CN102611950A - 波长标签信号的调制深度控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种波长标签信号的调制深度控制方法，包括：将使用调制信号对光信号进行调制得到的波长标签信号进行分光，将分出的部分光转换为电信号，根据该电信号获取波长标签的调制深度信息；将调制深度信息与预定值或预定值范围进行比较，根据比较结果调整调制信号的幅度。本发明还提供一种波长标签信号的调制深度控制方法，获取影响调制器的影响因素与调制深度的关联关系；检测影响因素；根据影响因素和关联关系，调整输入到调制器的调制信号和/或调整影响因素，使得调制深度达到预定值或预定值范围。本发明可以提供精确控制调制深度。

Description

波长标签信号的调制深度控制方法和装置

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种波长标签信号的调制深度控制方法和装置。

背景技术

随着WDM(Wavelength Division Multiplex，波分复用)的发展，当前的光通信网络可在同一根光纤中同时传输几十个至几百个波长的光信号，而且基于ROADM(Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer，可重构光分插复用器)的技术方便了光通信中各个波长的按需配置，使得光网络中的各波长在两个站点之间并非保持同样的路径，或者某波长也并非永远分配给某2个站点。

波长标签技术可参考中国邮电行业标准YD/T 2003-2009“可重构的光分插复用(ROADM)设备技术要求”的附录D，介绍了ROADM应用中的波长踪迹监控(波长标签)技术。在波长路径的源端点，在波长信号进入波分网络之前使用编码器进行调制编码，为每个波长信号附加一个全网唯一的标识(波长标签)；在波长路径经过的各个节点的各个参考点上，都可以通过嵌入的波长标签检测器来监测和识别经过该点的各个波长的标签。

波长标签涉及到的调顶技术介绍如下：波分复用系统中为每个波长加载一个调顶(pilot tone)信号，可以实现多种特殊的应用，这在业界早有研究。调顶信号有时也叫低频微扰(low-frequency dither)信号，波长信号加载调顶信号对传输性能的影响几乎可以忽略不计。例如1993年英国BT实验室、瑞典Ericsson等多家单位在光波技术学报上联合发表的“A transport networklayer based on optical network elements”(一种基于光网络网元的传送网络层)，提出了利用调顶信号实现波分复用系统中故障管理所需的波长通道的确认和功率管理。还有1994年加拿大Nortel公司的Kim B.Roberts申请的专利“method and apparatus for monitoring performance of optical transmissionsystems”(光传输系统的性能监测的方法和装置)，专利公开号为US005513029，提出了一种监测光放大器性能的方法，即监测已知调制深度的调顶信号，实现光放大器的信号和噪声分量的预估。此外还有1996年美国贝尔实验室的Fred Heismann等人在ECOC’96会议上发表了“signal tracking andperformance monitoring in multi-wavelength optical networks”(多波长光网络的信号跟踪和性能监测)，论文编号为WeB2.2，公开了一种波分复用网络实现在线式波长路由跟踪的方案，即每个波长调制一个独一无二的调顶信号，并通过频移键控方式进行数字信息的编码，在光网络中的任意站点监测调顶信号，从而可以获知全网的波长路由信息。

加载波长标签信号的方式包括使用电可调光衰减器、带有低速调制方式的光发射器、带有低速调制方式的高速业务调制器(如MZ调制器)、光放大器等。波长标签信号的调制深度通常设置在2％～10％之间，如为3％或5％。波长标签调制器的调制深度经常随外界条件而变化，例如温度，如图7所示，为一电可调光衰减器作为波长标签调制器时在某一固定电流驱动下，其对光的衰减量与温度的变化关系。从图中可见，随着温度的升高，光的衰减量增大，故在不改变驱动电流时，波长标签的调制深度也会显著增大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种波长标签信号的调制深度控制方法和装置，克服现有技术中波长标签信号调制深度不稳定性问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种波长标签信号的调制深度控制方法，包括：

