CN102055546A - 一种锁定光信号的波长的方法、装置和系统 - Google Patents

一种锁定光信号的波长的方法、装置和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种锁定光信号的波长的方法、装置和系统，其中，方法包括步骤：获取第二激光器的输出功率；根据第一激光器和第二激光器的温度差与第二激光器的输出功率的对应关系，获取所述第一激光器和所述第二激光器的温度差；根据所述第二激光器的波长与所述温度差的对应关系，调节所述第一激光器的温度。本发明所提供的方法、装置和系统，可以使从属激光器输出的光信号的波长稳定，整个控制过程简单，不需要外部干预。

Description

一种锁定光信号的波长的方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及锁定光信号的波长的方法、装置和系统。
背景技术
随着互联网的快速发展，人们对于网络带宽的需求也不断增加，WDM-PON(Wave Division Multiplexing-Passive Optical Network，波分复用-无源光网络)技术结合了WDM技术和PON拓扑结构的优点，逐步成为一种高性能的接入方式。
在WDM技术中，必须为每个用户分配一个波长以提供虚拟的点对点连接性，因此，在WDM-PON技术中为用户实现低成本光源非常重要。
近来波长锁定的法布里-珀罗激光器(Fabry-Perot Laser Diode，FP-LD)得到推荐并且被认为是WDM-PON的经济光源，而比较常用的使用方法为使用两个FP-LD，一个为主用激光器，一个为属从激光器，主用激光器用于发光，从属激光器使用主用激光器发射的光来承载数据。然而随着主用激光器工作时间的推移，所发送的光的波长很不稳定，这样会对从属激光器和用户之间的正常业务构成影响。
发明内容
本发明实施例提供一种锁定光信号的波长的方法、装置和系统，所提供的方法、装置和系统能锁定激光器输出的光信号的波长。
本发明一个实施例提供一种通信系统，包括第一激光器、第二激光器和控制器，所述第一激光器和所述第二激光器相连，所述控制器连接所述第一激光器，
所述第一激光器，用于发送光信号；
所述第二激光器，用于对所述第一激光器发送的光信号进行调制以承载数据信号；
所述控制器，用于获取所述第二激光器的输出功率；根据所述输出功率，从所述第一激光器和所述第二激光器的温度差与所述第二激光器的输出功率的对应关系中获取所述第一激光器和所述第二激光器的温度差，根据所述温度差与所述第二激光器发送的光信号的波长的对应关系调整所述第一激光器的温度。
本发明一个实施例提供一种控制器，包括：
功率检测模块，用于对第二激光器输出的光信号的功率进行检测，获取所述第二激光器的输出功率；
控制模块，用于根据所述输出功率，从第一激光器和第二激光器的温度差与所述第二激光器的输出功率的对应关系中获取所述第一激光器和所述第二激光器的温度差，根据所述温度差与所述第二激光器发送的光信号的波长的对应关系调整所述第一激光器的温度。
本发明一个实施例提供一种锁定光信号的波长的方法，包括步骤：
获取第二激光器的输出功率；
根据第一激光器和第二激光器的温度差与第二激光器的输出功率的对应关系，获取所述第一激光器和所述第二激光器的温度差；
根据所述第二激光器发送的光信号的波长与所述温度差的对应关系，调节所述第一激光器的温度。
本发明实施例提供的方法、装置和系统，实现了通过监控第二激光器103输出功率的变化，来控制第一激光器101的温度，从而使第二激光器103输出的光信号的波长稳定，整个控制过程简单，不需要外部干预就能自动控制激光器的波长。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的通信系统的示意图；
图2为本发明实施例提供的曲线图；
图3为本发明实施例提供的装置的结构的示意图；
图4为本发明实施例提供的方法的流程图。
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。
本发明一个实施例提供一通信系统，如图1所示，包括第一激光器101、第二激光器103以及控制器113。第一激光器101和第二激光器103可以是法布里-珀罗激光器(Fabry-Perot Laser Diode，FPLD)。第一激光器101和第二激光器103互为主从关系，为使得本发明实施例方案更加清楚，以下实施例中以第一激光器101为主激光器、第二激光器103为从激光器作为举例。
