CN104471878A

CN104471878A - 一种监控光信号方法、信号监测装置和光网络系统

Info

Publication number: CN104471878A
Application number: CN201380000807.9A
Authority: CN
Inventors: 程宁; 钟德刚; 廖振兴
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Chongqing Hanyuan Machinery Co., Ltd.
Priority date: 2013-06-29
Filing date: 2013-06-29
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2033-06-29
Also published as: EP3002891A4; CN104471878B; WO2014205840A1; EP3002891A1; US20160134365A1

Abstract

本发明实施例公开了一种监控光信号的方法，包括：接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号；监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功率；根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，使得所述第二电信号的监测功率为所述目标监测功率；根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。相应地，本发明实施例还公开了相关的装置和系统。本发明实施例可以实现精确控制光信号的消光比。

Description

一种监控光信号方法、信号监测装置和光网络系统

技术领域

本发明涉及光领域，尤其涉及一种监控光信号方法、信号监测装置和光网络系统。背景技术

光网络中的光信号的消光比是一个非常重要的参数，消光比过小会导致信噪比变差，信噪比变差这样就需要高质量的光信号传输通道为弥补这个缺陷，从而消光比过小就会导致光信号传输的通道代价增大，而消光比过大会导致啁啾增大，啁啾增大就需要高色散性能的光信号传输通道为弥补这个缺陷，从而消光比过大就会导致光传输的通道色散代价增大。即需要精确控制光信号的消光比。发明内容

本发明实施例提供了一种监控光信号方法、信号监测装置和光网络系统，可以实现精确控制光信号的消光比。

第一方面，本发明实施例提供一种监控光信号的方法，包括：

接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号；

监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功率；

根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，使得所述第二电信号的监测功率为所述目标监测功率；

根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，述获取所述第一电信号的监测功对所述第一电信号进行放大，对所述放大后的第一电信号进行功率监测。结合第一方面的上述任一实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述获取所述第一电信号的监测功率包括：

获取所述第一电信号的平均功率和所述第一电信号的交流功率。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能实现方式中，所述第一电信号的目标监测功率包括所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的目标交流功率。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，所述根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，包括：

根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率，调整所述第一电信号的偏置电流，使得调整后的第一电信号的偏置电流为目标偏置电流，根据所述第一电信号的目标交流功率和所述第一电信号的交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流；

根据所述第一电信号的目标偏置电流和目标调制电流，输出第二电信号，所述第二信号的偏置电流为所述目标偏置电流，所述第二信号的调制电流为所述目标调制电流。

结合第一方面上述任一实现方式，在第一方面的第五种可能实现方式中，所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系与所述第一光信号的斜效率存在关联。

第二方面，本发明实施例提供信号监测装置，包括：光电二极管、监测单元、调整单元和输出单元，其中：

所述光电二极管，用于接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号；

所述监测单元，用于监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功目标监测功率；

所述输出单元，用于根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。

在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述装置还包括放大器，其中：所述放大器的输入端与所述光电二极管的输出端连接，所述放大器的输出端与所述监测单元的输入端连接，所述放大器用于对所述电信号进行放大，对所述放大后的电信号进行功率监测。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述监测单元包括平均功率监测单元和交流功率监测单元，其中：所述平均功率监测单元的输入端与所述放大器的输出端连接，所述平均功率监测单元用于获取所述第一电信号的平均功率；

所述交流功率监测单元的输入端与所述放大器的输出端连接，所述交流功率监测单元用于获取所述第一电信号的交流功率。

结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述第一电信号的目标监测功率包括所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的目标交流功率。

结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述调整单元包括偏置电流调整单元和调制电流调整单元，其中：所述偏置电流调整单元的输入端与所述平均功率监测单元的输出端连接，所述偏置电流调整单元用于根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率，调整所述第一电信号的偏置电流，使得调整后的第一电信号的偏置电流为目标偏置电流；

所述调制电流调整单元的输入端与所述交流功率监测单元的输出端连接，所述调制电流调整单元用于根据所述第一电信号的目标交流功率和所述第一电信号的交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流；

输出子单元，用于根据所述第一电信号的目标偏置电流和目标调制电流，输出第二电信号，所述第二信号的偏置电流为所述目标偏置电流，所述第二信号的调制电流为所述目标调制电流。

结合第二方面的第四种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述输出子单元包括偏置电流源和调制电流源，其中：

所述偏置电流源用于输出所述目标偏置电流；

所述调制电流源用于输出所述目标调制电流。

结合第二方面的第五种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，所述偏置电流调整单元包括第一比较器，所述第一比较器的第一输入端与所述平均功率监测单元的输出端连接，所述第一比较器的第二输入端连接用于表示所述第一电信号的目标平均功率的第一参考值，所述第一比较器的输出端与所述偏置电流源连接，所述第一比较器用于根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率，调整所述偏置电流源输出的电流，以使所述偏置电流源输出的电流为目标偏置电流。

