CN102143411B - 信号处理方法、设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种信号处理方法、设备及系统。该方法应用于无源光网络中，包括：接收光节点根据第一时隙分配表发送的第一光信号，第一时隙分配表包括光节点与光节点的第j个时隙的对应关系；第一光信号为光节点在发送第i帧数据的第j个时隙下发送的；根据第二时隙分配表和波长分配表，确定与光节点的第j个时隙对应的TLD；第二时隙分配表与第一时隙分配表相同；波长分配表包括为该TLD与该TLD发射本振光信号波长的对应关系；该TLD的本振光信号的波长与第一光信号的波长之间的频差满足相干条件；导通该TLD发射本振光信号，使第一光信号与本振光信号进行相干混频。本发明方案能够降低TLD的成本并提高相干接收的效率。

Description

信号处理方法、设备及系统

技术领域

本发明实施例涉及无源光网络(Passive Optical Network；以下简称PON)技术领域，尤其涉及一种信号处理方法、设备及系统。

背景技术

由于光纤传输具有容量大、损耗小、防电磁干扰能力强等优势，随着光纤传输的成本的逐步下降，PON是通信网络发展的一个必然趋势。PON中采用了无源器件，在通信网络中采用PON作为接入网，能够有效地满足通信业务对带宽越来越高的需求，因此PON受到越来越多的运营商的青睐。

时分复用无源光网络(Time Division Multiplexed-Passive OpticalNetwork；以下简称TDM-PON)PON网络中一种常见的网络。TDM-PON中通常包括：光线路终端(Optical Line Terminal；以下简称OLT)和光网络单元(Optical Network Unit；以下简称ONU)或者光网络终端(Optical NetworkTerminal；以下简称ONT)；ONU或者ONT也称之为光节点。TDM-PON中还包括光纤分路器。在下行方向上，OLT用于发送数据，经光纤分路器将OLT发送的光信号数据分成几路，以分别发送给ONU。在上行方向上，各个ONU采用突发发射的方式占用一个或者多个时隙(Time Slot；以下简称TS)发送上行的光信号；光纤分路器将各个ONU发送的多个光信号数据汇聚成一路发送给OLT。为了有效地提高OLT中接收数据的灵敏度，通常在OLT中设置一个用以产生本振光信号的本机振荡器(Local Oscillator；以下简称LO)，当OLT中的光接收机(Receiver；以下简称RX)接收到ONU发送的光信号同时，还接收LO发送的与光信号发生相干的本振光信号，光信号和本振光信号在OLT中发生相干混频，使得RX最终采集到的相干混频后的光信号功率增强，从而显著改善接收的灵敏度。这个过程可以称之为相干接收。

由于TDM-PON中包括有多个ONU，每个时隙接收一个OUN发送的光信号，而且各光信号的中心波长还会随着环境发生变化。为了保证对各个ONU发送的光信号相干接收成功，通常采用可调激光器(Tunable Laser Diode；以下简称TLD)跟踪ONU发送的光信号的波长，以保证TLD发出的本振光信号与ONU发出的光信号能够发生干涉，从而有效地提高相干接收的效率。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：由于现有技术中各ONU的波长差别较大，因此需要TLD频繁进行切换，以实现相干接收。但是TLD的切换速度依赖于各时隙之间间隔的阈值时间(Guard Time；以下简称GT)，当GT较小时，相应配置的TLD的成本较高，增大了OLT的开支。而且在GT较小时，TLD通常不能及时地实现切换，导致相干接收的效率较低。

发明内容

本发明实施例提供一种信号处理方法、设备及系统，用以解决现有技术中仅设置一个TLD，当各时隙之间的GT较小，TLD的成本较高以及相干接收的效率较低的缺陷，能够有效地降低TLD的成本，并提高相干接收的效率。

本发明实施例提供一种信号处理方法，应用于无源光网络中，包括：

接收光节点根据第一时隙分配表发送的第一光信号，所述第一时隙分配表是为所述光节点发送第i帧数据所分配的，包括所述光节点与为所述光节点分配的第j个时隙的对应关系；所述第一光信号为所述光节点在发送所述第i帧数据时的第j个时隙下发送的；i≥1，j≥1，i和j均为正整数；

根据预存储的第二时隙分配表和波长分配表，确定与所述光节点在所述第j个时隙下对应的可调激光器；其中所述第二时隙分配表与所述第一时隙分配表相同；所述波长分配表包括为所述第j个时隙分配的可调激光器与所述可调激光器发射本振光信号波长的对应关系；所述可调激光器的本振光信号的波长与所述第一光信号的波长之间的频差满足相干条件；

导通所述可调激光器发射本振光信号，使所述第一光信号与所述本振光信号进行相干混频。

本发明实施例提供一种光线路终端设备，包括：媒质接入控制器、数字信号处理器、混频器和至少两个可调激光器；

所述混频器，用于接收光节点根据第一时隙分配表发送的第一光信号，所述第一时隙分配表是为所述光节点发送第i帧数据所分配的，包括所述光节点与为所述光节点分配的j个时隙的对应关系；所述第一光信号为所述光节点在发送所述第i帧数据时的第j个时隙下发送的；i≥1，j≥1，i和j均为正整数；