其中，
第一激光器101，用于发送光信号。
第二激光器103，用于对第一激光器101发送的光信号进行调制以承载数据信号；
控制器113，用于获取第二激光器103的输出功率，根据所述输出功率，从第一激光器101和第二激光器103的温度差与第二激光器103的输出功率的对应关系中获取所述第一激光器和所述第二激光器的温度差，根据所述温度差与所述第二激光器的波长的对应关系调整所述第一激光器的温度。
控制器113还用于获取第一激光器101和第二激光器103的温度，计算第一激光器101和第二激光器103的温度差，根据获取的第二激光器103的输出功率，统计温度差和所述输出功率的对应关系。
控制器113还用于获取第二激光器103发送的光信号的波长，根据所述温度差和获取的波长，统计所述温度差和所述波长的对应关系。
图2为本发明实施例所提供的系统中，第一激光器101和第二激光器103的温度差与第二激光器103的输出功率的对应关系的曲线图，通过该曲线图可以看出，第二激光器103的输出功率与第一激光器101和第二激光器103的温度差成一定的线性关系，例如在图2中，当第一激光器101和第二激光器103的温度差为0℃时，第二激光器103可以工作在锁定状态，这里的锁定状态是指第二激光器103输出的光信号的波长处在锁定状态。随着第一激光器101和第二激光器103的温度差的增加，第二激光器103的输出功率线性增大，当温度差达到某一值时，比如图2中的2.7℃时，第二激光器103的输出功率达到极值。
而第二激光器103输出的光信号的波长与第一激光器101和第二激光器103的温度差之间也存在对应关系，为清楚的描述，以下实施例中，将第二激光器103的输出功率与第一激光器101和第二激光器103的温度差的对应关系叫做对应关系1，将第二激光器103输出的光信号的波长与第一激光器101和第二激光器103的温度差的对应关系叫做对应关系2。
在知道对应关系1和对应关系2后，可以将对应关系1和对应关系2存储在控制器113上，这样，控制器113可以根据第二激光器103的输出功率，从对应关系1中获取温度差，根据获取的温度差从对应关系2中获取第二激光器103输出的光信号的波长。控制器113通过调整第一激光器101的温度来改变第一激光器101和第二激光器103的温度差，从而调整第二激光器103输出的光信号的波长。
控制器113还可以给第一激光器101提供偏置电流。
本发明所提供的通信系统还可以包括偏极化分光器(Polarization Beam Splitter，PBS)105、阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating，AWG)107和部分反射器111。
其中，
PBS105，用于根据极化方向对接收到的光信号进行透传或反射。
本实施例所提供的系统中，由于第一激光器101输出的光信号的极化方向与PBS105的极化方向平行，因此，PBS105将第一激光器101输出的光信号透传给AWG107。而对于来自AWG107的光信号，则根据极化方向将来自AWG107的光信号分成两部分，一部分发送给第一激光器101，一部分发送给第二激光器103，第一激光器101和第二激光器103也可以根据PBS105反射的光信号来调整所发射的光信号的波长。
AWG107，用于对来自PBS105的光信号进行滤波以及将部分反射器111反射的光信号发送给PBS105。
PBS105透传的光信号传到AWG107后，被AWG的一个端口滤波，一部分光信号被传输到部分反射器111。而对于部分反射器111反射的光信号，则输出给PBS105，AWG107的端口的中心波长决定了发送给PBS105的光信号的波长。
部分反射器111，用于反射来自AWG107的光信号。
本实施例所提供的通信系统还可以包括光纤去极化器109。
光纤去极化器109可用于连接部分反射器111和AWG107，用于对来自AWG107的光信号进行选择，选择出的光信号传输到部分反射器111后，可以被部分反射器111进行反射。
在本发明另一个实施例中，控制器113还可以设定第二激光器103的目标输出功率，在获取了第二激光器103的输出功率后，控制器113可以计算第二激光器103当前输出功率和目标输出功率的差值，由于第二激光器103的输出功率与第一激光器101和第二激光器103的温度差的存在线性关系，如图2所示，控制器113可以根据这个线性关系计算第一激光器101需要调整的温度的值，从而对第一激光器101的温度进行调整。