结合第二方面的第五种可能的实现方式或者第六种可能的实现方式，在第二方面的第七种可能的实现方式中，所述调制电流调整单元包括第二比较器，所述第二比较器的第一输入端与所述交流功率监测单元的输出端连接，所述第二比较器的第二输入端连接用于表示所述第一电信号的目标交流功率的第二参考值，所述第二比较器的输出端与所述调制电流源连接，所述第二比较器用于根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率调整所述调制电流源输出的电流，以使所述调制电流源输出的电流为目标调制电流。

第三方面，本发明实施例提供的一种光网络系统，所述光网络系统包括: 光线路终端和光网络单元 ,所述光线路终端和光网络单元通过光分布网进行连接，所述光线路终端包括第二方面的上述任一实现方式中的信号监测装置，和 /或所述光网络单元包括第二方面的上述任一实现方式中的信号监测装置。

上述技术方案中，接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号；监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功率；根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，使得所述第二电信号的监测功率为所述目标监测功率；根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。这样可以在精确控制监测功率基础上实现精确控制光信号的消光比。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筒单地介绍，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是本发明实施例提供的一种监控光信号的方法的流程示意图；图 2是本发明实施例提供的另一种监控光信号的方法的流程示意图图 3-5是本发明实施例提供的可选的对应关系示意图；

图 6是本发明实施例提供的一种信号监测装置的结构示意图；

图 7是本发明实施例提供的另一信号监测装置的结构示意图；

图 8是本发明实施例提供的另一信号监测装置的结构示意图；

图 9是本发明实施例提供的另一信号监测装置的结构示意图；

图 10是本发明实施例提供的另一种信号监测装置的结构示意图；图 11是本发明实施例提供的另一种信号监测装置的结构示意图；图 12是本发明实施例提供的一种光网络系统的结构示意图。具体实施方式

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是本发明实施例提供的一种监控光信号的方法的流程示意图，如图 1 所示，包括：

101、接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号。

具体可以是通过光电二极管将第一光信号进行光电转换输出第一电信号，例如：电流信号。

102、监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功率。

具体可以是获取出第一电信号的平均功率和 /交流功率。

103、根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，使得所述第二电信号的监测功率为所述目标监测功率。

即对第一电信号进行调整得到第二电信号，具体可以是调整第一电信号的电 υ或者电压。

104、根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。

由于第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比成对应关系，当第二电信号的监测功率为上述目标监测功率时，第二电信号转换后的第二光信号的消光比就为上述目标消光比。即根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系可以通过第二电信号的监测功率可以确定第二光信号的消光比，反之通过第二光信号的消光比可以确定第二电信号监测信号的监测功率。

其中，上述消光比具体可以为用于控制光信号发射的脉冲电平为高电平 (例如： "1" ) 时上述第一电信号产生的功率与该脉冲电平为低电平（例如： "0" ) 时上述第一电信号产生的功率的比值。

上述方法可以是应用于任何可以发送光信号的设备，例如：激光器。

上述技术方案中，接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号；监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功率；根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，使得所述第二电信号的监测功率为所述目标监测功率；根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。这样可以在精确控制监测功率基础上实现精确控制光信号的消光比。图 2是本发明实施例提供的另一种监控光信号的方法的流程示意图，如图 2所示，包括：

201、接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号。

具体可以是对步骤 201输出的电信号进行放大，即在步骤 202之前，所述方法还可以包括：

对所述第一电信号进行放大，对所述放大后的第一电信号进行功率监测。即步骤 202可以是对放大后的第一电信号进行功率监测。

具体可以是光电二极管对所述第一光信号进行光电转换，以及通过放大电路对第一光信号进行放大，例如：通过监控二极管 ( Monitor Photodiode Detector , MPD ) 对所述第一光信号进行光电转换，以及通过跨阻放大器 ( Transimpedance Amplifier, TIA )对第一光信号进行放大，其中， MPD具体可以是低速率监控光电二极管。其中，通过 TIA放大后的第一电信号具体可以为电压信号。

202、监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的平均功率和所述第一电信号的交流功率。

其中，获取所述第一电信号的交流功率具体可以包括：

对所述放大后的第一信号进行滤波，并获取所述滤波后的第一电信号的交流功率。即对步骤 201放大后的第一电信号进行滤波，经过滤波后的第一电信号就为交流信号，这样计算所述滤波后的第一电信号的功率就为交流功率，即得到放大后的第一电信号的交流功率。其中，上述滤波具体可以是通过带通滤波器（ Band Pass Filter, BPF )、高通滤波器或者通过耦合电容对监测信号进行滤波，即阻塞了第一电信号的直流功率得到监测信号的交流功率。

203、根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率，调整所述第一电信号的偏置电流，使得调整后的第一电信号的偏置电流为目标偏置电流，根据所述第一电信号的目标交流功率和所述第一电信号的交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流。

