CN102045599A - 一种无源光网络的光信号发送方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无源光网络的光信号发送方法、装置和系统，其中，所提供的方法包括步骤：对发送的光信号进行检测；当检测到N个高电平时，启动高电平的功率检测，获取高电平的功率，根据获取的高电平的功率和预先设定的高电平的目标功率调整调制电流，以调整所述光信号的发送功率；当检测到N个低电平时，启动低电平的功率检测，获取低电平的功率，根据获取的低电平的功率和预先设定的低电平的目标功率调整偏置电流，以调整所述光信号的消光比，其中，所述N为预先设定的正整数。本发明提供的方法、装置和系统，能实现对激光器发射的光信号的功率以及消光比的精确控制，而且具备实时控制的能力，实现也比较简单。

Description

一种无源光网络的光信号发送方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及无源光网络的光信号发送方法、装置和系统。

背景技术

激光器作为光源广泛应用于光通信系统中，是光通信系统重要的组成部分，激光器能将调制后的信息转换成光信号，然后通过光纤将信息传输出去。

在特定温度下，可以通过外加大于阈值的电流来实现对光信号的调制，光信号的强度随着电流线性增加。外加偏置电流可维持激光器的光功率，外加调制电流可维持激光器消光比(Extinction Ratio，ER)。由于周边电路发热或者周边环境温度变化等原因，激光器可能会需要工作在不同温度的环境下。

快速开关的激光器的特性参数会随温度变化而改变，这些特性参数主要包括激光器的阈值电流、斜效率和消光比，这些参数如果没有采取措施来进行控制，将会严重影响激光器的收发性能。

现有的保持激光器稳定的光功率和消光比的方法为系统多次测量电流，计算并控制偏置电流和调制电流来实现对光功率和消光比控制，这种方案的缺点是必须预先知道激光器在每个温度下的特性参数才能控制光功率和消光比，因此实现起来比较复杂，且难以保证对光功率和消光比控制精度。

发明内容

本发明实施例提供一种无源光网络的光信号发送方法、装置和系统，所提供的方法、装置和系统可以使得激光器维持稳定的功率和消光比。

本发明一个实施例提供一种无源光网络的光信号发送方法，所述方法包括步骤：

对发送的光信号进行检测；

当检测到N个高电平时，启动高电平的功率检测，获取高电平的功率，根据获取的高电平的功率和预先设定的高电平的目标功率调整调制电流，以调整所述光信号的发送功率；

当检测到N个低电平时，启动低电平的功率检测，获取低电平的功率，根据获取的低电平的功率和预先设定的低电平的目标功率调整偏置电流，以调整所述光信号的消光比，其中，所述N为预先设定的正整数。

本发明一个实施例提供一种无源光网络的光信号发送装置，包括：

发送前端，用于发送光信号；

检测模块，用于对所述发送前端发送的光信号进行检测，当检测到N个高电平时，启动高电平的功率检测，获取高电平的功率；当检测到N个低电平时，启动低电平的功率检测，获取低电平的功率，所述N为正整数；

偏置电流模块，用于调整所述发送前端所发送的光信号的偏置电流；

调制电流模块，用于调整所述发送前端所发送的光信号的调制电流；

控制模块，用于根据所述高电平的功率和预先设置的高电平的目标功率控制所述调制电流模块调整调制电流；和/或，根据所述低电平的功率和预先设置的低电平的目标功率控制所述偏置电流模块调整偏置电流。

本发明一个实施例提供一种无源光网络的通信系统，包括光信号发送装置，

所述光信号发送装置，用于对发送的光信号进行检测，当检测到N个高电平时，启动高电平的功率检测，获取高电平的功率，根据获取的高电平的功率和预先设定的高电平的目标功率调整调制电流，以调整所述光信号的发送功率；当检测到N个低电平时，启动低电平的功率检测，获取低电平的功率，根据获取的低电平的功率和预先设定的低电平的目标功率调整偏置电流，以调整所述光信号的消光比，其中，所述N为预先设定的正整数。