所述媒质接入控制器，用于根据预存储的第二时隙分配表和数字信号处理器中预存储的波长分配表，确定所述至少两个可调激光器中、与所述第j个时隙下对应的可调激光器；其中所述第二时隙分配表与所述第一时隙分配表相同；所述波长分配表包括为所述第j个时隙分配的可调激光器与所述可调激光器发射本振光信号的波长的对应关系；所述可调激光器的本振光信号的波长与所述第一光信号的波长之间的频差满足相干条件；

所述数字信号处理器，用于导通所述可调激光器发射本振光信号，使所述第一光信号与所述本振光信号进行相干混频。

本发明实施例还提供一种信号处理系统，包括至少一个光节点设备和上述所述的光线路终端设备，所述光节点设备分别与所述光线路终端设备连接。

本发明实施例的一种信号处理方法、设备及系统，通过设置多个TLD，以减少TLD之间的切换速度，从而实现降低TLD的成本。并能够保证TLD及时地实现切换，提高了相干接收的效率。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明实施例一提供的一种信号处理方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的一种信号处理方法的流程图；

图3为本发明实施例三提供的一种光线路终端设备的结构示意图；

图4为本发明实施例四提供的一种光线路终端设备的结构示意图；

图5为本发明实施例五提供的一种光线路终端设备的结构示意图；

图6为本发明实施例六提供的一种信号处理系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

图1为本发明实施例一提供的一种信号处理方法的流程图。本实施例的信号处理方法应用于无源光网络中。本实施例的执行主体为一光线路终端设备，具体地，可以为无源光网络中OLT。如图1所示，本实施例的信号处理方法，包括如下步骤：

步骤100、接收ONU根据第一时隙分配表发送的第一光信号，其中所述第一时隙分配表更新为ONU与其发送第i帧数据时所分配的时隙的对应关系；第一光信号为ONU在发送第i帧数据的第j个时隙下发送的；i≥1，j≥1，i和j均为正整数；

具体地，本实施例以OLT接收一个ONU发送的光信号为研究对象。具体地，以该ONU在发送第i帧数据的第j个时隙下发送的光信号为例；详细介绍本实施例的技术方案。其中第一时隙分配表是该ONU向OLT发送第i帧数据的请求授权的时候，OLT为该ONU即将要发送的第i帧数据分配的时隙分配方案。该第一时隙分配表包括该ONU的标识，以及OLT为该ONU分配的时隙的标识，即包括该ONU与为其分配的时隙的对应关系。其中OLT为该ONU对应的第i帧数据分配的时隙可以为一个或者多个时隙。其中OLT接收ONU发送的第一光信号，具体是由OLT中的混频器(optical Hybrid)接收第一光信号。

步骤101、根据预存储的第二时隙分配表和波长分配表，确定与该ONU的第j个时隙下对应的TLD；其中第二时隙分配表与第一时隙分配表相同；波长分配表包括第j个时隙分配的TLD与该TLD发射本振光信号的波长的对应关系；该TLD的本振光信号的波长与第一光信号的波长之间的频差满足相干条件。

步骤102、导通该TLD发射本振光信号，使第一光信号与该本振光信号进行相干混频。

具体地，当ONU根据第一时隙分配表发送第一光信号时，同时OLT也按照与第一时隙分配表相同的第二时隙分配表相干接收ONU发送的第一光信号。具体地，OLT根据第二时隙分配表匹配出所述ONU对应的第j个时隙，然后根据波长分配表匹配出第j个时隙下，本振光信号的波长与第一光信号的波长之间满足相干条件的TLD；然后导通该TLD发射本振光信号；使该本振光信号与该ONU发出的第一光信号能干相互干涉。这里的相干条件为两者波长相等，或者波长差恒定。

在所述无源光网络中，除了与当前第j个时隙下对应的TLD外，一般还会有其他TLD。

上述步骤100和步骤101可以没有先后时序，同时执行。

本实施例的信号处理方法，通过设置至少两个TLD跟踪ONU的波长变化有效地减少了TLD之间的切换速度，从而实现减低TLD的成本。并能够保证TLD及时地实现切换，提高了相干接收的效率。

在上述实施例的技术方案的基础上，一种优选地方案为：在上述步骤101具体可以为：在OLT中，由媒质接入控制器(Media Access Controller；以下简称MAC)根据存储的第二时隙分配表，控制数字信号处理器(Digital SignalProcessor；以下简称DSP)根据存储的波长分配表导通至少两个TLD中、与该ONU对应的TLD发射本振光信号。

具体地，该OLT中至少包括MAC以及DSP，其中MAC中存储有第二时隙分配表，该第二时隙分配表与第一时隙分配表相同，以保证发送与接收的控制同步。该DSP中包括有预先设置的波长分配表。

当ONU与OLT初次建网时，该OLT从网络管理处获取ONU的初始波长，并将该初始波长发送给DSP，以供DSP根据该初始波长以及传输第一帧数据对应的第二时隙分配表建立该ONU的传输当前帧数据的波长分配表。传输数据时，MAC根据第二时隙分配表，控制DSP根据其中的波长分配表导通至少一个TLD中与该当前时隙对应的TLD输出本振光信号。

图2为本发明实施例二提供的一种信号处理方法的流程图。如图2所示，本实施例的信号处理方法，不仅包括有上述实施例一的步骤100-102，而且在上述实施例一的步骤102之后，还包括根据对多个数据帧的处理结果判断第一光信号的波长的变化趋势，来调整所述第二时隙分配表和波长分配表，具体包括：