204、根据所述第一电信号的目标偏置电流和目标调制电流，输出第二电信号，所述第二信号的偏置电流为所述目标偏置电流，所述第二信号的调制电流为所述目标调制电流。

其中，具体可以是上述目标平均功率与目标偏置电流存在对应关系，这样就可以根据第一电信号的目标平均功率，调整所述第一电信号的平均功率为目标平均功率，而第一电信号的目标平均功率与目标偏置电流的——对应关系，可知，当所述第一电信号的平均功率调整到目标平均功率时，所述第一电信号输出的偏置电流即为目标偏置电流。上述目标交流功率与目标调制电流存在对应关系，这样就可以根据第一电信号的目标交流功率，调整所述第一电信号的交流功率为目标交流功率，而第一电信号的目标交流功率与目标调制电流的一一对应关系，可知，当所述第一电信号的交流功率调整到目标交流功率时，所述第一电信号输出的调制电流即为目标调制电流。

205、根据第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。

即在上面实施例中的所述第一电信号的目标监测功率具体可以包括所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的目标交流功率。所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系具体可以包括：第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系。

其中，上述第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系具体可式所示：

其中， Pm。d 为第一电信号的目标平均功率， ^为第一光信号的目标消光比,

K是由上述第一电信号的目标平均功率而变化的常数，即当上述第一电信号的目标平均功率不变时， K为常数。其中， K具体可以如下式所示：

K = 2AP_avg = 2P_avJ ^≥|H( f )|² |G( f )|² 其中， ^PaVg为上述第一电信号的目标平均功率，上述 ^Tb为码元周期， ^f第一电信号的频率，上述 ^H(f)为 BPF为滤波频率， G(^f)为第一电信号的频语（即第一电信号脉冲的傅立叶变换），上述 R具体可以是对第一电信号进行监测的中的 MPD的响应度，上述具体可以是对第一电信号进行监测的中的 TIA的跨阻。

例如：第一光信号的功率如下式所示：

P_lg(t) + P₀

其中，为第一光信 ₌ {₀, _1}代表二进制数据，？₁是比

特位 "1"的功率，？。是比特位 "0"的功率。 g(t)代表发送信号脉冲。假设 MPD的响应度为 R, 则上述第一电信号可以如下所示：

I(t) = RPlaser (0 = R∑ a_kP_lg(t) + P。

其中，为上述第一电信号， R为^ ΡΪ)的响应度。

假设 ΤΙΑ的跨阻为 R_t。上述第一电信号被 TIA放大后的第一电信号可以如下式所示：

V(t) = R_tI(t) = R_tR a_kP₁g(t) + P₀

其中， ^v(t)表示 Ϊ述放大后的第一电信号。

当上述滤波为通过带通滤波器实现的，由于 MPD 通常有低通频率响应 H_MPD(f)。假设 MPD有理想的响应，将 MPD频率响应归并到带通滤波器中 H(f) = H_MPD(f).H_TIA(f H_BPF(f), 这里 H_BPF(f)为带通滤波器频率响应， H_TIA(f)为跨阻放大器的频率响应。

对应随机的二进制数据，如不相关，上述第一电信号 ^v(t)的功率谱密度可以 ¾口下式所示：

其中， Sv(^f)为第一电信号 ^v(t)的功率谱密度， ^f第一电信号的频率， ^T _b为码元周期，为信号脉冲的频谱， ^m为整数， ^f)为单位脉冲响应函数，例如：狄拉克（Dirac) 函数。

第一电信号 ^v(t)经过 BPF滤波后的功率谱密度可以如下式所示：

S_BPF(f) = |H(f)|²S_v(f) S_BPF ( f ) = |H + -

4T_h 4X 其中， ^{H ( f})为 BPF为滤波频率。

具体可以是将 BPF的低频截止频率设置到 0以上，高频截止频率设置到数据率以下， BPF滤波后的功率谱密度就可以如下式所示：

则通过 BPF滤波后的功率谱密度就可以是得到第一电信号的交流功率可以通过下式所示：

其中， P_m。_d 为第一电信号的过下式所示：

即对应给定的 MPD、 TIA和 BPF, 就可以得到 A, 即 A可以是常数。因此放大后的第一电信号的交流功率 ^p _m。d 就与 "Γ 的功率 ^成比例，且第一电信号的平均功率 ^P g、 "1" 的功率 ^和消光比满足如下关系：比满足如下关系：

r_e r_e

P_m 2AP_a, K

r_e + l r_e + l

即可以得到上述第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功一光信号的目标消光比的对应关系具体可以如下式所示：

K.

r_e + l

其中，上述第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系可以如图 3所示。如图所示，在第一电信号的消光比和第一电信号的交流功率之间存在——对应关系。因此，交流功率可用来监控消光比。在正常工作期间，交流功率可连续监控并与第一参考值比较，如果测量的与第一参考值存在差异，则调整调制电流直到测量值与参考值相等。具体可以是预先设置第一参考值，步骤 203在调整交流功率与第一参考值进行比较，再根据比较结果调整调制电流。同时，还可以是预先设置第二参考值，步骤 203在调整平均功率与第二参考值进行比较，再根据比较结果调整偏置电流。