将使用调制信号对光信号进行调制得到的波长标签信号进行分光，将分出的部分光转换为电信号，根据该电信号获取波长标签的调制深度信息；

将所述调制深度信息与预定值或预定值范围进行比较，根据比较结果调整所述调制信号的幅度。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述根据该电信号获取所述波长标签的调制深度信息包括：

将所述电信号进行预处理后，转化为数字信号，对该数字信号进行频谱分析，得到所述波长标签的调制深度信息。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述根据该电信号获取所述波长标签的调制深度信息包括：

将所述电信号进行预处理；

从预处理后的电信号中获取直流分量并放大，输出第一放大信号；

从所述预处理后的电信号中获取波长标签频率内的交流分量，将所述交流分量转化为直流信号并放大，或者，将所述交流分量放大后转化为直流信号，输出第二放大信号；

比较所述第一放大信号和第二放大信号，根据比较结果输出所述波长标签的调制深度信息。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述根据比较结果调整所述调制信号的幅度包括：

如果所述调制深度达到所述预定值或预定值范围，则维持所述调制信号的幅度不变；

如果所述调制深度低于所述预定值或预定值范围，则增大所述调制信号的幅度；

如果所述调制深度高于所述预定值或预定值范围，则减小所述调制信号的幅度。

本发明还提供一种波长标签信号的调制深度控制装置，包括分光器、光转电单元，调制深度测算单元和逻辑处理单元，其中：

所述分光器用于：将使用调制信号对光信号进行调制得到的波长标签信号进行分光，分出部分光至光转电单元；

所述光转电单元用于：将所述部分光转换为电信号，输入到所述调制深度测算单元；

所述调制深度测算单元用于：根据该电信号获取波长标签的调制深度信息；

所述逻辑处理单元用于：将所述调制深度信息与预定值或预定值范围进行比较，根据比较结果生成控制信号至信号调理单元，控制所述信号调理单元生成的调制信号的幅度。

进一步的，上述装置还可具有以下特点，所述调制深度测算单元包括：预处理单元、ADC转化单元和分析单元，其中：

所述预处理单元用于：将所述电信号进行预处理，输出至所述ADC转化单元；

所述ADC转化单元用于：将预处理后的电信号转化为数字信号，输出至所述分析单元；

所述分析单元用于：对所述数字信号进行频谱分析，得到所述波长标签的调制深度信息。

进一步的，上述装置还可具有以下特点，所述调制深度测算单元包括：

预处理单元、直流部分处理单元、交流部分处理单元和比较单元，其中：

所述预处理单元用于：将所述电信号进行预处理，分别输出到所述直流部分处理单元和所述交流部分处理单元；

所述直流部分处理单元用于：从所述预处理后的电信号中获取直流分量并放大，输出第一放大信号至所述比较单元；

所述交流部分处理单元用于：从所述预处理后的电信号中获取波长标签频率内的交流分量，将所述交流分量转化为直流信号并放大，或者，将所述交流分量放大后转化为直流信号，输出第二放大信号至所述比较单元；

所述比较单元用于：比较所述第一放大信号和第二放大信号，根据比较结果输出所述波长标签的调制深度信息。

进一步的，上述装置还可具有以下特点，所述逻辑处理单元根据比较结果调整所述调制信号的幅度包括：

如果所述调制深度达到所述预定值或预定值范围，则维持所述调制信号的幅度不变；

如果所述调制深度低于所述预定值或预定值范围，则增大所述调制信号的幅度；

如果所述调制深度高于所述预定值或预定值范围，则减小所述调制信号的幅度。

本发明还提供一种波长标签信号的调制深度控制方法，包括：

获取影响调制器的影响因素与调制深度的关联关系；

检测所述影响因素；

根据所述影响因素和所述关联关系，调整输入到所述调制器的调制信号和/或调整所述影响因素，使得所述调制深度达到预定值或预定值范围。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述影响因素包括如下之一或其组合：环境温度，待调制的光信号的波长。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述调整输入到所述调制器的调制信号包括如下之一或其组合：