步骤103、获取ONU在发送第i帧数据过程中各时隙对应的数据片，得到第i帧数据对应的所有数据片；

本步骤可以参考现有技术来实现，在此不再赘述。

步骤104、对所有数据片进行性能检测，获取ONU在发送第i帧数据过程中对应的第一性能参数。

该第一性能参数为一个综合评价该ONU发射当前第i帧数据的发射成功率的物理量。

例如，可以为OLT接收到第i帧数据的所有数据片之后，对各数据片进行解帧处理。并对各数据片进行性能检测如对各数据片误码率或丢包率进行检测，然后根据各数据片误码率或丢包率获取一个统计意义上的该ONU对应的第一性能参数，该第一性能参数对应于该ONU发送当前的第i帧数据过程。本实施例中以第一性能参数为该ONU发送当前的第i帧数据的误码率为例。

步骤105、根据第一性能参数、预存储的第二性能参数以及与ONU在发送第i-1帧数据的过程中对应的第三性能参数，判断ONU发出的第一光信号的波长是否发生变化；

该第三性能参数为综合评价该ONU发射第i-1帧数据的发射成功率的物理量，也可以是该ONU传输历史各帧数据发射成功率物理量的平均值，本实施例中以第三性能参数为该ONU发送的第i-1帧数据的误码率为例。

该第二性能参数为在OLT中预先设定的性能参数阈值，其可以根据实际需求来设定，用于对第一性能参数作对比分析。例如预存储的第二性能参数即误码率阈值可以为10^-10。需要说明的是，为了保证信号传输的效率，预存储的第二性能参数的值要大于设备所能够支持的最大误码率。

由于i＝1时，即当前发送的为第1帧数据，由于是第一次传输，此时ONU的波长为初始建网时的波长，可以认为此时ONU发出的第一光信号的波长正常，未发生任何变化。

若当前发送的为第i＞1帧数据时，即对第2个数据帧或第2个以后的数据帧，此时在OLT中预存储上述第二性能参数。同时根据上述步骤，当发送的为第i-1帧数据，可以获取发送第i-1帧数据的过程中对应的第三性能参数。

根据第一性能参数、第二性能参数和第三性能参数，可以判断ONU发出的第一光信号的波长是否发生变化。

具体地，可以在该OLT中设置一个如下表1所示的性能监控表。该性能监控表中包括第一性能参数Bc、第二性能参数Be、第三性能参数Bh和波长状态。Bc、Be和Bh三者满足如下关系：Bw＜Be≤Bb，才能保证系统的正常传输。其中波长状态包括正常GOOD或者需改善Need Improvement两种状态，波长状态为需改善Need Improvement时表示波长状态发生变化。

表1

Bc	Be	Bh	波长状态
				10-10	10-12	10-11	NeedImprovement

具体地，可以通过以下方式判断ONU发出的第一光信号的波长是否发生变化：

当i＞1时，将第一性能参数更新至该ONU对应的性能监控表；此时需要将传输第i-1帧数据对应的Bc更新至表中Bh的位置，然后将当前传输第i帧数据对应第一性能参数更新至表中Bc的位置，然后根据性能监控表中的Bc、Be和Bh，更新性能监控表中该ONU对应的波长状态；进一步根据波长状态的判断第一光信号的波长是否发生变化。对应表1的性能监控表可能会存在如下表2的几种情况。

表2

	Be	Bh	波长状态
				Bc	＞	＞	NeedImprovement
Bc	＞	≤	NeedImprovement
				Bc	≤	＞	NeedImprovement
Bc	≤	≤	GOOD

如表2所示，当Bc大于Be，即发送当前第i帧数据对应误码率大于经验阈值误码率；且Bc大于Bh，即发送当前第i帧数据对应误码率也大于发送第i-1帧数据对应误码率。此时表示ONU发送当前第i帧数据的过程中，该ONU的波长发生变化，对应设置波长状态为Need Improvement。这种情况可能发生在ONU发送完第i-1帧数据，发送第i帧数据之前，对该ONU的各时隙对应的TLD输出的本振光信号的波长的调节量过大，即调节过度的现象。

当Bc大于Be，即发送当前第i帧数据对应误码率大于经验阈值误码率；但是Bc小于等于Bh，即发送当前第i帧数据对应误码率小于等于发送第i-1帧数据对应误码率。此时表示ONU发送当前第i帧数据的过程中，该ONU的波长还存在变化，对应设置波长状态为Need Improvement。这种情况可能发生在ONU发送完第i-1帧数据，发送第i帧数据之前，对该ONU的各时隙对应的TLD输出的本振光信号的波长的调节量过小，即欠调节的现象。

当Bc小于等于Be，即发送当前第i帧数据对应误码率小于等于经验阈值误码率；但Bc大于Bh，即发送当前第i帧数据对应误码率大于发送第i-1帧数据对应误码率。此时表示ONU发送当前第i帧数据的过程中，该ONU的波长发生变化，对应设置波长状态为Need Improvement。这种情况只有在系统硬件发生故障时才可能会发生，这里不做考虑。

当Bc小于等于Be，即发送当前第i帧数据对应误码率小于等于经验阈值误码率；且Bc小于等于Bh，即发送当前第i帧数据对应误码率小于等于发送第i-1帧数据对应误码率。此时表示ONU发送当前第i帧数据的过程中，该ONU的波长可以认为没有发生变化，对应设置波长状态为GOOD。这种情况可能发生在ONU发送完第i-1帧数据，发送第i帧数据之前，对该ONU的各时隙对应的TLD输出的本振光信号的波长的调节量正好，能够使得误码率有效地减小，此时可以认为误码率已经达到系统可以接受的误码率、可以认为波长状态处于正常，暂时不再做调节。