对给定的消光比，如果发送光信号设备的斜效率不同、发送光信号设备到 MPD的耦合效率不同、调制信号的占空比不同和 IA增益不同，测量的交流功率存在一定变化。如图 4 所示为 3 个不同 lOGbps 直接调制激光器（Direct Modulation LD, DML ) 测试结果。为了精确控制消光比，对特定的 DML收发器，交流功率和消光比之间的关系需要进行校准。监控光信号的消光比之前即在步骤 201之前进校准，并将校准的参考值（例如：上述第一参考值和上述第二参考值 )存储在存储器中以备正常操作时使用，当然可以存储对应于不同的多个目标消光比的多个参考值。下面以一个具体校准实例进行说明，当然在本实施例中对校准的方式不作限定：

例如：校准消光比和上述平均功率 P_avg可以在 DML收发器上电时进行，从 0到一特定值（ DML最大工作电流）扫描激光器发送的光信号的电流 I_lasCT。同时，测量并记录平均功率 P_avg, 基于测量的 P_avg与 I_laser之间的关系函数，记为 P_avg(Ii_asCT)。对于目标消光比 E_Rtarget , 可以确定调制电流 I_m。_d和偏置电流 Ι_Β , 即可以目标消光比 ERt_arget对应的平均功率 Pavg, 可以将该平均功率 P_aVg作为用于调整上述监测信号的平均功率的第一参考值。例如，对于给定的激光器偏置电流 I_B ( DML偏置电流由平均光功率决定），可通过给定的调制电流确定消光比，即可以得到调制电流与消光比的对应关系，而上述监测信号的交流功率与调制电流满足对应关系，这样就可以实现通过调整调制电流实现调整上述监测信号的交流功率以实现调整光信号的消光比。例如，如果调制电路为 I_m。_d, 测量到的对应比特 "Γ光功率？₁^( + 0.5.1_1∞(1)可以通过？^与1_1;^之间的关系曲线决定。测量到的对应比特 "0" 的光功率 P。_avg ( - 0.5.I_m。_d)也可以通过类似方法得到。则消光比可筒单的表示为 E_R = P_LAVG (I_B + 0.5-I_MOD)/P₀avg (IB - 0.5-I_mod), 相反，给定消光比，调制电流 I_m。_d可通过 P_avg与 1_1;^之间的关系曲线或者斜效率决定。当 I_m。_d确定后，激光器可以工作在正常模式。此时，对应的消光比值和测量的 P_m。_d作为第二参考值 P_m。_d,_ref,步骤 203就可以通过该第二参考值 P_m。_d,_rcf调整上述监测信号的交流功率。

作为一种可选的实施方式，所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系与所述第一光信号的斜效率存在关联。即对于不同的斜效率所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系会不同。其中，斜效率具体可以是阈值以上单位电流转化成光功率的大小，具体可以是偏置电流转化成第一光信号的光功率的大小和 /或调制电流转化成第一光信号的光功率的大小，而第一光信号的光功率与上述第一电信号的监测功率存在一定对应关系，具体可以参考上述公式，这样斜效率就为监测偏置电流、调制电流与第一电信号的监测功率的关系，而偏置电流、调制电流与第一光信号的消光比存在一定对应关系，即第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系与所述第一光信号的斜效率存在关联。即本实施例中可以根据第一电信号的斜效率校准所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，可以通过如下例子校准：

例如：上述第二参考值？^^^为与目标消比对应的目标交流功率，就可以根据斜效率调整上述第二参考值 P_m。_d,_ref。下面以一个具体的调整实例进行说明，当然本实施例中对调整上述第二参考值 P_m。_d,_ref的调整方式不作限定。例如：在实际应用中， DML 的斜效率也许会随温度变化或老化的影响而变化。当 DML斜效率发生变化时， P_m。_d和 ER^get之间的关系可能不会变化也可能会作很小的变化。为了校准正常工作时斜效率的变化，需要在正常工作时校准用于调整上述第一电信号的目标交流功率的第二参考值 P_m。_d,_ref。这可以通过微调偏置电流来实现。如增加第一电信号的偏置电流电流使 ΔΙ_Β =5mA。则输出功率也会略微增加，这不会影响功率预算和用于接收光信号的接收机正常工作。当偏置电流设定在和 Ι_Β + ΔΙ_Β时，可测量对应的 P_avg(I_B) 和 P_avg(I_B+AI_B)。从此两点可确定 P_avg 和 I_B的关系，对于给定的第一电信号的目标消光比，第一电信号的调制电流 I_m。_d也可以确定。则调制电流可以设定到新的确定值，测量 P_m。_d值并作为新的第二参考值 P_m。_d,_ref。 P_avg 和 I_B的线性关系也可以通过多点测量得到。如测量三点功率 P_avg(I_B)、 P_avg(I_B+AI_B2)也可确定 P_avg 和 I_B的线性关系。由于校准基于 MDL输出功率和偏置电流之间线性关系的 4叚设（此关系通常在激光器工作在阈值以上和最大电流以下正确），当调制电流比激光器阈值低时则不能工作。在 lOGbps或更高工作速率下，为了避免开关延时问题，调制电流通常不能在阈值以下。故线性关系假设是成立的。

