括中央控制模块、波长调节温控模块和反馈电压检测模块，其中，
中央控制模块，用于确定需配置的目标波长对应的温度值，根据该温度值确定出相应的波长调节设定电压值，将该电压值通过DAC(数模转换器件)输出给波长调节温控模块；
波长调节温控模块，用于根据输入的波长调节设定电压值和输入的波长调节反馈电压值对色散补偿器件的波长调节温控管脚之间的电位关系进行调整，在输入的波长调节设定电压值和输入的波长调节反馈电压值之间的差值为零时，向中央控制模块反馈温度值锁定的电平信号，波长调整结束；
反馈电压检测模块，用于根据色散补偿器件内电阻式温度检测器的当前阻值确定出相应的波长调节反馈电压值，将其输入波长调节温控模块。
进一步地，为使色散补偿器件能够实现对光信号的色散控制，本发明所述对色散补偿器件进行波段调节的装置中还包括色散补偿温控模块；
中央控制模块还用于确定需配置的目标色散值对应的温度值，根据该温度值确定出相应的色散调节设定电压值，将该电压值通过数模转换器件供给色散补偿温控模块；
反馈电压检测模块还用于根据色散补偿器件内电阻式温度检测器的阻值确定出相应的色散调节反馈电压值，将其输入色散补偿温控模块；
色散补偿温控模块用于根据中央控制模块输入的色散调节设定电压值和反馈电压检测模块输入的色散调节反馈电压值对色散补偿器件的色散补偿温控管脚之间的电位关系进行调整，在输入的色散调节设定电压值和对应输入的色散调节反馈电压值之间的差值为零时，向中央控制模块反馈温度值锁定的电平信号，色散调整结束。
相应于本发明上述装置，本发明进而提供了一种对色散补偿器件进行波段调节的方法，请参阅图2，该图为本发明所述对色散补偿器件进行波段调节的方法的实现原理流程图，其主要包括如下步骤：
步骤S201、确定需配置的目标波长对应的温度值，根据该温度值确定出相应的波长调节设定电压值，对该电压值进行数模转换处理；
本步骤中，确定需配置的目标波长对应的温度值的方式为：根据色散补偿器件的中心波长、需配置的目标波长及所述色散补偿器件的波长调整参数确定出需配置的目标波长对应的温度值。
步骤S202、根据所述色散补偿器件内RTD(电阻式温度检测器)的当前阻值确定当前的波长调节反馈电压值；
步骤S203、根据数模转换后得到的波长调节设定电压值和当前的波长调节反馈电压值对色散补偿器件的波长调节温控管脚之间的电位关系进行调整，波长调节设定电压值和所述波长调节反馈电压值之间的差值为零时，波长调整结束。
进一步地，为使色散补偿器件能够实现对光信号的色散控制，在本发明上述对色散补偿器件进行波段调节的方法的步骤S201中还包括从色散补偿器件对应的色散温度对应表中确定出需配置的目标色散值对应的温度值，根据该温度值确定出相应的色散调节设定电压值，对该电压值进行数模转换处理的步骤；在上述步骤S202中还包括根据所述色散补偿器件内电阻式温度检测器的当前阻值确定当前的色散调节反馈电压值的步骤；在上述步骤S203中还包括根据数模转换后得到的色散调节设定电压值和当前的色散调节反馈电压值对色散补偿器件的色散补偿温控管脚之间的电位关系进行调整，在色散调节设定电压值和其对应的色散调节反馈电压值之间的差值为零时，色散调整结束的步骤。
下面将通过一实施例对本发明的具体实现过程予以进一步详细的说明。
本实施例描述了对原始通道间隔为150GHZ的色散补偿器件，通过调节其波长调节温控管脚之间的电位关系使该模块的中心波长左移或右移50GHZ，达到50GHZ间隔的装置及方法。
本实施例采用热电制冷器温控电路来控制色散补偿器件，要解决的问题如何利用成熟温控电路来完成色散补偿器件的调节，实现色散补偿器件的色散补偿及波段调谐要求，使色散补偿器件工作在系统需要的色散补偿模式下和任意波长的应用中。
请参阅图3，该图为本发明实施例中对色散补偿器件进行波段调节的装置的结构框图，其包括中央控制模块、反馈电压检测模块以及两个温控模块，其中一个温控模块是用来调节波长的波长调节温控模块，另一个温控模块是用来进行色散调整的色散补偿温控模块。由于每个波长值对应一个温度值，因此本实施例中波长调节温控模块由一个温控电路实现，而每个色散值对应三个温度值，因此本实施例中色散补偿温控模块由三个温控电路实现，本实施例中反馈电压检测模块中包含有四个电压检测电路，每个电压检测电路与一个温控电路相对应。
本实施例所述装置对色散补偿器件进行色散调节及波段调节的具体过程如下：
1)中央控制模块从色散补偿器件对应的色散温度对应表查找需配置的目标色散值对应的温度值，本实施例中需配置的目标色散值为100，色散补偿器件对应的色散温度对应表如下表1所示，通过查表可知，色散值100对应的三个温度值分别为37.7℃、103.5℃、70℃；
表1
中央控制模块再根据色散补偿器件内部RTD电阻阻值与温度的关系式，如公式(1)所示，以及由反馈电压检测模块中电压检测电路的电路关系确定出的RTD电阻阻值和设定电压的关系式，如公式(2)所示，计算出查表得到的温度对应的设定电压值，由于色散值对应了三个温度值，因此计算出的设定电压值也有三个。本实施例中反馈电压检测模块中电压检测电路的电路原理图如图4所示。