本实施例提供的通信系统，可用于光网络或者无源光网络PON中，实现了通过监控第二激光器103输出功率的变化，来控制第一激光器101的温度，从而使第二激光器103的输出光信号的波长稳定，整个控制过程简单，不需要外部干预就能自动控制激光器的波长，实现起来也比较简单。
本发明一个实施例提供一种控制器，如图3所示，包括控制模块300和功率检测模块302，
其中，
功率检测模块302，用于获取第二激光器103的输出功率。
本实施例中，功率检测模块302可以是监控光电二极管(Monitor Photo Diode，MPD)等，关于如何获取第二激光器103的输出功率，本领域普通技术人员都应知悉，在此不再阐述。
控制模块300，用于根据所述输出功率，从第一激光器101和第二激光器103的温度差与第二激光器103的输出功率的对应关系中获取所述第一激光器和所述第二激光器的温度差，根据所述温度差与所述第二激光器的波长的对应关系调整所述第一激光器的温度。
控制模块300还可以设定第二激光器103的目标输出功率，在获取了第二激光器103的输出功率后，可以计算第二激光器103当前输出功率和目标输出功率的差值，由于第二激光器103的输出功率与第一激光器101和第二激光器103的温度差的存在线性关系，控制模块300可以根据这个线性关系计算第一激光器101需要调整的温度的值，从而对第一激光器101的温度进行调整。
本实施例提供的控制器还包括对应关系获取模块306，用于获取第一激光器101的温度和第二激光器103的温度，计算第一激光器101和第二激光器103的温度差，根据功率检测模块302获取的输出功率，获取第一激光器101和第二激光器103的温度差与第二激光器103的输出功率的对应关系；
对应关系获取模块306还用于获取第二激光器103发送的光信号的波长，根据获取的波长和所述温度差，获取所述温度差与第二激光器103发送的光信号的波长的对应关系。
如果控制器需要给第一激光器101提供偏置电流时，那么控制器还包括偏置电流源(图3中未画出)。
为了能更好的对第一激光器101的温度进行控制，控制器113还可以包括温度控制模块304，温度控制模块304连接第一激光器101，用于在控制模块300的控制下，对第一激光器101的温度进行控制。
本实施例提供的控制器，在光网络或者无源光网络PON中，实现了通过监控第二激光器103输出功率的变化，来控制第一激光器101的温度，从而使第二激光器103的输出光信号的波长稳定，控制过程比较简单，成本比较低。
本发明一个实施例提供一种锁定光信号的波长的方法，如图4所示，包括：
步骤400，获取第二激光器的输出功率。
第二激光器和第一激光器互为主从关系，第二激光器可以对第一激光器发送的光信号进行调制，以承载数据信号。
关于如何获取第二激光器的输出功率，本领域普通技术人员都应知悉，在此不再阐述。
步骤402，根据输出功率获取第一激光器和第二激光器的温度差。
在执行本步骤之前还可以包括获取对应关系1，具体包括：
获取第一激光器的第一温度和第二激光器的第二温度；
根据第一温度和第二温度计算所述第一激光器和所述第二激光器的温度差；
根据获取的输出功率，统计所述第二激光器的输出功率和所述温度差的对应关系1。其中，获取所述温度差和获取所述输出功率没有先后顺序。
由于第二激光器的输出功率与第一激光器和第二激光器的温度差存在对应关系1，在获取第二激光器的输出功率后，可以根据对应关系1获取第一激光器和第二激光器的温度差。关于对应关系1，实施例一已经描述。
步骤404，根据获取的温度差对第一激光器的温度进行调整，锁定第一激光器的波长。
在执行本步骤之前还可以包括获取对应关系2，具体包括：
获取第一激光器的第一温度和第二激光器的第二温度；
根据第一温度和第二温度计算所述第一激光器和所述第二激光器的温度差；
获取第二激光器发送的光信号的波长；
根据获取的输出功率，统计第二激光器发送的光信号的波长和所述温度差的对应关系2。其中，获取所述温度差和获取波长没有先后顺序。
在获取第一激光器和第二激光器的温度差后，可以根据对应关系2获取第二激光器当前波长，从而可以通过调节第一激光器的温度来对第一激光器的当前波长进行调节，这样可以锁定第二激光器输出的光信号的波长。
本实施例提供的锁定光信号的波长的方法，通过获取两个激光器的温度差和从激光器的输出功率的对应关系，可以通过改变两个激光器之间的温度差来调节从激光器的输出功率，实现过程比较简单，成本比较低，不需要外部干涉。