在另一个实施例中，由于第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对如下关系：

在实际应用中，剧烈的消光比变化导致第一电信号的交流功率微小变化。因而，当消光比较大时采用上式所示的消光比与第一电信号的交流功率之间的关系会造成一定误差。理想情况下，测量参数和控制参数之间线性关系较好。具体可以是将第一电信号的交流功率乘以 (r_e,_target+l), 其中， r_e,_target为，即可以得到下式：

(retarget l) 'Pmod = K -―^ ( _e;target + 1) f_e 即（r_e'_target +l)'P_m。_d与第一光信号的消光比满足线性关系，具体可以如图 5所示，这样步骤 203中的根据所述第一电信号的目标交流功率和所述第一电信号的交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流，可以包括：

根据所述第一电信号的目标交流功率和第一电信号的乘法交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流。其中，乘法交流功率为第一电信号的交流功率乘以 (r_e,_target+l)得到交流功率。由于乘法交流功率与消光比为线性关系，这样可以通过乘法交流功率更好地控制消光比。

上述技术方案中，在上述实施例的基础上实现了多种可选的实施方式，且都可以实现精确控制消光比。下面为本发明装置实施例，本发明装置实施例用于执行本发明方法实施例一至二实现的方法，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例一和实施例二。图 6是本发明实施例提供一种信号监测装置的结构示意图，如图 6所示，包括：光电二极管 61、监测单元 62、调整单元 63和输出单元 64, 其中：光电二极管 61 , 用于接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号。

光电二极管 61具体可以是将第一电信号转换为电信号，即得到上述第一电信号。

监测单元 62, 用于监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功具体可以是计算出第一电信号的平均功率和 /交流功率。其中，上述第一光信号具体可以是将上述第一电信号进行光电转换得到光信号。

调整单元 63 , 用于根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，使得所述第二电信号的监测功率为所述目标监测功率。

输出单元 64, 用于根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。

上述装置可以是应用于任何可以发送光信号的设备中，例如：激光器。上述技术方案中，接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号；监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功率；根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，使得所述第二电信号的监测功率为所述目标监测功率；根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。这样可以在精确控制监测功率基础上实现精确控制光信号的消光比。图 Ί是本发明实施例提供另一种信号监测装置的结构示意图，如图 7所示，包括：光电二极管 71、监测单元 73、调整单元 73和输出单元 74, 其中监测单元 72包括平均功率监测单元 721和交流功率监测单元 722 , 调整单元 73包括偏置电流调整单元 731、调制电流调整单元 732和输出子单元 733 , 其中：光电二极管 71 , 用于接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号。

其中，所述装置还可以包括放大器 75其中，放大器 75的输入端与光电二极管 71的输出端连接，所述放大器 75的输出端与监测单元 72的输入端连接，所述放大器 75用于对所述电信号进行放大，对所述放大后的电信号进行功率监测。即监测单元 72可以是对放大后的第一电信号进行功率监测。其中，放大器 75具体可以是 TIA , 光电二极管 71具体可以是 MPD。

均功率监测单元 721 , 用于获取所述第一电信号的平均功率。其中，平均功率监测单元 721的输入端具体可以与光电二极管 71的输出端连接，或者平均功率监测单元 721的输入端具体可以是与放大器 75的输出端连接。

交流功率监测单元 722, 用于获取所述第一电信号的交流功率。其中，交流功率监测单元 72的输入端具体可以是与光电二极管 71的输出端连接，或者交流功率监测单元 722的输入端具体可以是与放大器 74的输出端连接。

可选的，所述装置还可以包括滤波单元 76, 其中：

滤波单元 76用于对所述第一电信号进行滤波，其中，滤波单元 76的输入端与光电二极管 71的输出端连接，或者滤波单元 76的输入端与放大器 75的输出端连接，滤波单元 76的输出端与交流功率监测单元 722的输入端连接，交流功率监测单元 722 具体可以用于获取所述滤波后的第一电信号的交流功其中，滤波单元 76具体可以是 BPF、高通滤波器或者通过耦合电容对监测信号进行滤波，即阻塞了监测信号的直流功率得到监测信号的交流功率。

偏置电流调整单元 731的输入端与平均功率监测单元 721的输出端连接，偏置电流调整单元 731 用于根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率，调整所述第一电信号的偏置电流，使得调整后的第一电信号的偏置电流为目标偏置电流；