本发明实施例提供的光信号发送方法、装置和系统，根据检测获取的功率和高电平预设的目标功率来调整调制电流，根据检测的功率和低电平的目标功率来调整偏置电流，由此，本发明实施例不需要预先知道激光器在每个温度下的特性参数才能控制光功率和消光比便能实现对激光器发射的光信号的功率以及消光比的精确控制，而且具备实时控制的能力，实现也比较简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种实施例提供的光信号发送方法的流程图；

图2为本发明另一种实施例提供的光信号发送装置的结构的示意图；

图3为本发明实施例提供的光信号发送装置的检测模块的结构的示意图；

图4为本发明实施例提供的光信号发送装置的检测模块的结构的示意图；

图5为本发明实施例提供的光信号发送装置的检测模块的结构的示意图。

具体实施例

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

激光器发送的光信号的消光比EP和平均光功率PAVG与光信号中的高电平的功率P1和低电平的功率P0的关系如下：

$\mathrm{ER}=\frac{P1}{P0}$

$\mathrm{PAVG}=\frac{P1+P0}{2}$

为获取发送的光信号的消光比和平均光功率，需要知道高电平的功率和低电平的功率，在获取了发送的光信号的消光比和平均光功率后，可以对发送的光信号进行调整。

本发明一个实施例提供一种光信号发送方法，所提供的方法可使用于光信号发送装置上，如图1所示，包括：

步骤10，对发送的光信号进行检测。

这里对光信号进行检测为检测光信号的形态(PATTERN)，光信号的PATTERN包括高电平和低电平，本发明实施例中以符号“1”表示高电平，以符号“0”表示低电平。

在对光信号进行检测时，记录高电平和低电平的个数。

步骤12，判断是否检测到了N个高电平，或者N个低电平。

这里的N个高电平可以是检测到连续N个高电平，N个低电平也可以是检测到连续N个低电平，当检测到连续N个高电平时执行步骤14，当检测到连续N个低电平时执行步骤22，N为正整数。

步骤14，启动高电平的检测，获取当前高电平的功率。

步骤16，判断高电平的功率是否大于设定的目标功率值。

系统可预先设定高电平的目标功率，具体地，该高电平目标功率可通过以下方案进行设置：设定发送的光信号的平均光功率的目标值；根据所述平均光功率的目标值确定所述高电平的目标功率。

当获取高电平的功率后，判断当前高电平的功率是否大于预设的高电平目标功率，如果大于，执行步骤18，否则，执行步骤20。

步骤18，减少调制电流，执行步骤10。

步骤20，增大调制电流，执行步骤10。

步骤22，启动低电平的功率检测，获取当前低电平的功率。

步骤24，判断低电平的功率是否大于设定的值。

系统可预先设定低电平的目标功率，具体地，该低电平目标功率可通过以下方案进行设置：设定发送的光信号的消光比的目标值；根据所述消光比的目标值确定和所述低电平的目标功率。

当获取低电平的功率后，判断当前低电平的功率是否大于预设的低电平目标功率，如果为是，则执行步骤26，否则，执行步骤28。

步骤26，减小偏置电流，执行步骤10。

步骤28，增大偏置电流，执行步骤10。

本实施例提供的方法，能实现对激光器发射的光信号的功率以及消光比的精确控制，而且具备实时控制的能力，实现也比较简单。

本发明一个实施例提功一种无源光网络的光信号发送装置，如图2所示，包括发送前端200、检测单元220、偏置电流单元240、调制电流单元260以及控制单元280。

发送前端200，用于发送光信号。

检测单元220，用于对发送前端200发送的光信号进行检测，当检测到N个高电平时，启动高电平的功率检测，获取当前高电平的功率；当检测到N个低电平时，启动低电平的功率检测，获取当前低电平的功率，N为正整数。