调整所述调制信号中直流信号的大小，调整所述调制信号的幅度。

本发明还提供一种波长标签信号的调制深度控制装置，包括：

监控单元，用于检测影响调制器的影响因素；

逻辑处理单元，用于获取影响调制器的影响因素与调制深度的关联关系；以及，根据所述关联关系和所述监控单元检测到的影响因素，调整所述影响因素，和/或，生成控制信号至信号调理单元，控制所述信号调理单元生成的调制信号，使得所述调制深度达到预定值或预定值范围。

进一步的，上述装置还可具有以下特点，所述影响因素包括如下之一或其组合：环境温度，待调制的光信号的波长。

进一步的，上述装置还可具有以下特点，所述逻辑处理单元所述调整输入到所述调制器的调制信号包括如下之一或其组合：

调整所述调制信号中直流信号的大小，调整所述调制信号的幅度。

与现有技术相比较，本发明所述装置和方法，采用调制深度反馈控制或定标控制等方式，可保证波长标签调制深度的准确控制，从而既可减小对光业务的影响，又可为基于波长标签的应用提供良好的基础。

附图说明

图1是一种波长标签调制深度的反馈控制方式的装置图；

图2是图1中调制深度测算单元的一种内部装置图；

图3是图1中调制深度测算单元的另一种内部装置图；

图4是一种波长标签调制深度的反馈控制方式的流程图；

图5是一种波长标签调制深度的定标控制方式的装置图；

图6是一种波长标签调制深度的定标控制方式的流程图；

图7是某一电可调光衰减器作为波长标签调制器时，在一固定电流驱动下，其对光的衰减量与温度的变化关系曲线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明实施例所述波长标签信号的调制深度的控制方法，包括反馈控制方式和定标控制方式。