调制电流调整单元 732的输入端与交流功率监测单元 722的输出端连接，调制电流调整单元 732 用于根据所述第一电信号的目标交流功率和所述第一电信号的交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流；

输出子单元 733 , 用于根据所述第一电信号的目标偏置电流和目标调制电流，输出第二电信号，所述第二信号的偏置电流为所述目标偏置电流，所述第二信号的调制电流为所述目标调制电流。

输出单元 74, 用于根据第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。在另一个实施例中，所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系与所述第一光信号的斜效率存在关联。即对于不同的斜效率所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系会不同。

作为一种可选的实施方式，如图 8所示，输出子单元 731包括偏置电流源 7311和调制电流源 7312, 其中：

偏置电流源 7311用于输出所述目标偏置电流。具体可以接收到偏置电流调整单元 731的调整输出所述目标偏置电流。

调制电流源 7312用于输出所述目标调制电流。具体可以接收到调制电流调整单元 732的调整输出所述目标调制电流。

其中，上述第二电信号具体可以包括上述目标偏置电流和上述目标偏置电流，即第二电信号具体可以包括：偏置电流源 7311输出的目标偏置电流和调制电流源 7312输出的目标调制电流。

作为一种可选的实施方式，偏置电流调整单元 731包括具体可以为第一比较器 7311 , 第一比较器 7311的第一输入端与平均功率监测单元 721的输出端连接，第一比较器 7311的第二输入端连接用于表示所述第一电信号的目标平均功率的第一参考值 P。，第一比较器 7311的输出端与偏置电流源 7311连接，第一比较器 7311用于根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率，调整偏置电流 7311源输出的电流，以使偏置电流源 7311输出的电流为目标偏置电流。

其中，上述第一参考值可以参考前面方法实施例描述的第一参考值。

作为一种可选的实施方式，调制电流调整单元 732具体可以为第二比较器 7321 ,第二比较器 7321的第一输入端与交流功率监测单元 722的输出端连接，第二比较器 7321的第二输入端连接用于表示所述第一电信号的目标交流功率的第二参考值 P_rcf, 第二比较器 7321的输出端与调制电流源 7312连接，第二比较器 7321用于根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率调整所述调制电流源 7312输出的电流，以使所述调制电流源 7312输出的电流为目标调制电流。

其中，上述第二参考值可以参考前面方法实施例描述的第二参考值。作为一种可选的方式，如图 9所示，所述电路还可以包括乘法单元 77 , 其中：

乘法单元 77的输入端与交流功率监测单元 722的输出端连接，所述乘法单元 76的输出端与所述第二比较器 7321的第一输入端连接，乘法单元 77用于将所述交流功率监测单元的输出端输出的第一电信号的交流功率乘以目标函数得到乘法交流功率。

例如：上述第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系满足如关系：

其中，该关系式具体可以参考前面方法实施例描述的上述第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系的关系，此作重复说明。

在实际应用中，剧烈的消光比变化导致第一电信号的交流功率微小变化。因而，当消光比较大时采用上式所示的消光比与第一电信号的交流功率之间的关系会造成一定误差。理想情况下，测量参数和控制参数之间线性关系较好。具体可以是将第一电信号的交流功率乘以 (r_e,_target+l), 即上述乘法单元 77具体用于将所述交流功率监测单元的输出端输出的所述第一电信号的交流功率乘以目标函数 (r_e,_target+l)得到乘法交流功率 (r_e,_target +l).P_mod。

其中

l) = K -―^ ( _e;target + f_e 即与消光比满足线性关系，具体可以如图所示，这样第二比较器 7321就可以根据所述第一电信号的目标交流功率和第一电信号的乘法交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流。

上述技术方案中，在上述实施例的基础上实现了多种可选的实施方式，且都可以实现精确控制消光比。图 10 是本发明实施例提供的一种信号监测装置的结构示意图，如图 10 所示，包括：输出单元 91、转换单元 92、监测单元 93、调整单元 94, 其中：输出单元 91包括：驱动电路 911、开关单元 912、激光器（Laser Diode, LD ) 913、偏置电流源 I_B914和调制电流源 I_m。_d915 , 其中：

驱动电路 911的输入端连接电源信号 DINP和 DINN,驱动电路 91的输出端向开关电路 912输入端连接，驱动电路 911用于向开关电路 912传输数据信号，开关电路 912用于当输出的数据信号为高电平（例如： "1" ) 时，开关电路 912工作为闭合状态，调制电流源 915输出的电流加载至激光器 913 , 激光器 913发送第一光信号，此时第一光信号的功率为 (即上述实施例描述的 Pi ), 开关电路 912用于当输出的数据信号为低电平（例如： "0" )时，开关电路 912工作为打开状态，偏置电流源 914输出的电流加载至激光器 913 , 激光器 913发送第一光信号，此时第一光信号的功率为 P。（即上述实施例描述的 P₀ )o 其中，偏置电流源 914为可变的电流源，调制电流源 915为可变的电流源