偏置电流单元240，用于调整发送前端200发送的光信号的调制电流。

调制电流单元260，用于调整发送前端200发送的光信号的偏置电流。

控制单元280，用于根据所述低电平的功率和预先设置的低电平的目标功率控制所述偏置电流单元240调整偏置电流；和/或，根据所述高电平的功率和预先设置的高电平的目标功率控制所述调制电流单元260调整调制电流。

具体的，本实施例提供的发送装置可以如图3所示，

发送前端200可以由驱动电路201、LD205(Laser Diode，激光器)、开关203和PD207(Photo Detector，光检测器)组成。

其中，

驱动电路201，用于根据传输的数据信号来驱动开关203。具体的，当输入数据为高电平(比如“1”)时，驱动电路201将开关203合上，从而将调制电流源263提供的调制电流加到LD205上，此时，LD205发送的光信号的功率为P1；当输入数据为低电平(比如“0”)时，驱动电路201将开关203打开，此时LD205发送的光信号的功率为P0。

PD207，用于对LD205发送的光信号进行检测。

检测模块220可以包括电平形态检测单元221、高电平检测单元223和低电平检测单元225。

其中，

电平形态检测单元221，连接到驱动电路201，用于对驱动电路201输出的数据的形态进行检测，根据检测的结果对高电平检测单元223和低电平检测单元225进行控制。具体的，当电平形态检测单元221检测连续N个高电平时，控制高电平检测单元223对高电平的功率进行检测，并输出表征高电平功率的第一电压信号；当电平形态检测单元221检测连续N个低电平时，控制低电平检测单元225对低电平的功率进行检测，并输出表征低电平功率的第二电压信号。

可选地，检测模块220还可进一步包括高电平量化单元227和低电平量化单元229，其中，

高电平量化单元227，用于将来自高电平检测单元223的第一电压信号转换成第一数字信号。

低电平量化单元229，用于将来自低电平检测单元225的第二电压信号转换成第二数字信号。

控制模块280，用于根据高电平检测单元223提供的第一电压信号(或根据经过高电平量化单元227量化处理产生的第一数字信号)获取当前高电平的功率，并根据预先设置的高电平的目标功率和获取的高电平的当前功率对调制电流模块260进行控制；和/或，根据低电平检测单元提供的第二电压信号(或根据经过低电平量化单元229量化处理产生的第二数字信号)获取当前低电平的功率，并根据预先设置的低电平的目标功率和获取的低电平的当前功率对偏置电流模块240进行控制。

调制电流模块260可以包括调制电流源263和调制电流控制单元261。

其中，

调制电流源263，用于为LD205提供调制电流。

调制电流控制单元261，用于在控制模块280判定高电平的当前功率大于预设的高电平目标功率时，减小调制电流源263的调制电流，以及在控制模块280判定高电平的当前功率小于预设的高电平目标功率时，增大调制电流源263的调制电流。

可选地，调制电流模块260还可进一步包括调制电流检测单元265，用于对调制电流源263实际的调制电流进行检测，使得控制模块280在根据预先设置的高电平的目标功率和获取的高电平的当前功率对调制电流控制单元261进行控制时可以同时综合考虑实际的调制电流值。

偏置电流模块240可以包括偏置电流控制单元241和偏置电流源243。

其中，

偏置电流源243，用于为LD205提供偏置电流。

偏置电流控制单元241，用于在控制模块280判定低电平的当前功率大于预设的低电平目标功率时，减小偏置电流源243的偏置电流，以及在控制模块280判定低电平的当前功率小于预设的低电平目标功率时，增大偏置电流源243的偏置电流。

可选地，偏置电流模块240还可进一步包括偏置电流检测单元245，用于对偏置电流源243实际的偏置电流进行检测，使得控制模块280在根据预先设置的低电平的目标功率和获取的低电平的当前功率对偏置电流控制单元241进行控制时可以同时综合考虑实际的偏置电流值。