本发明实施例提供一种波长标签信号的调制深度控制方法，包括：

将使用调制信号对光信号进行调制得到的波长标签信号进行分光，将分出的部分光转换为电信号，根据该电信号获取波长标签的调制深度信息；

将所述调制深度信息与预定值或预定值范围进行比较，根据比较结果调整所述调制信号的幅度。

其中，所述根据该电信号获取所述波长标签的调制深度信息包括：

将所述电信号进行预处理后，转化为数字信号，对该数字信号进行频谱分析，得到所述波长标签的调制深度信息。

其中，所述根据该电信号获取所述波长标签的调制深度信息包括：

将所述电信号进行预处理；

从预处理后的电信号中获取直流分量并放大，输出第一放大信号；

从所述预处理后的电信号中获取波长标签频率内的交流分量，将所述交流分量转化为直流信号并放大，或者，将所述交流分量放大后转化为直流信号，输出第二放大信号；

比较所述第一放大信号和第二放大信号，根据比较结果输出所述波长标签的调制深度信息。

其中，所述根据比较结果调整所述调制信号的幅度包括：

如果所述调制深度达到所述预定值或预定值范围，则维持所述调制信号的幅度不变；

如果所述调制深度低于所述预定值或预定值范围，则增大所述调制信号的幅度；

如果所述调制深度高于所述预定值或预定值范围，则减小所述调制信号的幅度。

本发明实施例还提供一种波长标签信号的调制深度控制方法，包括：

获取影响调制器的影响因素与调制深度的关联关系；

检测所述影响因素；

根据所述影响因素和所述关联关系，调整输入到所述调制器的调制信号和/或调整所述影响因素，使得所述调制深度达到预定值或预定值范围。

其中，所述影响因素包括如下之一或其组合：环境温度，待调制的光信号的波长。

其中，所述调整输入到所述调制器的调制信号包括如下之一或其组合：

调整所述调制信号中直流信号的大小，调整所述调制信号的幅度。

下面结合附图对本发明所述的波长标签中的调制深度控制方法和装置进行说明。

下面以反馈控制方式为例，说明波长标签中的调制深度控制方法和装置。

图1是一种波长标签调制深度的反馈控制方式的装置图。其中包括光信号输出单元11、逻辑处理单元12、信号调理单元13、调制器14、分光器15、光转电单元16、调制深度测算单元17。图1中实线代表电信号，虚线代表光信号。逻辑处理单元12利用调制深度测算单元17输出的调制深度大小，输出控制信号，以控制信号调理单元13产生一定的调制信号。信号调理单元13内部可以包含有DDS(Direct Digital Synthesizer，直接数字合成)、DAC(Digital-to-Analog Converter，数字模拟转换器)、放大器等；也可以包含DAC、放大器等，而DDS可以包含于逻辑处理单元12中。调制器14将收到的调制信号调制到光信号上，生成波长标签信号。有些系统的发光的光模块集成了光信号输出单元11和调制器14。带有波长标签信号的光信号经过分光器15，分得部分光到光转电单元16(如分光器15分光的比例为1％～5％，此处比例仅为示例，可根据需要设定，本发明对此不作限定)。光转电单元16将光信号转为电信号，并送给调制深度测算单元17。调制深度测算单元17测量比较或计算出波长标签信号的调制深度，并反馈给逻辑处理单元12。

图2是图1中调制深度测算单元17的一种内部装置图。其中，预处理单元21将光转电单元16输出的电信号进行预处理，所述预处理包括滤波、放大等处理。ADC转化单元22将预处理单元21输出的信号转化为数字信号，并将此数字信号送给分析单元23。分析单元23对收到的数字信号做频谱分析，根据计算得到的交流分量和直流分量的大小计算出调制深度的大小，并将计算出来的调制深度的大小反馈给图1中的逻辑处理单元12。分析单元23和图1中的逻辑处理单元12可集成为一个模块，也可使用独立的两个模块实现。分析单元23的频谱分析方法包括线性调频Z变换(Chirp Z Transform，CZT)、快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)或小波变换等算法。调制深度的一般计算式：波长标签频率内的交流分量的大小/波长标签信号直流分量的大小。

图3是图1中调制深度测算单元17的另一种内部装置图。其中，预处理单元31将光转电单元16输出的电信号进行预处理，包括滤波、放大等处理。直流部分处理单元32将预处理单元31输出的信号通过滤波等方法取出直流分量，并做指定倍数的放大；交流部分处理单元33将预处理单元输出的信号通过滤波等方法取出位于波长标签频谱范围内的交流分量，作指定倍数的放大后，转成直流信号，或者先将滤波后的交流信号转成直流信号后再做指定倍数的放大。比较单元34比较直流部分处理单元32和交流部分处理单元33处理后的信号大小，根据比较后的结果得到调制深度信息，输出给图1中的逻辑处理单元12，然后由逻辑处理单元12判断调制深度是否达到预设的范围。直流部分处理单元32和交流部分处理单元33中的放大倍数可根据预设值或预设值范围进行选取，以便达到预设值或预设值范围时，直流部分处理单元32和交流部分处理单元33输出的信号大小正好相等或者在指定范围。

图4是一种波长标签调制深度的反馈控制方式的流程图。在反馈控制方式中，逻辑处理单元12根据反馈检测出来的调制深度的大小是否为预定值或预定值范围，控制调制器的输入量，直到使调制深度控制在预定值或预定值范围内。具体的步骤如下：

步骤401，逻辑处理单元从0开始增大调制信号幅度；

步骤402，逻辑处理单元检测调制后的调制深度大小；

步骤403，判断调制深度是否达到预定值或预定值范围；如果达到预定值或预定值范围，则逻辑处理单元不改变调制信号幅度，并回到步骤402执行；如果低于预定值或预定值范围，则执行步骤404；如果高于预定值或预定值范围，则执行步骤405。

