CN105612702B - 控制导频信号调制深度的方法、发射机及导频锁定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制导频信号调制深度的方法、发射机及导频锁定装置。该发射机包括：导频加载装置、光调制器和导频锁定装置，导频锁定装置，用于确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点和导频电信号的目标初始幅度，并控制导频加载装置将导频电信号的初始幅度调整至目标初始幅度，其中，若导频工作点的值小于第一阈值，基于导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定导频电信号的目标初始幅度。本发明实施例能够快速有效地调整导频调制深度，进而将导频锁定在期望的调制深度。

Description

控制导频信号调制深度的方法、发射机及导频锁定装置
技术领域
本发明实施例涉及通信领域，并且更具体地，涉及一种控制导频信号调制深度的方法、发射机及导频锁定装置。
背景技术
光信道状态检测是指在光通信网络中的各位置点设置光组件来监控和测量光信道性能，以获得整体光网络的状态，给出管理和维护网络的依据。其中，导频是一种重要的光信道状态检测手段。具体地，通过导频来检测光信道状态的过程为：在待检测光信道上的传输信号上调制一个导频信号，让导频信号随着传输信号在光网络中传输，然后在光信道状态检测点检测导频信号的相关信息以确定光信道当前的状态。由于导频信号与传输信号具有一致的特性，对导频的频率、幅度等信息进行检测，便可以获知光通信网络当前的传输信号性能信息，即确定了光信道的状态。导频信号的幅度实时对应着传输信号的功率，保证导频调制深度的稳定性和可预知性，是保证有效检测光信道状态的前提。
目前，为了保证导频调制深度的稳定性和可预知性，利用反馈环获知光网络信道中的业务流信号的功率和导频功率，以实时测量、调整和锁定导频。但是，如果导频信号在发射机的数字驱动器或DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)芯片中通过加扰的方式加载至业务流信号，然后由MZ(Mach-Zehnder，马赫-曾德尔)调制器进行调制，由于MZ调制器的非线性特性，导频将会失去与初始施加导频特性的线性关系，现有机制无法快速有效地调整导频信号的幅度等参数，进而导致不能正确地检测光信道的状态。
发明内容
本发明实施例提供了一种控制导频信号调制深度的方法、发射机及导频锁定装置，能够快速有效地调整导频调制深度，保证了检测光信道状态的准确性。
第一方面，本发明实施例提供了一种发射机，包括：导频加载装置，用于生成导频电信号，并将导频电信号加载至业务流电信号；光调制器，用于将加载有导频电信号的业务流电信号调制到光信号上，生成业务流光信号；导频锁定装置，用于确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点和导频电信号的目标初始幅度，并控制导频加载装置将导频电信号的初始幅度调整至目标初始幅度，其中，若导频工作点的值小于第一阈值，基于导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定导频电信号的目标初始幅度，若导频工作点的值大于或等于第一阈值，基于导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定导频电信号的目标初始幅度。
结合第一方面，在第一方面的第一种实现方式中，导频锁定装置具体用于，获得导频电信号经过光调制器调制后输出的N个导频光信号的一倍频分量的调制深度，其中，N个导频光信号的一倍频分量的调制深度一一对应于N个导频电信号的初始幅度，N为大于1的整数；根据N个导频光信号的一倍频分量的调制深度和N个导频电信号的初始幅度、以及导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种实现方式中，导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据光调制器的传递函数确定的，或者是通过对光调制器进行仿真或测试确定的。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种实现方式中，导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据光调制器的传递函数确定的，或者是通过对光调制器进行仿真或测试确定的。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种实现方式中，，导频锁定装置还用于，若导频工作点的值小于目标导频工作点的值，将导频工作点调整至目标导频工作点，其中，目标导频工作点的值大于或等于第一阈值。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第五种实现方式中，第一阈值为范围50％～100％中的一个值。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第六种实现方式中，目标调制深度为范围0.001％～20％中的一个值。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第七种实现方式中，目标导频工作点的值为范围80％～100％中的一个值。