应当理解，以上所述仅是光信号发送装置一种可选的实施例。在一种替代实施例中，检测模块220的结构还可以是如图4所示，其中，功率检测单元S1通过二选一开关分别连接高电平量化单元227和低电平量化单元229。具体地，该开关包括端子1、端子2和选择端3，且高电平量化单元227连接至端子1，低电平量化单元229连接至端子2。

功率检测单元S1，用于对高电平或低电平的功率进行检测，输出电压信号。

当电平形态检测单元221检测到连续N个高电平时，控制开关的选择端3与端子1相连接以将对应于高电平检测结果的电压信号提供给高电平量化单元227，此时，高电平量化单元227可将电压信号转换成数字信号；当电平形态检测单元221检测到连续N个低电平时，控制开关的选择端3与端子2相连接以将对应于低电平检测结果的电压信号提供给低电平量化单元229，此时，低电平量化单元229可将电压信号转换成数字信号。

在另一种替代实施例中，检测模块220的结构还可以如图5所示，其中，控制模块280中可以设置高电平处理通道和低电平处理通道，其中，量化单元S9通过二选一开关分别连接高电平处理通道和低电平处理通道。具体地，该开关包括端子5、端子9和选择端7，且端子5连接高电平处理通道，端子9连接低电平处理通道。

量化单元S9，用于将功率检测单元S1的电压信号转换成数字信号。当电平形态检测单元221检测到连续N个高电平时，控制开关的选择端7与端子1相连接以将量化单元S9提供的数字信号输出至高电平处理通道，此时，控制模块280获取高电平的功率；当电平形态检测单元221检测到连续N个低电平时，控制开关的选择端7与端子9相连接以将量化单元S9提供的数字信号输出至低电平处理通道，此时，控制模块280获取低电平的功率。

本实施例提供的发送装置，能够对激光器发送的高电平的功率进行检测，根据检测获取的功率和高电平预设的目标功率来调整调制电流，以及能够对激光器发送的低电平的功率进行检测，根据检测的功率和低电平的目标功率来调整偏置电流，从而可以对激光器发送的光信号的功率进行调整，可以实时的对激光器发送的光信号的功率和消光比进行调整，控制的精准度比较高，而且操作也比较简单。

本发明一个实施例提供一种无源光网络的通信系统，所提供的通信系统，包括光信号发送装置，

所述光信号发送装置，用于对发送的光信号进行检测，当检测到N个高电平时，启动高电平的功率检测，获取当前高电平的功率，根据获取的高电平的功率和预先设定的高电平的目标功率调整调制电流，以调整所述光信号的发送功率；当检测到N个低电平时，启动低电平的功率检测，获取当前低电平的功率，根据获取的低电平的功率和预先设定的低电平的目标功率调整偏置电流，以调整所述光信号的消光比，其中，所述N为预先设定的正整数。

其中，

所述根据获取的高电平的功率和所述预先设定的高电平的目标功率调整调制电流包括：

当所述获取的高电平的功率大于所述预先设定的高电平的目标功率时，减小所述调制电流；

当所述获取的高电平的功率小于所述预先设定的高电平的目标功率时，增大所述调制电流。

所述根据获取的低电平的功率和所述预先设定的低电平的目标功率调整偏置电流包括：

当所述获取的低电平的功率大于所述预先设定的低电平的目标功率时，减小所述偏置电流；

当所述获取的低电平的功率小于所述预先设定的低电平的目标功率时，增大所述偏置电流。

本实施例提供的通信系统，能够对激光器发送的高电平的功率进行检测，根据检测获取的功率和高电平预设的目标功率来调整调制电流，以及能够对激光器发送的低电平的功率进行检测，根据检测的功率和低电平的目标功率来调整偏置电流，从而可以对激光器发送的光信号的功率进行调整，可以实时的对激光器发送的光信号的功率和消光比进行调整，控制的精准度比较高，而且操作也比较简单。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种无源光网络的光信号发送方法，其特征在于，包括：