步骤404，逻辑处理单元增大调制信号幅度；

步骤405，逻辑处理单元减小调制信号幅度。

反馈方式的优点是控制精确，避免了检测影响调制器的因素的变化，而直接根据波长标签调制深度的变化调整调制器的驱动，即可完成调制深度的准确控制。

下面以定标方式为例，说明波长标签中的调制深度控制方法和装置。

图5是一种波长标签调制深度的定标控制方式的装置图。其中，实线代表电信号，虚线代表光信号。有些系统的发光的光模块集成了光信号输出单元11和调制器14。逻辑处理单元12输出控制信号，以控制信号调理单元13产生一定的调制信号。信号调理单元13内部可以包含有DDS(Direct DigitalSynthesizer直接数字合成)、DAC(Digital-to-Analog Converter数字模拟转换器)、放大器等；其也可以包含DAC、放大器等，而DDS可以包含于逻辑处理单元12中。调制器14将收到的调制信号调制到光信号上，生成波长标签信号。监控单元51检测影响调制器14调制深度时的各因素，并反馈给逻辑处理单元12，逻辑处理单元12可利用监控单元51检测的数据，输出控制信号给信号调理单元13，调整信号调理单元13输出给调制器14的调制信号，也可调整监控单元51以稳定影响调制器14工作的因素，达到稳定调制深度的目的。

如调制器14可能受温度、光信号的波长等因素的影响，则此时系统中的监控单元51监测调制器14的工作温度以及工作的波长。当监控单元51检测到调制器14的工作温度变化时，逻辑处理单元12或者根据当前的温度改变输出给信号调理单元13的控制信号，以调整输出给调制器14的调制信号，或者调整监控单元51以稳定调制器14的工作温度；而当光信号的波长变化时，则逻辑处理单元12根据当前的光信号的波长改变输出给信号调理单元13的控制信号，以调整输出给调制器14的调制信号。

图6是一种波长标签调制深度的定标控制方式的流程图。定标控制方法包括以下步骤：

步骤601，标定影响调制器的因素及其对调制深度的影响关系；

步骤602，在实际工作环境中检测影响因素的大小；

步骤603，利用步骤601，602的结果，逻辑处理单元调整输入给调制器的输入量到一个合适值，或调整影响因素的大小，或都进行调整。

调制器可能受温度等因素的影响，如图7所示为调制器受温度变化的影响，则先标定调制器调制深度与温度的变化关系；然后在实际工作环境中检测温度；最后逻辑处理单元根据标定的调制深度与温度的变化关系和实际工作的温度，调整输入给调制器的调制信号到一个合适值，或通过监控单元调整调制器的温度的大小，或同时对这两方面进行调整，以达到稳定调制深度的效果。

定标方式的优点是控制精确，成本低，不需要进行波长标签的检测，也不会因分光检测而减弱输出的光功率，电路部分也比较简洁，有利于多个波长标签调制系统的集成。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

Claims (14)

1.一种波长标签信号的调制深度控制方法，其特征在于，包括：

将使用调制信号对光信号进行调制得到的波长标签信号进行分光，将分出的部分光转换为电信号，根据该电信号获取波长标签的调制深度信息；

将所述调制深度信息与预定值或预定值范围进行比较，根据比较结果调整所述调制信号的幅度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据该电信号获取所述波长标签的调制深度信息包括：

将所述电信号进行预处理后，转化为数字信号，对该数字信号进行频谱分析，得到所述波长标签的调制深度信息。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据该电信号获取所述波长标签的调制深度信息包括：