步骤106、当ONU发出的第一光信号的波长未发生变化时，根据该ONU的第i+1帧数据的授权请求更新的第二时隙分配表，更新波长分配表；

具体地，当ONU发出的第一光信号的波长未发生变化时，OLT根据该ONU发送第i+1帧数据的授权请求，更新的第二时隙分配表，其中所述第二时隙分配表更新为ONU与其发送第i+1帧数据时所分配的时隙的对应关系。然后再根据更新后的第二时隙分配表中该ONU对应的各时隙，更新波长分配表中为该ONU的各时隙分配的TLD的标识，但是更新后的波长分配表中为该ONU的各时隙分配的TLD发射的本振光信号的波长保持不变。

步骤107、当ONU发出的第一光信号的波长发生变化时，获取ONU对应的本振光信号的调整波长；

根据上述步骤105，可以判断出ONU发射第i帧数据过程中的第一光信号的波长是否发生变化。当ONU发出的第一光信号的波长发生变化时，获取与ONU的对应需要调节的本振光信号的调整波长，即获取该ONU的对应的本振光信号的波长调节量及调节方向；

其中可以采用如下方式获取该ONU的对应的本振光信号的波长调节量及调节方向：

根据波长设定模块预先设置的调节系数、上行数据的上行帧时间、单位时间内温度变化参数以及单位温度内中心波长的变化参数，获取本振光信号的波长调节量。

根据述性能监控表中第一性能参数、第二性能参数以及第三性能参数之间的关系，获取该ONU的对应的本振光信号的波长调节方向。

例如，结合表2所示，当Bc大于Be，即发送当前第i帧数据对应误码率大于经验阈值误码率；且Bc大于Bh，即发送当前第i帧数据对应误码率也大于发送第i-1帧数据对应误码率。这种情况表示ONU发送当前第i帧数据的过程中，误码率增大，说明上次调节的方向可能错了。此时，设置调节方向为反向调节。

当Bc大于Be，即发送当前第i帧数据对应误码率大于经验阈值误码率；但是Bc小于等于Bh，即发送当前第i帧数据对应误码率小于等于发送第i-1帧数据对应误码率。这种情况表示ONU发送当前第i帧数据的过程中，误码率有所减小，但仍大于经验阈值，说明上次调节的方向正确。此时，设置调节方向为正向调节。

当Bc小于等于Be，即发送当前第i帧数据对应误码率小于等于经验阈值误码率；但Bc大于Bh，即发送当前第i帧数据对应误码率大于发送第i-1帧数据对应误码率。这种情况只有在系统硬件发生故障时才可能会发生，这里不做考虑。

当Bc小于等于Be，即发送当前第i帧数据对应误码率小于等于经验阈值误码率；且Bc小于等于Bh，即发送当前第i帧数据对应误码率小于等于发送第i-1帧数据对应误码率。这种情况表示ONU发送当前第i帧数据的过程中，误码率变小，而且也小于经验阈值误码率。此时，可以不再调节，认为当前ONU的波长处于正常状态，未发生变化。

然后根据获取的该ONU的对应的本振光信号的波长调节量及调节方向，以及波长分配表中该ONU对应的本振光信号的波长，获取调整波长。

例如：可以根据如下方式调节ONU的波长。

当是第一次调节ONU的波长时，首先从网络管理单元中获取初始建网时，ONU对应的初始波长；接着计算初始调节量Δλ₀，Δλ₀＝η₀·τ·Δλ_ti·Δλ_th，其中η₀为调节系数，是由预先设置的，例如可以为某个经验值。τ为一个上行帧的时间(如GPON为125us)，Δλ_ti为单位时间内温度变化(如0.003℃/s)，Δλ_th为激光器单位温度内中心波长变化(如DFB-LD为0.1nm/℃)；然后选择调节方向，如正反向调节时，则本振光信号的波长的调节量为+Δλ₀，本振光信号的调整波长λ+Δλ₀。

当是第i次调节ONU的波长，i＞1时，根据公式Δλ_i＝η_i·τ·Δλ_ti·Δλ_th，计算本振光信号的波长调节量，η_i为第i次调节时对应的调节系数，也是预先设置的。其中η_i可以符合某种经验分布，如1/2，1/4，1/8，...1/2i(i为大于0的整数)。总之η_i服从的经验分布满足η_i-1＞η_i，使得本振光信号的波长调节量越来越细微，调节的几个精度越累越高。具体调节采用如上方式，不再赘述。

步骤108、根据调整波长和根据该ONU发送第i+1帧数据的授权请求更新的第二时隙分配表，更新波长分配表，使得本振光信号的波长跟踪ONU发出的光信号的波长，以接收ONU发送的第i+1帧数据。

具体地，OLT接收第i+1帧数据之前，首先接收ONU发送的第i+1帧数据的授权请求，并根据该第i+1帧数据的授权请求，更新第二时隙分配表。也就是说，更新后的第二时隙分配表是OLT为ONU发送第i+1帧数据分配的。然后再根据更新后的第二时隙分配表中该ONU下对应的各时隙，以及上述步骤107得到的该调整波长，更新波长分配表中为该ONU的各时隙分配的TLD的标识，以及对应的本振光信号的波长；以准备接收该ONU发送第i+1帧数据。其中更新后的第二时隙分配表就是OLT为该ONU发送第i+1帧数据的发送请求时分配的时隙分配表，对于后续各帧数据的传输过程类似，不再赘述。