转换单元 92包括 MPD921和 TIA922其中：

MPD921的负极接地， MPD921的正极与 TIA922的输入端连接，用于将激光器 913发送的光信号转换为电流信号， TIA922将 MPD921转换的电流信号转换为电压信号，即得到第一电信号。

监测单元 93包括滤波电路 931、平均功率监测单元 932和交流功率监测单元 933 , 其中：

平均功率监测单元 932的输入端与 TIA922的输出端连接，平均功率监测单元 932用于计算 TIA922的输出端输出的第一电信号的平均功率，滤波电路 931的输入端与 TIA922的输出端连接，交流功率监测单元 933的输入端与滤波电路 931的输出端连接，交流功率监测单元 933用于计算 TIA922的输出端输出的第一电信号的交流功率。

其中，滤波电路 931具体可以是 BPF或者高通滤波器或者耦合电容等。调整单元 94包括第一比较器 941和第二比较器 942, 其中：

第一比较器 941的第一输入端与平均功率监测单元 932的输出端连接，第一比较器 941的第一输入端连接用于表示第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系指示的与目标消光比对应的目标平均功率的第一参考值 P。，第一比较器 941 的输出端与偏置电流源 914的调节端连接，第一比较器 941用于调整偏置电流源 914的输出电流为目标偏置电流，以使得平均功率监测单元 932计算出的平均功率等于第一参考值 P。。

第二比较器 942的第一输入端与交流功率监测单元 933的输出端连接，第二比较器 942的第一输入端连接用于表示第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系指示的与目标消光比对应的目标交流功率的第二参考值 P_rof, 第二比较器 942的输出端与调制电流源 915的调节端连接，第二比较器 942用于调整调制电流源 915的输出电流为目标调制电流，以使得交流功率监测单元 933计算出的交流功率等于第二参考值 P_rof。

由于偏置电流源 914和调制电流源 915分别输出目标偏置电流源和目标调制电流，即在输出单元 91向输出 LD913第二电信号， LD913再将第二电信号转换为第二光信号，该第二光信号的消光比就为目标消光比。

作为一种可选的实施方式，如图 11所述电路还可以包括：乘法单元 95 , 其中：

乘法单元 95的输入端与交流功率监测单元 933的输出端连接，乘法单元 95的输出端与第二比较器 942的第一输入端连接，乘法单元 95用于将交流功率监测单元 933 输出的交流功率输出的所述第一电信号的交流功率乘以目标函数得到乘法交流功率，其中，乘法交流功率与第一光信号的消光比成线性关系。

其中，该关系式具体可以参考前面方法实施例描述的上述对应关系的关系，此作重复说明。

其中

l) = K -―^ ( _e;target + f_e 即 1) 与消光比满足线性关系，具体可以如图 5所示，这样第二比较器 942 就可以根据所述第一电信号的目标交流功率和第一电信号的乘法交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流。

上述技术方案中，在上述实施例的基础上实现了多种可选的实施方式，且都可以实现精确控制消光比。图 12是本发明实施例提供的一种光网络系统的结构示意图，如图 12所示，该光网络系统包括：光线路终端（Optical Line Termination, OLT ) 121和光网络单元（ Optical Network Unit, ONU ) 122或者光网络终端（ Optical Network Termination, ONT )122,所述光线路终端 121和 ONU122通过光分布网（ Optical Distribution Network, ODN ) 123进行连接，或者光线路终端 121和 ONT 122 通过 ODN 123进行连接，其中：

OLT121 为光网络系统提供网络侧接口，连接一个或多个 ODN123。 ODN123是无源分光器件，将 OLT121下行的数据分路传输到各个 ONU122, 同时将多个 ONU122/ONT122的上行数据汇总传输到 OLT121。 ONU122为光网络系统提供用户侧接口，上行与 ODN123相连，如果 ONU122直接提供用户端口功能，如个人计算机（ Personal Computer , PC )上网用的以太网用户端口，则称为 ONT122, 下文提到的 ONU122统指 ONU122和 ONT122。

ODN123 一般分成三部分，无源光分路器（Splitter) 1231、主干光纤 (Feed Fiber) 1232, 分布光纤 (Distribute Fiber)l²33和分路光纤 (Drop Fiber)l²3⁴, 其中分布光纤 1233和分路光纤 1234可以统称为分支光纤。图 12中是具有 2级分光的 ODN123结构图，对只有一级分光的 ODN123只有主干光纤和分路光纤。

从 OLT121到 ONU122称为下行，反之为上行。下行数据因为光的特性是广播到各 ONU122的，各 ONU122的上行数据发送由 OLT121分配发送区间，时分复用。