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 (10)

1.一种通信系统，其特征在于，包括第一激光器、第二激光器和控制器，所述第一激光器和所述第二激光器相连，所述控制器连接所述第一激光器，
所述第一激光器，用于发送光信号；
所述第二激光器，用于对所述第一激光器发送的光信号进行调制以承载数据信号；
所述控制器，用于获取所述第二激光器的输出功率；根据所述输出功率，从所述第一激光器和所述第二激光器的温度差与所述第二激光器的输出功率的对应关系中获取所述第一激光器和所述第二激光器的温度差，根据所述温度差与所述第二激光器发送的光信号的波长的对应关系调整所述第一激光器的温度。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括偏极化分光器、阵列波导光栅和部分反射器件，所述部分反射器件连接所述阵列波导光栅，所述阵列波导光栅连接所述偏极化分光器，所述偏极化分光器连接所述第一激光器和所述第二激光器，
所述偏极化分光器，用于将来自第一激光器的光信号透传给所述阵列波导光栅，以及将来自所述阵列波导光栅的光信号发送给所述第二激光器；
所述阵列波导光栅，用于对来自所述偏极化分光器的光信号进行滤波，将滤波后的光信号发送给所述部分发射器件，以及将所述部分反射器件发射的光信号发送给所述偏极化分光器；
所述部分反射器件，用于反射来自所述阵列波导光栅的光信号。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括光纤去极化器，
所述光纤去极化器，用于对来自所述阵列波导光栅的光信号进行选择；
所述控制器还用于给所述第一激光器提供偏置电流。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器还用于计算所述输出功率与预设的目标功率的差值，根据所述差值，从所述第一激光器和所述第二激光器的温度差与所述第二激光器的输出功率的对应关系中获取所述第一激光器和所述第二激光器的温度差。
5.一种控制器，其特征在于，包括：
功率检测模块，用于对第二激光器输出的光信号的功率进行检测，获取所述第二激光器的输出功率；
控制模块，用于根据所述输出功率，从第一激光器和第二激光器的温度差与所述第二激光器的输出功率的对应关系中获取所述第一激光器和所述第二激光器的温度差，根据所述温度差与所述第二激光器发送的光信号的波长的对应关系调整所述第一激光器的温度。
6.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括温度控制模块，所述温度控制模块，用于在所述控制模块的控制下，对所述第一激光器的温度进行调整。
7.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括偏置电流源，所述偏置电流源，用于给所述第一激光器提供偏置电流。
8.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述控制还包括对应关系获取模块，用于获取所述第一激光器的第一温度和所述第二激光器的第二温度，根据所述第一温度和所述第二温度，计算所述第一激光器和所述第二激光器的温度差，根据所述功率检测模块获取的输出功率，获取所述第一激光器和第二激光器的温度差与所述第二激光器的输出功率的对应关系；
所述对应关系获取模块还用于获取第二激光器发送的光信号的波长，根据获取的波长和所述温度差，获取所述温度差与所述第二激光器发送的光信号的波长的对应关系。
9.一种锁定光信号的波长的方法，其特征在于，包括步骤：
获取第二激光器的输出功率；
根据第一激光器和第二激光器的温度差与第二激光器的输出功率的对应关系，获取所述第一激光器和所述第二激光器的温度差；
根据所述第二激光器发送的光信号的波长与所述温度差的对应关系，调节所述第一激光器的温度。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据第一激光器和第二激光器的温度差与第二激光器的输出功率的对应关系，获取所述第一激光器和所述第二激光器的温度差之前还包括：
获取所述第一激光器的第一温度和所述第二激光器的第二温度；
根据所述第一温度和所述第二温度计算所述第一激光器和所述第二激光器的温度差；
根据获取的输出功率，获取所述第二激光器的输出功率和所述温度差的对应关系。
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