以上实施例以Bh表示ONU发送第i-1帧数据对应误码率为例，对于Bh其他情形的设置，情况类似，不再赘述。

本实施例的信号处理方法，通过对传输某一帧数据的过程中的光信号进行检测，以确定对应的ONU的波长是否变化，从而控制至少一个TLD中对应的TLD的波长跟踪ONU的波长变化，实现相干接收。能够有效地减少TLD切换速度，以有效地减少TLD的成本，而且能够保证TLD及时地实现切换，提高了相干接收的效率。

在上述实施例一或者二的技术方案的基础上，在上述步骤100之前，还可以包括：

(1)接收该ONU发送的第i帧数据的授权请求；

(2)为该ONU的第i帧数据配置第一时隙分配表；

OLT接收到ONU发送的第i帧数据的授权请求之后，根据OLT自身的闲置状况，为该ONU的第i帧数据配置第一时隙分配表。具体由OLT中的MAC来为ONU配置第一时隙分配表。

(3)将第一时隙分配表发送给该ONU；并复制第一时隙分配表存储为第二时隙分配表。

本实施例的信号处理方法，根据ONU发送第i帧数据的授权请求，为其配置相应的第一时隙分配表，并在OLT一侧存储相同的第二时隙分配表，能够有效地保证OLT同步接收ONU发送的第i帧数据，提高了相干接收的效率。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图3为本发明实施例三提供的一种光线路终端设备的结构示意图。如图3所示，本实施例的光线路终端设备即OLT包括：媒质接入控制器10、数字信号处理器11、混频器12和至少两个可调激光器13。

其中混频器12用于接收光节点根据第一时隙分配表发送的第一光信号，第一时隙分配表是为光节点发送第i帧数据所分配的，包括光节点与为光节点分配的j个时隙的对应关系；第一光信号为光节点在发送第i帧数据时的第j个时隙下发送的；i≥1，j≥1，i和j均为正整数。媒质接入控制器10与数字信号处理器11连接，用于根据预存储的第二时隙分配表和数字信号处理器11中预存储的波长分配表，控制数字信号处理器11确定至少两个可调激光器13中、与第j个时隙对应的可调激光器13。其中第一时隙分配表与第二时隙分配表相同；波长分配表包括为第j个时隙分配的可调激光器13与可调激光器13发射本振光信号的波长的对应关系；本振光信号的波长与第一光信号的波长之间的频差满足相干条件。数字信号处理器11还用于导通可调激光器13发射本振光信号，使混频器12接收的第一光信号与本振光信号进行相干混频。数字信号处理器11可选择地与至少两个可调激光器13其中之一连接，以导通对应的可调激光器13发射本振光信号。对应地，被导通的可调激光器13还与混频器12连接，以供被导通的可调激光器13发射本振光信号能够与混频器12接收的第一光信号发生相干混频。

本实施例中数字信号处理器11、混频器12和至少两个可调激光器13可以集成为一个整体，例如集成后可以为突发相干接收机(Burst Mode CoherentReceiver；以下简称BMCR)。

本实施例的光线路终端设备各元件的实现方式和交互过程可参照方法实施例的相关描述，在此不再赘述。

本实施例的光线路终端设备，通过媒质接入控制器和数字信号处理器控制至少两个可调激光器跟踪光节点的波长变化，能够有效地减少了可调激光器之间的切换速度，从而实现减低可调激光器的成本。并能够保证可调激光器及时地实现切换，提高了相干接收的效率。

图4为本发明实施例四提供的一种光线路终端设备的结构示意图。如图4所示，本实施例的光线路终端设备中的数字信号处理器11中具体可以包括波长分配表111、功能执行模块112和波长设定模块113。

其中媒质接入控制器10分别与波长分配表111和功能执行模块112连接，根据预存储的第二时隙分配表和波长分配表111，控制功能执行模块112导通至少两个可调激光器13中、与第j个时隙对应的可调激光器13发射本振光信号。

本实施例的光线路终端设备还包括处理模块14。

本实施例中处理模块14与混频器12连接，根据混频器12接收到各时隙混频后的第二光信号，获取ONU在发送第i帧数据过程中各时隙对应的数据片，得到第i帧数据对应的所有数据片。本实施例中媒质接入控制器10还与处理模块14连接，用于获取第i帧数据对应的所有数据片，并进一步对所有数据片进行性能检测，获取光节点在发送第i帧数据过程中对应的第一性能参数。并根据第一性能参数、预存储的第二性能参数以及与光节点在发送第i-1帧数据的过程中对应的第三性能参数，判断光节点发出的第一光信号的波长是否发生变化。

波长设定模块113与媒质接入控制器10连接，用于根据媒质接入控制器10的判断的光节点发出的第一光信号的波长发生变化的情况，获取光节点对应的本振光信号的调整波长。

再由媒质接入控制器10从波长设定模块113获取设定的调整波长，然后根据该ONU发送的第i+1帧数据的授权请求更新的第二时隙分配表和波长设定模块113设定的调整波长，更新波长分配表111，使得本振光信号的波长跟踪光节点发出的光信号的波长，以接收光节点发送的第i+1帧数据；更新后的第二时隙分配表是为光节点发送第i+1帧数据分配的。