RRTD＝R0[1+AT+BT2+CT3](1)
其中，R0为1000Ω，A为0.0039083，B为-5.775E-07，C为-4.183E-12。
VO＝Vr*RRTD/(R1+RRTD)*(1+Rf/R2+Rf/R4)-Vr*Rf/R2(2)
2)中央控制模块根据色散补偿器件的中心波长，需配置的目标波长及色散补偿器件的波长调整参数，见表1中C1、C2、C3，确定出需配置的目标波长对应的温度值。再通过公式(1)和公式(2)计算得到该温度值对应的设定电压值。
3)中央控制模块将需配置的目标色散值对应的三个设定电压值通过数模转换器件进行数模转换处理后分别输入色散补偿温控模块内的三个温控电路中，同时将需配置的目标波长对应的一个设定电压值通过DAC进行数模转换处理后输入色散补偿温控模块内的温控电路中。
4)本实施例中每个温控电路均是一个负反馈PID(Proportion、Integral、Differential coefficient比例、积分、微分)控制电路，请参阅图5，该图为本发明实施例中用于实现温度控制的全部功能单元的结构示意图，温控电路的输入端一个是DAC的输出端，另一个输入端是与其对应的反馈电压检测电路的输出端；每个温控电路的输出被送入色散补偿器件的两个温控管脚(如Heater+，Heater-)，如果两个输入信号差值为0时说明达到设定值，输出就保持当前恒定值。如果差值不为0，温控电路中会根据差值是正还是负，来调节送给模块两个温控管脚间的电位关系，来调整电流方向；通过差值的大小，来改变脉冲调制信号的输出占空比，从而调整输出电流。使两个输入向差值为0方向调节。差值为0后，会返回给中央控制模块一个电平信号，表明该点的温度值锁定，色散设置或波长调整结束。通过反馈控制，最终使反馈电压值与设定电压值相等，系统锁定。色散补偿器件内部会根据输入电流的大小和方向，实现温度的升高或降低，最终体现在模块内部光栅的转向的不同或光纤的松紧的变化，从而实现色散补偿器件的波长变化和色散的调整。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种对色散补偿器件进行波段调节的装置，其特征在于，包括中央控制模块、波长调节温控模块和反馈电压检测模块，其中，
中央控制模块，用于确定需配置的目标波长对应的温度值，根据该温度值确定出相应的波长调节设定电压值，将该电压值通过数模转换器件输出给波长调节温控模块；还用于确定需配置的目标色散值对应的温度值，根据该温度值确定出相应的色散调节设定电压值，将该电压值通过数模转换器件供给色散补偿温控模块；
波长调节温控模块，用于根据输入的波长调节设定电压值和输入的波长调节反馈电压值对色散补偿器件的波长调节温控管脚之间的电位关系进行调整；在输入的波长调节设定电压值和输入的波长调节反馈电压值之间的差值为零时，向中央控制模块反馈温度值锁定的电平信号，波长调整结束；
反馈电压检测模块，用于根据色散补偿器件内电阻式温度检测器的当前阻值确定出相应的波长调节反馈电压值，将其输入波长调节温控模块；还用于根据色散补偿器件内电阻式温度检测器的阻值确定出相应的色散调节反馈电压值，将其输入色散补偿温控模块；
色散补偿温控模块，用于根据中央控制模块输入的色散调节设定电压值和反馈电压检测模块输入的色散调节反馈电压值对色散补偿器件的色散补偿温控管脚之间的电位关系进行调整；在输入的色散调节设定电压值和对应输入的色散调节反馈电压值之间的差值为零时，向中央控制模块反馈温度值锁定的电平信号，色散调整结束。
2.一种对色散补偿器件进行波段调节的方法，其特征在于，包括步骤：
A、确定需配置的目标波长对应的温度值，根据该温度值确定出相应的波长调节设定电压值，对该电压值进行数模转换处理；确定需配置的目标色散值对应的温度值，根据该温度值确定出相应的色散调节设定电压值，对该电压值进行数模转换处理； 
B、根据所述色散补偿器件内电阻式温度检测器的当前阻值确定当前的波长调节反馈电压值；根据所述色散补偿器件内电阻式温度检测器的当前阻值确定当前的色散调节反馈电压值；
C、根据数模转换后得到的波长调节设定电压值和当前的波长调节反馈电压值对色散补偿器件的波长调节温控管脚之间的电位关系进行调整；所述波长调节设定电压值和所述波长调节反馈电压值之间的差值为零时，波长调整结束；根据数模转换后得到的色散调节设定电压值和当前的色散调节反馈电压值对色散补偿器件的色散补偿温控管脚之间的电位关系进行调整；所述色散调节设定电压值和其对应的色散调节反馈电压值之间的差值为零时，色散调整结束。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述色散补偿器件的中心波长、需配置的目标波长及所述色散补偿器件的波长调整参数确定出需配置的目标波长对应的温度值。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，从所述色散补偿器件对应的色散温度对应表中确定出需配置的目标色散值对应的温度值。 
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