第二方面，本发明实施例提供了一种导频锁定装置，包括：第一确定单元，用于确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点，光调制器用于将加载有导频电信号的业务流电信号调制到光信号上，生成业务流光信号；第二确定单元，若导频工作点的值小于第一阈值，用于基于导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定导频电信号的目标初始幅度；第三确定单元，若导频工作点的值大于或等于第一阈值，用于基于导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定导频电信号的目标初始幅度。
结合第二方面，在第二方面的第一种实现方式中，第一确定单元，具体用于获得导频电信号经过光调制器调制后输出的N个导频光信号的一倍频分量的调制深度，其中，N个导频光信号的一倍频分量的调制深度一一对应于N个导频电信号的初始幅度，N为大于1的整数；根据N个导频光信号的一倍频分量的调制深度和N个导频电信号的初始幅度、以及导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点。
结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第二种实现方式中，导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据光调制器的传递函数确定的，或者是通过对光调制器进行仿真或测试确定的。
结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第三种实现方式中，导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据光调制器的传递函数确定的，或者是通过对光调制器进行仿真或测试确定的。
结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第四种实现方式中，第一阈值为范围50％～100％中的一个值，目标调制深度为范围0.001％～20％中的一个值，目标导频工作点的值为范围80％～100％中的一个值。
第三方面，本发明实施例提供了一种控制导频信号调制深度的方法，包括：确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点，光调制器用于将加载有导频电信号的业务流电信号调制到光信号上，生成业务流光信号；若导频工作点的值小于第一阈值，基于导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定导频电信号的目标初始幅度；若导频工作点的值大于或等于第一阈值，基于导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定导频电信号的目标初始幅度；将导频电信号的初始幅度调整至目标初始幅度。
结合第三方面，在第三方面的第一种实现方式中，在确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点时，包括：获得导频电信号经过光调制器调制后输出的N个导频光信号的一倍频分量的调制深度，其中，N个导频光信号的一倍频分量的调制深度一一对应于N个导频电信号的初始幅度，N为大于1的整数；根据N个导频光信号的一倍频分量的调制深度和N个导频电信号的初始幅度、以及导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点。
结合第三方面及其上述实现方式，在第三方面的第二种实现方式中，导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据光调制器的传递函数确定的，或者是通过对光调制器进行仿真或测试确定的。
结合第三方面及其上述实现方式，在第三方面的第三种实现方式中，导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据光调制器的传递函数确定的，或者是通过对光调制器进行仿真或测试确定的。
