CN102946278B - 一种提高受激布里奥散射的门限的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高受激布里奥散射的门限的方法，该方法是：对光模块中的用于对激光器进行自动光功率控制的APC控制回路的调节激光器工作点的DAC_Set引脚输入预定的额外调制信号，该额外调制信号使得加在激光器上的电压含有额外设定的频率和幅度。本发明通过对APC控制回路的调节激光器工作点的DAC_Set引脚输入预定的额外调制信号，在激光器稳定工作点的基础上增加输入含有额外设定的频率和幅度的电压到激光器，适当增加激光器的激光线宽来间接提高布里奥散射的门限，从而改善耦合进光纤的光信号的通道数量，增加光纤中传输信号的容量。本发明在光纤网络上游光模块中做出改进，不需要对整个光纤网络进行改造，成本降低。

Description

一种提高受激布里奥散射的门限的方法
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，特别涉及一种提高受激布里奥散射的门限的方法。
背景技术
在光纤中传播的光波，其大部分是前向传播的，但由于光纤的非结晶材料在微观空间存在不均匀结构，有一小部分光会发生散射。布里奥散射是光波与声波在光纤中传播时相互作用而产生的光散射过程。由于构成光纤的硅材料是一种电致伸缩材料，当较大功率的光耦合进光纤中传播时，其折射率会增加，产生电致伸缩效应，导致大部分传输光被转化为反向传输的散射光，产生受激布里奥散射（Stimulated Brillouin Scattering）。在长距离的密集波分复用（DWDM）系统中，当较大功率的光耦合进光纤的时候，就会出现受激布里奥散射现象，较低的布里奥散射门限的出现会限制耦合进光纤的光信号的通道数量，若对现有网络中光纤进行改进从而增加光纤可传输光信号通道数量，则需要对整个光纤网络进行改造，这样成本太过昂贵。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种提高光纤中受激布里奥散射的门限的方法，当较大功率的光耦合进光纤的时候，通过该方法间接提高光纤中受激布里奥散射的门限，从而增加耦合进光纤的光信号的通道数量。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种提高受激布里奥散射的门限的方法，该方法是：对光模块中的用于对激光器进行自动光功率控制的APC控制回路的调节激光器工作点的DAC_Set引脚输入预定的额外调制信号，该额外调制信号使得加在激光器上的电压含有额外设定的频率和幅度。
其中，对所述APC控制回路的DAC_Set引脚输入预定的额外调制信号具体是：光模块中的中央控制器单元MCU根据检测到的激光器的背向光电流的大小来设置激光器的稳定工作点，同时根据光模块发出的眼图信号的质量和色散代价来设置预定的额外调制信号到所述DAC_Set引脚上。
优选的，所述预定的额外调制信号的频率为1KHz-20KHz。
优选的，所述预定的额外调制信号的幅度控制在18mV以内。
所述激光器为电吸收调制激光器。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明方法是基于现有光模块中的APC控制回路的, 通过对APC控制回路的调节激光器工作点的DAC_Set引脚输入预定的额外调制信号，该额外调制信号使得加在激光器上的电压含有额外设定的频率和幅度，在激光器稳定工作点的基础上增加输入含有额外设定的频率和幅度的电压到激光器，适当增加激光器的激光线宽来间接提高布里奥散射的门限，从而改善耦合进光纤的光信号的通道数量，增加光纤中传输信号的容量。本发明在光纤网络上游光模块中做出改进，不需要对整个光纤网络进行改造，成本降低。该方法简单易行 ,对下游厂商和设备运营商来说,不需要改变当前设备厂商已经有的投资设备,就可以提高当前设备的利用率,缩减成本。
附图说明：
图1为本发明具体实施例中光模块内APC控制回路、MCU和激光器的电路连接框图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
本发明的提高受激布里奥散射的门限的方法是：对光模块中的用于对激光器进行自动光功率控制的APC控制回路的调节激光器工作点的DAC_Set引脚输入预定的额外调制信号，该额外调制信号使得加在激光器上的电压含有额外设定的频率和幅度。在激光器稳定工作点的基础上增加输入含有额外设定的频率和幅度的电压到激光器，适当增加激光器的激光线宽来间接提高光纤中布里奥散射的门限值，从而改善耦合进光纤的光信号的通道数量。
参看图1，对所述APC控制回路的DAC_Set引脚输入预定的额外调制信号具体是：光模块中的中央控制器单元MCU根据检测到的激光器的背向光电流的大小来设置激光器的稳定工作点，同时根据光模块发出的眼图信号的质量和色散代价来设置预定的额外调制信号到所述DAC_Set引脚上。具体的，光模块中的中央控制器单元MCU根据检测到的激光器的背向光电流的大小来设定APC控制回路的DAC_Set引脚输入信号，即APC控制回路中的运算放大器U1的参考电压DAC_I，也就是设置激光器的工作点；同时将额外的以时间间隔T（可转换为频率）电压信号DAC_II（即所述预定的额外调制信号）叠加到所述DAC_Set引脚上,从而得到含有额外设定的频率和幅度在18mV的电压信号加在激光器的LD+脚上。其中，所述预定的额外调制信号的频率为1KHz-20KHz（对应所述时间间隔T）；所述预定的额外调制信号的幅度在18mV以内。本发明中时间间隔T由中央控制器单元MCU计数控制，额外调制信号的幅度由数模转换器DAC输出控制，DAC集成于MCU中，当然也可以由外接DAC完成。