本实施例的光线路终端设备各元件的实现方式和交互过程可参照方法实施例的相关描述，在此不再赘述。

本实施例的光线路终端设备，通过各元件实现对传输某一帧数据的过程中的光信号进行检测，以确定对应的ONU的波长是否变化，从而能够实现发出本振光信号的TLD的波长跟踪ONU的波长变化，且其中采用了多个TLD，能够有效地减少TLD切换速度，以有效地减少TLD的成本，而且能够保证TLD及时地实现切换，提高了相干接收的效率。

图5为本发明实施例五提供的一种光线路终端设备的结构示意图。在上述图4所示实施例四的基础上，本实施例的光线路终端设备中的媒质接入控制器10例如可以将第一性能参数更新至光节点对应的性能监控表；并根据性能监控表中的第一性能参数、预存储的第二性能参数以及与光节点在发送第i-1帧数据的过程中对应的第三性能参数，更新性能监控表中光节点对应的波长状态；波长状态包括：正常或者需改善；波长状态为需改善时表示波长状态发生变化。性能监控表是保存在媒质接入控制器10中。

其中：当性能监控表中的第一性能参数大于第二性能参数，且第一性能参数大于第三性能参数，则设置波长状态为需改善；当性能监控表中的第一性能参数大于第二性能参数，但第一性能参数小于等于第三性能参数，则设置波长状态为需改善；当性能监控表中的第一性能参数小于等于第二性能参数，且第一性能参数小于等于第三性能参数，则设置波长状态为正常；当性能监控表中的第一性能参数小于等于第二性能参数，但第一性能参数大于第三性能参数，则设置波长状态为需改善。

如图5所示，本实施例中波长设定模块113包括第一波长设定子模块113a和第二波长设定子模块113b。第一波长设定子模块113a与媒质接入控制器10连接，用于当光节点发出的第一光信号的波长发生变化时，根据媒质接入控制器10中的性能监控表、以及第一波长设定子模块113a中预设的调节系数、上行数据的上行帧时间、单位时间内温度变化参数以及单位温度内中心波长的变化参数，获取光节点的对应的本振光信号的波长调节量；并根据媒质接入控制器10中的性能监控表中第一性能参数、第二性能参数以及第三性能参数之间的关系，获取光节点的对应的本振光信号的波长调节方向。

第一波长设定子模块113a包括第一波长设定单元和第二波长设定单元。第一波长设定单元，用于当光节点发出的第一光信号的波长发生变化时，根据预先设置的调节系数、上行数据的上行帧时间、单位时间内温度变化参数以及单位温度内中心波长的变化参数，获取本振光信号的波长调节量。第二波长设定单元，用于根据性能监控表中第一性能参数、第二性能参数以及第三性能参数之间的关系，获取光节点的对应的本振光信号的波长调节反向；

其中第二波长设定单元具体用于当性能监控表中的第一性能参数大于第二性能参数，且第一性能参数大于第三性能参数，则设置调节向为反向调节；当性能监控表中的第一性能参数大于第二性能参数，但第一性能参数小于第三性能参数，则设置调节方向为正向调节；当性能监控表中的第一性能参数小于第二性能参数，但第一性能参数大于第三性能参数，则设置调节方向为反向调节。

第二波长设定子模块113b分别与第一波长设定子模块113a和波长分配表111连接，具体地分别与第一波长设定单元和第二波长设定单元连接。根据第一波长设定单元获取的光节点的对应的本振光信号的波长调节量和第二波长设定单元获取的光节点的对应的本振光信号的波长调节方向，以及波长分配表111中光节点对应的本振光信号的波长，获取调整波长。第二波长设定子模块113b也与媒质接入控制器10连接，后续再由媒质接入控制器10从第二波长设定子模块113b中获取该调整波长，以用于更新波长分配表111。

后续可以采用上述实施例的各模块，实现突发相干接收。

本实施例的光线路终端设备各元件的实现方式和交互过程可参照方法实施例的相关描述，在此不再赘述。

本实施例的光线路终端设备，通过波长设定模块能够精确调节ONU对应的本振光信号的波长，从而有助于有效地实现波长跟踪，提高了相干接收的效率。

在上述实施例三至五中，其中媒质接入控制器10具体还可以用于接收光节点发送的第i帧数据的授权请求；为光节点的第i帧数据配置第一时隙分配表；将第一时隙分配表发送给光节点；并复制第一时隙分配表存储为第二时隙分配表。

图6为本发明实施例六提供的一种信号处理系统的结构示意图。如图6所示，本实施例信号处理系统包括至少一个光节点设备30和光线路终端设备40。其中至少一个光节点设备30分别与光线路终端设备40连接。

本实施例的信号处理系统中的光线路终端设备40可以采用上述实施例三至五任一的光线路终端设备。

本实施例的信号处理系统中任一光节点设备30与光线路终端设备40之间交互的实现机制与上述实施例相同，详细可参考上述实施例的相关描述，在此不再赘述。

本实施例的信号处理系统，通过光线路终端设备实现对传输某一帧数据的过程中的光信号进行检测，以确定对应的ONU的波长是否变化，从而能够实现发出本振光信号的TLD的波长跟踪ONU的波长变化，且其中采用了多个TLD，能够有效地减少TLD切换速度，以有效地减少TLD的成本，而且能够保证TLD及时地实现切换，提高了相干接收的效率。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到至少两个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种信号处理方法，应用于无源光网络中，其特征在于，包括：