结合第三方面及其上述实现方式，在第三方面的第四种实现方式中，在确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点之后，该方法还包括：若导频工作点的值小于目标导频工作点的值，将导频工作点调整至目标导频工作点，其中，目标导频工作点的值大于或等于第一阈值。
结合第三方面及其上述实现方式，在第三方面的第五种实现方式中，第一阈值为范围50％～100％中的一个值，目标调制深度为范围0.001％～20％中的一个值，目标导频工作点的值为范围80％～100％中的一个值。
基于上述技术方案，在本发明实施例中，根据光调制器的导频工作点来确定本次调制过程中导频信号的主导分量，也即一倍频分量或二倍频分量。继而根据该主导分量的调制深度与导频初始幅度之间的关系，来确定得到目标调制深度所需要的导频信号的目标初始幅度，并将导频信号的初始幅度调整至目标初始幅度。这样可以快速有效地调整导频调制深度，进而将导频锁定在期望的调制深度，保证了检测光信道状态的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例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是本发明实施例的发射机的示意性框图。
图2为本发明实施例的导频工作点的示意图。
图3是本发明一个实施例的光调制器的仿真结果的示意图。
图4是本发明另一实施例的光调制器的仿真结果的示意图。
图5是本发明一个实施例的导频锁定装置的示意性框图。
图6是本发明实施例的控制导频信号调制深度的方法的示意性流程图。
图7是本发明另一实施例的导频锁定装置的示意性框图。
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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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，都应属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例的发射机的示意性框图。如图1所示，发射机10包括导频加载装置101、光调制器102和导频锁定装置103。
导频加载装置101，用于生成导频电信号，并将导频电信号加载至业务流电信号。
例如，导频加载装置生成导频电信号，然后将导频电信号加载至输入的业务流电信号上。具体地，导频加载装置可以包括导频生成装置、数字信号处理器和数据驱动器。这种情况下，业务流电信号通过数字信号处理器处理之后，输入至数据驱动器。导频生成装置生成的导频电信号在数据驱动器的管脚加载至业务流电信号，以实现导频电信号的加载。其中，导频生成装置能够按照需要生成不同幅度的导频电信号。
应理解，以上描述仅是实现导频加载装置的一个具体例子，是为了帮助本领域技术人员更好地理解本发明实施例，而非限制本发明实施例的范围。例如，导频加载装置也可以仅包括数字信号处理器和导频生成装置，或者也可以进一步地包括数模转换器等其它设备，这些变化例都应落在本发明的保护范围内。
光调制器102，用于将加载有导频电信号的业务流电信号调制到光信号上，生成业务流光信号。
例如，光调制器为MZ调制器或者其它有着非线性传递特性的光调制器，用于对输入的信号进行光调制，进而可以获得适合在光信道传输的信号形式。这里，光调制器将加载有导频电信号的业务流电信号调制到光信号上，生成业务流光信号。
导频锁定装置103，用于确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点和导频电信号的目标初始幅度，并控制导频加载装置将导频电信号的初始幅度调整至目标初始幅度。
其中，若导频工作点的值小于第一阈值，基于导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定导频电信号的目标初始幅度。若导频工作点的值大于或等于第一阈值，基于导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定导频电信号的目标初始幅度。
应理解，光调制器当前在响应曲线上的导频工作点是对被调制对象整体而言的。图2为本发明实施例的导频工作点的示意图。如图2所示，初始幅度为VPP的导频电信号202与数字信号处理器输出的业务流电信号201在数据驱动器203中整形放大，合成为一个整体的电信号204。电信号204由光调制器调制到光信号上后，得到业务流光信号208。
这种情况下，电信号204为被调制的对象。电信号204的幅度对应到光调制器的响应曲线205上的点为光调制器当前在响应曲线上的导频工作点207。其中，响应曲线205上的点206为光调制器当前的偏置点。
也应理解，导频工作点的值是指导频工作点对应的光场强度与响应曲线顶点对应的光场强度的比值。