将所述电信号进行预处理；

从预处理后的电信号中获取直流分量并放大，输出第一放大信号；

从所述预处理后的电信号中获取波长标签频率内的交流分量，将所述交流分量转化为直流信号并放大，或者，将所述交流分量放大后转化为直流信号，输出第二放大信号；

比较所述第一放大信号和第二放大信号，根据比较结果输出所述波长标签的调制深度信息。

4.如权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述根据比较结果调整所述调制信号的幅度包括：

如果所述调制深度达到所述预定值或预定值范围，则维持所述调制信号的幅度不变；

如果所述调制深度低于所述预定值或预定值范围，则增大所述调制信号的幅度；

如果所述调制深度高于所述预定值或预定值范围，则减小所述调制信号的幅度。

5.一种波长标签信号的调制深度控制装置，其特征在于，包括分光器、光转电单元，调制深度测算单元和逻辑处理单元，其中：

所述分光器用于：将使用调制信号对光信号进行调制得到的波长标签信号进行分光，分出部分光至光转电单元；

所述光转电单元用于：将所述部分光转换为电信号，输入到所述调制深度测算单元；

所述调制深度测算单元用于：根据该电信号获取波长标签的调制深度信息；

所述逻辑处理单元用于：将所述调制深度信息与预定值或预定值范围进行比较，根据比较结果生成控制信号至信号调理单元，控制所述信号调理单元生成的调制信号的幅度。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述调制深度测算单元包括：预处理单元、ADC转化单元和分析单元，其中：

所述预处理单元用于：将所述电信号进行预处理，输出至所述ADC转化单元；

所述ADC转化单元用于：将预处理后的电信号转化为数字信号，输出至所述分析单元；

所述分析单元用于：对所述数字信号进行频谱分析，得到所述波长标签的调制深度信息。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述调制深度测算单元包括：

预处理单元、直流部分处理单元、交流部分处理单元和比较单元，其中：

所述预处理单元用于：将所述电信号进行预处理，分别输出到所述直流部分处理单元和所述交流部分处理单元；

所述直流部分处理单元用于：从所述预处理后的电信号中获取直流分量并放大，输出第一放大信号至所述比较单元；

所述交流部分处理单元用于：从所述预处理后的电信号中获取波长标签频率内的交流分量，将所述交流分量转化为直流信号并放大，或者，将所述交流分量放大后转化为直流信号，输出第二放大信号至所述比较单元；

所述比较单元用于：比较所述第一放大信号和第二放大信号，根据比较结果输出所述波长标签的调制深度信息。

8.如权利要求5至7任一所述的装置，其特征在于，所述逻辑处理单元根据比较结果调整所述调制信号的幅度包括：

如果所述调制深度达到所述预定值或预定值范围，则维持所述调制信号的幅度不变；

如果所述调制深度低于所述预定值或预定值范围，则增大所述调制信号的幅度；

如果所述调制深度高于所述预定值或预定值范围，则减小所述调制信号的幅度。

9.一种波长标签信号的调制深度控制方法，其特征在于，包括：

获取影响调制器的影响因素与调制深度的关联关系；

检测所述影响因素；

根据所述影响因素和所述关联关系，调整输入到所述调制器的调制信号和/或调整所述影响因素，使得所述调制深度达到预定值或预定值范围。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述影响因素包括如下之一或其组合：环境温度，待调制的光信号的波长。

11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述调整输入到所述调制器的调制信号包括如下之一或其组合：

调整所述调制信号中直流信号的大小，调整所述调制信号的幅度。

12.一种波长标签信号的调制深度控制装置，其特征在于，包括：

监控单元，用于检测影响调制器的影响因素；

逻辑处理单元，用于获取影响调制器的影响因素与调制深度的关联关系；以及，根据所述关联关系和所述监控单元检测到的影响因素，调整所述影响因素，和/或，生成控制信号至信号调理单元，控制所述信号调理单元生成的调制信号，使得所述调制深度达到预定值或预定值范围。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述影响因素包括如下之一或其组合：环境温度，待调制的光信号的波长。

14.如权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述逻辑处理单元所述调整输入到所述调制器的调制信号包括如下之一或其组合：

调整所述调制信号中直流信号的大小，调整所述调制信号的幅度。

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