接收光节点根据第一时隙分配表发送的第一光信号，所述第一时隙分配表是为所述光节点发送第i帧数据所分配的，包括所述光节点与为所述光节点分配的第j个时隙的对应关系；所述第一光信号为所述光节点在发送所述第i帧数据时的第j个时隙下发送的；i≥1,j≥1,i和j均为正整数；

根据预存储的第二时隙分配表和波长分配表，确定与所述光节点在所述第j个时隙下对应的可调激光器；其中所述第二时隙分配表与所述第一时隙分配表相同；所述波长分配表包括为所述第j个时隙分配的可调激光器与所述可调激光器发射本振光信号波长的对应关系；所述可调激光器的本振光信号的波长与所述第一光信号的波长之间的频差满足相干条件；

导通所述可调激光器发射本振光信号，使所述第一光信号与所述本振光信号进行相干混频。

2.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，还包括：

获取所述光节点在发送所述第i帧数据的过程中各时隙对应的数据片，得到所述第i帧数据对应的所有数据片；

对所有数据片进行性能检测，获取所述光节点在发送所述第i帧数据过程中对应的第一性能参数；

根据所述第一性能参数、预存储的第二性能参数以及与所述光节点在发送第i-1帧数据的过程中对应的第三性能参数，判断所述光节点发出的第一光信号的波长是否发生变化；

当所述光节点发出的第一光信号的波长发生变化时，获取所述光节点对应的所述本振光信号的调整波长；

根据所述调整波长和根据所述光节点的第i+1帧数据的授权请求更新的第二时隙分配表来更新所述波长分配表，使得所述本振光信号的波长跟踪所述光节点发出的光信号的波长，以接收所述光节点发送的第i+1帧数据；

所述第一性能参数为综合评价所述光节点在发送所述第i帧数据的发送成功率的物理量；所述第二性能参数为预先设定的性能参数阀值，用于对所述第一性能参数作对比分析；所述第三性能参数为综合评价所述光节点发送所述第i-1帧数据的发送成功率的物理量，或者为所述光节点传输历史各帧数据发送成功率物理量的平均值；

其中，所述获取所述光节点对应的所述本振光信号的调整波长包括：根据预先设置的调节系数、上行数据的上行帧时间、单位时间内温度变化参数以及单位温度内中心波长的变化参数，获取本振光信号的波长调节量；根据性能监控表中第一性能参数、第二性能参数以及第三性能参数之间的关系，获取本振光信号的波长调节方向；根据获取的本振光信号的波长调节量及调节方向，以及波长分配表中所述光节点对应的本振光信号的波长，获取调整波长；

其中，所述根据性能监控表中所述第一性能参数、所述第二性能参数以及所述第三性能参数之间的关系，获取所述光节点的对应的所述本振光信号的波长调节方向，具体包括：当所述性能监控表中的所述第一性能参数大于所述第二性能参数，且所述第一性能参数大于所述第三性能参数，则设置所述调节方向为反向调节；当所述性能监控表中的第一性能参数大于第二性能参数，但第一性能参数小于等于第三性能参数，则设置调节方向为正向调节；

其中，通过如下方式获取调整波长：当第一次调节所述光节点的波长时，获取初始建网时所述光节点的初始波长，计算初始调节量Δλ₀=η₀·τ·Δλ_ti·Δλ_th，然后根据选择的调节方向，在初始波长的基础上加上或减去所述Δλ₀；当第i次调节所述光节点的波长时，i＞1，计算调节量Δλ_i=η_i·τ·Δλ_ti·Δλ_th，然后根据选择的调节方向，在i-1次调节后波长的基础上加上或减去所述Δλ_i，η0、ηi为预先设置的调节系数，τ为一个上行帧的时间，Δλti为单位时间内温度变化，Δλth为激光器单位温度内中心波长变化。

3.根据权利要求2所述的信号处理方法，其特征在于，根据所述第一性能参数、预存储的第二性能参数以及与所述光节点在发送第i-1帧数据的过程中对应的第三性能参数，判断所述光节点发出的第一光信号的波长是否发生变化，具体包括：

当所述性能监控表中的所述第一性能参数大于所述第二性能参数，且所述第一性能参数大于所述第三性能参数，则设置所述波长状态为需改善；

当所述性能监控表中的所述第一性能参数大于所述第二性能参数，但所述第一性能参数小于等于所述第三性能参数，则设置所述波长状态为需改善；

当所述性能监控表中的所述第一性能参数小于等于所述第二性能参数，且所述第一性能参数小于等于所述第三性能参数，则设置所述波长状态为正常；

其中所述波长状态为需改善时表示波长状态发生变化。

4.根据权利要求1-3任一所述的信号处理方法，其特征在于，还包括：

接收所述光节点发送的所述第i帧数据的授权请求；

为所述光节点的所述第i帧数据配置所述第一时隙分配表；

将所述第一时隙分配表发送给所述光节点；并复制所述第一时隙分配表存储为所述第二时隙分配表。

5.一种光线路终端设备，其特征在于，包括：媒质接入控制器、数字信号处理器、混频器和至少两个可调激光器；

所述混频器，用于接收光节点根据第一时隙分配表发送的第一光信号，所述第一时隙分配表是为所述光节点发送第i帧数据所分配的，包括所述光节点与为所述光节点分配的j个时隙的对应关系；所述第一光信号为所述光节点在发送所述第i帧数据时的第j个时隙下发送的；i≥1,j≥1,i和j均为正整数；