所述激光器为电吸收调制激光器EML Tosa，EML Tosa采用DFB+EAM的结构。光模块中的中央控制器单元MCU通过检测电吸收激光器EML Tosa的光电二极管PD输出的背向光电流大小(通常设置电阻将该背向光电流转化为电压信号)来设置所述DAC_Set引脚的输入电平信号DAC_I，通过控制调节DAC_I信号可得到所需要的平均光功率；同时，中央控制器单元MCU根据光模块发出的眼图信号的质量（Q值、消光比、信号抖动大小等）以及传输特性（色散代价）来设置所述预定的额外调制信号DAC_II（运放输出幅度在18mV以内，频率为1KHz-20KHz），该DAC_II信号叠加DAC_I信号以DAC_I+DAC_II的叠加方式输入到所述DAC_Set引脚上，从而在APC控制回路中的运算放大器U1的输出端得到一个含有额外设定的频率和幅度的矩形电压信号，此电压信号用来控制三极管D1的通断，从而使得加在EML Tosa激光器的LD+脚的电压含有额外设定的频率和幅度。
此方法是基于APC控制回路的,正常情况下通过APC控制回路设定激光器的工作点时，中央控制器单元MCU根据检测到的EML Tosa的光电二极管PD输出的背向光电流信号的大小来设置DAC_I信号输出到APC控制回路的DAC_Set引脚上，即设置激光器稳定工作点，使激光器的DFB部分处于需要的偏置条件下（如输出平均光功率）。本发明对激光器的偏置部分(DFB)增加上述的额外调制信号，中央控制器单元MCU根据光模块发出的眼图信号的质量（Q值，信号抖动大小、消光比等）以及光模块的传输后的色散代价来设置上述预定的额外调制信号DAC_II，将该DAC_II信号叠加在DAC_I信号上输出到APC控制回路的DAC_Set引脚上，该额外调制信号使得加在激光器偏置部分（DFB）上的电压含有额外设定的频率和幅度，在激光器稳定工作点的基础上增加输入含有额外设定的频率和幅度的电压到EML TOSA激光器的偏置部分（DFB），这样就在原有基础上适当地增加EML TOSA激光器的输出的激光线宽，当激光光谱的线宽较之前更大于布里奥线宽时，布里奥散射的门限提高，在一定输出功率的情况下，就可以有多个激光信号耦合进光纤，增加光纤中传输信号的容量。本发明在光纤网络上游光模块中做出改进，不需要对整个光纤网络进行改造，成本大大降低。
为了获得较高的布里奥散射的门限值,可以通过在APC控制回路中的运算放大器U1的输出端与三极管D1之间添加一个电容C4来使得输出到激光器LD+引脚上的矩形波信号转变为三角波信号，使得信号波形变为类似正弦形状的电压波形。通过实验验证，三角波信号比矩形波信号能更好的改善布里奥散射的门限值。
本发明方法通过对所述APC控制回路的调节激光器工作点的DAC_Set引脚输入预定的额外调制信号，该额外调制信号使得加在激光器偏置部分（DFB）上的电压含有额外设定的频率和幅度，在激光器稳定工作点的基础上增加输入含有额外设定的频率和幅度的电压到EML TOSA激光器的偏置部分（DFB），适当增加激光器的激光线宽来间接提高光纤中布里奥散射的门限值，从而改善耦合进光纤的光信号的通道数量。正常情况下，该增加的额外调制信号是噪声，应该予以避免，但是在此应用中，将该额外调制信号控制在一定范围（频率为1KHz-20KHz，幅度小于18mV），这样就在原有基础上适当增加激光器的激光线宽，激光线宽的适当增加，提高了布里奥散射的门限，那么就可以有更多个波长的激光信号耦合进光纤，增加光纤中传输信号的容量。本发明在光纤网络上游光模块中做出改进，不需要对整个光纤网络进行改造，成本降低。该方法简单易行 ,对下游厂商和设备运营商来说,不需要改变当前设备厂商已经有的投资设备,就可以提高当前设备的利用率,缩减成本。

Claims (2)

1.一种提高受激布里奥散射的门限的方法，其特征在于：该方法是：对光模块中的用于对激光器进行自动光功率控制的APC控制回路的调节激光器工作点的DAC_Set引脚输入预定的额外调制信号，该额外调制信号使得加在激光器上的电压含有额外设定的频率和幅度;
对所述APC控制回路的DAC_Set引脚输入预定的额外调制信号具体是：光模块中的中央控制器单元MCU根据检测到的激光器的背向光电流的大小来设置激光器的稳定工作点，同时根据光模块发出的眼图信号的质量和色散代价来设置预定的额外调制信号到所述DAC_Set引脚上;所述预定的额外调制信号的频率为1KHz-20KH；所述预定的额外调制信号的幅度控制在18mV以内。
2.根据权利要求1所述的提高受激布里奥散射的门限的方法，其特征在于：所述激光器为电吸收调制激光器。
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