也应理解，调制深度是指信号幅度与功率的比值。一倍频分量的调制深度是指导频光信号一倍频分量的幅度与导频光信号的功率的比值，二倍频分量的调制深度是指导频光信号二倍频分量的幅度与导频光信号的功率的比值。导频信号的幅度实时对应着业务流信号的功率，因此将导频锁定在预期的调制深度时，导频信号的幅度能够实时对应于业务流信号的功率，进而可以通过检测导频信号来获知光信道的状态。
其中，第一阈值为根据该光调制器的响应特性确定的经验值。若导频工作点小于第一阈值，说明该光调制器目前工作在线性工作区，此时导频信号的一倍频分量在本次调制过程中起主导作用。因此，可以根据导频信号的一倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系，来确定得到目标调制深度所需要要的导频信号的目标初始幅度。
若导频工作点大于或等于第一阈值，说明该光调制器目前工作在非线性工作区，此时导频信号的二倍频分量在本次调制过程中起主导作用。因此，可以根据导频信号的二倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系，来确定得到目标调制深度所需要的导频信号的目标初始幅度。
基于上述技术方案，在本发明实施例中，根据光调制器的导频工作点来确定本次调制过程中导频信号的主导分量，也即一倍频分量或二倍频分量。继而根据该主导分量的调制深度与导频初始幅度之间的关系，来确定得到目标调制深度所需要的导频信号的目标初始幅度，并将导频信号的初始幅度调整至目标初始幅度。这样可以快速有效地调整导频调制深度，进而将导频锁定在期望的调制深度，保证了检测光信道状态的准确性。
另外，由于光调制器的非线性特性，在经过光调制器非线性传递后，导频信号的功率与幅度之间的关系不稳定、不可预知，也即导频失锁，导致无法通过检测导频信号来获知光信道的状态。根据本发明实施例的方法，可以快速有效地将导频锁定在期望的调制深度，进而可以保证检测光信道状态的准确性。
可选地，作为一个实施例，导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据光调制器的传递函数确定的，或者是通过对光调制器进行仿真或测试确定的。
例如，以光调制器为QPSK码型的MZ调制器为例进行说明。在根据光调制器的传递函数确定一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系时，可以按照以下步骤进行。
将导频信号R(t)＝ξ·cos(2πfst)加载到业务流信号Din(t)后，数据驱动器输出电信号Dout(t)，如公式(1)所示：
Dout(t)＝Din(t)·[1+ξ·cos(2πfst)] (1)
其中，ξ为导频信号R(t)的幅度，fs为导频信号的频率，t为时间变量。
电信号Dout(t)经由MZ调制器进行调制。QPSK(Quadrature Phase Shift Keying，四相相移键控)码型的MZ调制器的传递函数如公式(2)所示：
其中，VRF_in(t)＝ηVπ·Dout(t)，η为MZ调制器的导频工作点，Pin(t)为输入MZ调制器的信号功率，Pout(t)为MZ调制器输出的信号功率，Vπ为半波电压。
由公式(2)可确定MZ调制器输出的QPSK码型的信号的光功率表达式，如公式(3)所示：
其中，fs为导频频率。
导频锁定装置检测MZ调制器输出的光信号，可以获得导频信号经过MZ调制器调制后的幅度、功率等信息，进而据此确定导频信号的调制深度。具体地，导频锁定装置在检测光信号时，先将光信号进行光电转换和模数转换。然后，通过时频转换将信号分为两路，一路获得直流分量PDC，一路获得一倍频分量的幅度P1f和二倍频分量的幅度P2f，并据此分别确定导频信号一倍频分量的调制深度和二倍频分量的调制深度。
同时，可以根据公式(3)来确定理想状态下，MZ调制器输出的导频信号的幅度功率信息。具体地，将公式(3)中的余弦项作贝塞尔展开，可获得0阶、1阶和2阶贝塞尔函数，分别对应着检测端导频信号的的直流分量PDC(t)、一倍频分量的幅度P1f(t)和二倍频分量的幅度P2f(t)，分别如公式(4)、(5)和(6)所示：
PDC(t)＝(Pin(t)/2)·[1-J0(ηξπ)cos(ηπ)] (4)
P1f(t)＝J1(ηξπ)sin(ηπ)Pin(t)·cos(2πfst) (5)
P2f(t)＝J2(ηξπ)cos(ηπ)Pin(t)·cos(4πfst) (6)
其中，J0为0阶贝塞尔函数，J1为1阶贝塞尔函数，J2为2阶贝塞尔函数。
如前文所述的，调制深度是指信号幅度与功率的比值。而导频信号的直流分量对应于导频信号的功率，因此可以由公式(4)、(5)和(6)确定导频信号的一倍频分量的调制深度m1f，如公式(7)所示：
m1f＝P1f(t)/PDC(t)＝2J1(ηξπ)sin(ηπ)/[1-J0(ηξπ)cos(ηπ)] (7)