所述媒质接入控制器，用于根据预存储的第二时隙分配表和数字信号处理器中预存储的波长分配表，确定所述至少两个可调激光器中、与所述第j个时隙下对应的可调激光器；其中所述第二时隙分配表与所述第一时隙分配表相同；所述波长分配表包括为所述第j个时隙分配的可调激光器与所述可调激光器发射本振光信号的波长的对应关系；所述可调激光器的本振光信号的波长与所述第一光信号的波长之间的频差满足相干条件；

所述数字信号处理器，用于导通所述可调激光器发射本振光信号，使所述第一光信号与所述本振光信号进行相干混频。

6.根据权利要求5所述的光线路终端设备，其特征在于，

所述媒质接入控制器，还用于获取所述光节点在发送所述第i帧数据的过程中各时隙对应的数据片，得到所述第i帧数据对应的所有数据片；

所述媒质接入控制器，还用于对所有数据片进行性能检测，获取所述光节点在发送所述第i帧数据过程中对应的第一性能参数；

所述媒质接入控制器，还用于根据所述第一性能参数、预存储的第二性能参数以及与所述光节点在发送第i-1帧数据的过程中对应的第三性能参数，判断所述光节点发出的第一光信号的波长是否发生变化；

所述媒质接入控制器，还用于当所述光节点发出的第一光信号的波长发生变化时，获取所述光节点对应的所述本振光信号的调整波长；

所述媒质接入控制器，还用于根据所述调整波长和根据所述光节点的第i+1帧数据更新的第二时隙分配表，更新所述波长分配表，使得所述本振光信号的波长跟踪所述光节点发出的光信号的波长，以接收所述光节点发送的第i+1帧数据；

所述第一性能参数为综合评价所述光节点在发送所述第i帧数据的发送成功率的物理量；所述第二性能参数为预先设定的性能参数阀值，用于对所述第一性能参数作对比分析；所述第三性能参数为综合评价所述光节点发送所述第i-1帧数据的发送成功率的物理量，或者为所述光节点传输历史各帧数据发送成功率物理量的平均值；

其中，所述获取所述光节点对应的所述本振光信号的调整波长包括：根据预先设置的调节系数、上行数据的上行帧时间、单位时间内温度变化参数以及单位温度内中心波长的变化参数，获取本振光信号的波长调节量；根据性能监控表中第一性能参数、第二性能参数以及第三性能参数之间的关系，获取本振光信号的波长调节方向；根据获取的本振光信号的波长调节量及调节方向，以及波长分配表中所述光节点对应的本振光信号的波长，获取调整波长；

其中，所述根据性能监控表中所述第一性能参数、所述第二性能参数以及所述第三性能参数之间的关系，获取所述光节点的对应的所述本振光信号的波长调节方向，具体包括：当所述性能监控表中的所述第一性能参数大于所述第二性能参数，且所述第一性能参数大于所述第三性能参数，则设置所述调节方向为反向调节；当所述性能监控表中的第一性能参数大于第二性能参数，但第一性能参数小于等于第三性能参数，则设置调节方向为正向调节；

其中，通过如下方式获取调整波长：当第一次调节所述光节点的波长时，获取初始建网时所述光节点的初始波长，计算初始调节量Δλ₀=η₀·τ·Δλ_ti·Δλ_th，然后根据选择的调节方向，在初始波长的基础上加上或减去所述Δλ₀；当第i次调节所述光节点的波长时，i＞1，计算调节量Δλ_i=η_i·τ·Δλ_ti·Δλ_th，然后根据选择的调节方向，在i-1次调节后波长的基础上加上或减去所述Δλ_i，η0、ηi为预先设置的调节系数，τ为一个上行帧的时间，Δλti为单位时间内温度变化，Δλth为激光器单位温度内中心波长变化。

7.根据权利要求6所述的光线路终端设备，其特征在于，所述数字信号处理器包括所述波长分配表、功能执行模块和波长设定模块；

所述功能执行模块，用于根据所述媒质接入控制器的控制，导通所述可调激光器发射所述本振光信号；

波长设定模块，用于当所述光节点发出的第一光信号的波长发生变化时，设置所述光节点对应的所述本振光信号的所述调整波长，以供所述媒质接入控制器获取；所述波长设定模块包括第一波长设定子模块和第二波长设定子模块；

所述第一波长设定子模块用于当光节点发出的第一光信号的波长发生变化时，根据所述媒质接入控制器中的性能监控表、以及所述第一波长设定子模块中预设的调节系数、上行数据的上行帧时间、单位时间内温度变化参数以及单位温度内中心波长的变化参数，获取光节点的对应的本振光信号的波长调节量；并根据媒质接入控制器中的性能监控表中第一性能参数、第二性能参数以及第三性能参数之间的关系，获取光节点的对应的本振光信号的波长调节方向；

所述第二波长设定单元用于根据第一波长设定单元获取的光节点的对应的本振光信号的波长调节量和第二波长设定单元获取的光节点的对应的本振光信号的波长调节方向，以及波长分配表中光节点对应的本振光信号的波长，获取调整波长。

8.一种信号处理系统，包括至少一个光节点设备和如权利要求8-11任一所述的光线路终端设备，所述光节点设备分别与所述光线路终端设备连接。

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