光网络系统上行可以采用 1310nm的波长，下行采用可以 1490nm波长。上行、下行的光可以在同一根光纤中传输，上、下行也可以采用不同光纤来传输。

OLT121可以是如图 6至图 11所示的实施例中任一实施方式的信号监测装置。

ONU122也可以是如图 6至图 11所示的实施例中任一实施方式的信号监测装置。

上述技术方案中，这样可以在精确控制监测功率基础上实现精确控制光信号的消光比。

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流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory, ROM )或随机存取存储器（Random Access Memory, 筒称 RAM )等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

权利要求

1、一种监控光信号的方法，其特征在于，包括：

接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号；

监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功率；

根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，使得所述第二电信号的监测功率为所述目标监测功率；根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。

2、如权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述获取所述第一电信号的监测功率之前包括：

对所述第一电信号进行放大，对所述放大后的第一电信号进行功率监测。

3、如权利要求 1或 2所述的方法，其特征在于，所述获取所述第一电信号的监测功率包括：

获取所述第一电信号的平均功率和所述第一电信号的交流功率。

4、如权利要求 3所述的方法，其特征在于，所述第一电信号的目标监测功率包括所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的目标交流功率。

5、如权利要求 4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，包括：根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率，调整所述第一电信号的偏置电流，使得调整后的第一电信号的偏置电流为目标偏置电流，根据所述第一电信号的目标交流功率和所述第一电信号的交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流；

根据所述第一电信号的目标偏置电流和目标调制电流，输出第二电信号，所述第二信号的偏置电流为所述目标偏置电流，所述第二信号的调制电流为所述目标调制电流。

6、如权利要求 1-5 中任一所述的方法，其特征在于，所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系与所述第一光信号的斜效率存在关联。

7、一种信号监测装置，其特征在于，包括：光电二极管、监测单元、调整单元和输出单元，其中：

所述光电二极管，用于接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号；

所述监测单元，用于监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功所述调整单元，用于根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，使得所述第二电信号的监测功率为所述目标监测功率；

所述输出单元，用于根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。

8、如权利要求 7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括放大器，其中：

所述放大器的输入端与所述光电二极管的输出端连接，所述放大器的输出端与所述监测单元的输入端连接，所述放大器用于对所述电信号进行放大，对所述放大后的电信号进行功率监测。

9、如权利要求 7或 8所述的装置，其特征在于，所述监测单元包括平均功率监测单元和交流功率监测单元，其中：

所述平均功率监测单元，用于获取所述第一电信号的平均功率；

所述交流功率监测单元，用于获取所述第一电信号的交流功率。

10、如权利要求 9所述的装置，其特征在于，所述第一电信号的目标监测功率包括所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的目标交流功率。

11、如权利要求 10所述的装置，其特征在于，所述调整单元包括偏置电流调整单元和调制电流调整单元，其中：

所述偏置电流调整单元的输入端与所述平均功率监测单元的输出端连接，所述偏置电流调整单元用于根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率，调整所述第一电信号的偏置电流，使得调整后的第一电信号的偏置电流为目标偏置电流；

所述调制电流调整单元的输入端与所述交流功率监测单元的输出端连接，所述调制电流调整单元用于根据所述第一电信号的目标交流功率和所述第一电信号的交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流；

输出子单元，用于根据所述第一电信号的目标偏置电流和目标调制电流，输出第二电信号，所述第二信号的偏置电流为所述目标偏置电流，所述第二信号的调制电流为所述目标调制电流。

12、如权利要求 11所述的装置，其特征在于，所述输出子单元包括偏置电流源和调制电流源，其中：

所述偏置电流源用于输出所述目标偏置电流；

所述调制电流源用于输出所述目标调制电流。

13、如权利要求 12所述的装置，其特征在于，所述偏置电流调整单元包括第一比较器，所述第一比较器的第一输入端与所述平均功率监测单元的输出端连接，所述第一比较器的第二输入端连接用于表示所述第一电信号的目标平均功率的第一参考值，所述第一比较器的输出端与所述偏置电流源连接，所述第一比较器用于根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率，调整所述偏置电流源输出的电流，以使所述偏置电流源输出的电流为目标偏置电流。

14、如权利要求 12或 13所述的装置，其特征在于，所述调制电流调整单元包括第二比较器，所述第二比较器的第一输入端与所述交流功率监测单元的输出端连接，所述第二比较器的第二输入端连接用于表示所述第一电信号的目标交流功率的第二参考值，所述第二比较器的输出端与所述调制电流源连接，所述第二比较器用于根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率调整所述调制电流源输出的电流，以使所述调制电流源输出的电流为目标调制电流。

15、一种光网络系统，所述光网络系统包括：光线路终端和光网络单元，所述光线路终端和光网络单元通过光分布网进行连接，其特征在于，所述光线路终端包括如权利要求 7-14中任一项所述的信号监测装置；和 /或所述光网络单元包括如权利要求 7-14中任一项所述的信号监测装置。