对发送的光信号进行检测；

当检测到N个高电平时，启动高电平的功率检测，获取高电平的功率，并根据获取的高电平的功率和预先设定的高电平的目标功率调整调制电流；

当检测到N个低电平时，启动低电平的功率检测，获取低电平的功率，并根据获取的低电平的功率和预先设定的低电平的目标功率调整偏置电流，其中，所述N为预先设定的正整数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先设定高电平的目标功率和低电平的目标功率包括：

设定发送的光信号的平均光功率的目标值和消光比的目标值；

根据所述平均光功率的目标值和所述消光比的目标值确定所述高电平的目标功率和所述低电平的目标功率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据获取的高电平的功率和所述预先设定的高电平的目标功率调整调制电流包括：

当所述获取的高电平的功率大于所述预先设定的高电平的目标功率时，减小所述调制电流；

当所述获取的高电平的功率小于所述预先设定的高电平的目标功率时，增大所述调制电流。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据获取的低电平的功率和所述预先设定的低电平的目标功率调整偏置电流包括：

当所述获取的低电平的功率大于所述预先设定的低电平的目标功率时，减小所述偏置电流；

当所述获取的低电平的功率小于所述预先设定的低电平的目标功率时，增大所述偏置电流。

5.一种无源光网络的光信号发送装置，其特征在于，包括：

发送前端，用于发送光信号；

检测模块，用于对所述发送前端发送的光信号进行检测，当检测到N个高电平时，启动高电平的功率检测，获取高电平的功率；当检测到N个低电平时，启动低电平的功率检测，获取低电平的功率，所述N为正整数；

偏置电流模块，用于调整所述发送前端所发送的光信号的偏置电流；

调制电流模块，用于调整所述发送前端所发送的光信号的调制电流；

控制模块，用于根据所述高电平的功率和预先设置的高电平的目标功率控制所述调制电流模块调整调制电流；和/或，根据所述低电平的功率和预先设置的低电平的目标功率控制所述偏置电流模块调整偏置电流。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述检测模块包括电平形态检测单元、高电平检测单元和低电平检测单元，

所述电平形态检测单元，用于对光信号进行检测，当检测到N个高电平时，控制所述高电平检测单元对高电平的功率进行检测；当检测到N个低电平时，控制所述低电平检测单元对低电平的功率进行检测；

所述高电平检测单元，用于对高电平的功率进行检测，输出电压信号；

所述低电平检测单元，用于对低电平的功率进行检测，输出电压信号。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述检测模块还包括高电平量化单元和低电平量化单元，

所述高电平量化单元，用于将所述高电平检测单元输出的电压信号转换成数字信号；

所述低电平量化单元，用于将所述低电平检测单元输出的电压信号转换成数字信号。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制模块还用于判断所述高电平的功率和预先设置的高电平的目标功率的大小；和/或

用于判断所述低电平的功率和预先设置的低电平的目标功率的大小。

9.一种无源光网络的通信系统，其特征在于，包括光信号发送装置，

所述光信号发送装置，用于对发送的光信号进行检测，当检测到N个高电平时，启动高电平的功率检测，获取高电平的功率，并根据获取的高电平的功率和预先设定的高电平的目标功率调整调制电流；当检测到N个低电平时，启动低电平的功率检测，获取低电平的功率，并根据获取的低电平的功率和预先设定的低电平的目标功率调整偏置电流，其中，所述N为预先设定的正整数。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述根据获取的高电平的功率和所述预先设定的高电平的目标功率调整调制电流包括：

当所述获取的高电平的功率大于所述预先设定的高电平的目标功率时，减小所述调制电流；

当所述获取的高电平的功率小于所述预先设定的高电平的目标功率时，增大所述调制电流。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述根据获取的低电平的功率和所述预先设定的低电平的目标功率调整偏置电流包括：

当所述获取的低电平的功率大于所述预先设定的低电平的目标功率时，减小所述偏置电流；

当所述获取的低电平的功率小于所述预先设定的低电平的目标功率时，增大所述偏置电流。

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