又如，图3是本发明一个实施例的光调制器的仿真结果的示意图。在图3所示的仿真结果中，纵坐标表示导频光信号的一倍频分量的调制深度，横坐标表示导频电信号的初始幅度，4条斜率不同的直线分别对应于4个不同的工作点。这里，导频电信号的调制深度等于导频电信号的初始幅度与其功率常数的比值，因此可以根据图3所示的仿真结果，确定导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，且该关系为线性关系。应理解，不同的光调制器之间存在个体差异，不同工作点对应的直线斜率可能不同，图3所示的仿真结果仅是一个示例，本发明实施例的保护范围并不受限于此。
可选地，作为另一实施例，导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据光调制器的传递函数确定的，或者是通过对光调制器进行仿真或测试确定的。
例如，类似地，以光调制器为QPSK码型的MZ调制器为例进行说明。在根据光调制器的传递函数确定二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系时，可以参照前述步骤进行。具体地，二倍频分量的调制深度m2f，如公式(8)所示：
m2f＝P2f(t)/PDC(t)＝2J2(ηξπ)cos(ηπ)/[1-J0(ηξπ)cos(ηπ)] (8)
又如，图4是本发明另一实施例的光调制器的仿真结果的示意图。在图4所示的仿真结果中，纵坐标导频光信号的二倍频分量的调制深度，横坐标表示导频电信号的调制深度，4条不同的曲线分别对应于4个不同的工作点。这里，导频电信号的调制深度等于导频电信号的初始幅度与其功率常数的比值，因此可以根据图4所示的仿真结果，确定导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，且该关系为非线性关系。应理解，不同的光调制器之间存在个体差异，图4所示的仿真结果仅是一个示例，本发明实施例的保护范围并不受限于此。
可选地，作为一个实施例，导频锁定装置103具体用于，获得导频电信号经过光调制器调制后输出的N个导频光信号的一倍频分量的调制深度，其中，N个导频光信号的一倍频分量的调制深度一一对应于N个导频电信号的初始幅度，N为大于1的整数。
然后，根据N个导频光信号的一倍频分量的调制深度和N个导频电信号的初始幅度、以及导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点。
例如，一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系是线性关系，不同导频工作点的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系是线性关系对应于不同的斜率。
在取N的值为2时，分别施加两个导频电信号的初始幅度，获得对应的两个一倍频分量的调制深度(可以看作两个点)，将这两点构成的直线的斜率与前述不同工作点下的斜率进行比较。相同或相近斜率对应的导频工作点即为光调制器当前在响应曲线上的导频工作点。或者，如图3所示，将施加的两个导频电信号的初始幅度除以功率常数，得到两个导频电信号的调制深度。两个导频电信号的调制深度与对应的两个一倍频分量的调制深度构成两个点，确定这两点构成的直线的斜率，然后将获得的斜率值分别与图3中不同工作点对应的直线的斜率值进行比较，进而确定当前的导频工作点。
在N取大于2的值时，可以确定这N个点两两之间的斜率，取斜率值中的一个或者均值，与前述不同工作点下的斜率进行比较。相同或相近斜率对应的导频工作点即为光调制器当前在响应曲线上的导频工作点。
例如，导频生成装置向数据驱动器施加初始幅度为ξ1的导频信号，导频锁定装置检测光信号后获得一倍频分量的调制深度然后，导频生成装置向数据驱动器施加初始幅度为ξ2的导频信号，导频锁定装置检测光信号后获取一倍频分量的调制深度然后，将与前文获得的在不同导频工作点下一倍频分量的调制深度和导频电信号的关系(对应的斜率k0)，作比较，便可以确定MZ调制器当前在响应曲线上的导频工作点。
在获知MZ调制器的导频工作点η后，可以根据公式(7)确定导频信号的一倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系。同理，可以根据公式(8)确定导频信号的二倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系。
可见，导频信号的调制深度(m1f，m2f)由导频信号的初始幅度ξ和MZ调制器的导频工作点η共同决定。如公式(7)所示，当MZ调制器的导频工作点为100％时，一倍频分量的调制深度m1f中正弦函数值为0，即没有一倍频分量。如公式(8)所示，MZ调制器的导频工作点为50％时，二倍频分量的调制深度m2f中余弦函数值为0，即没有二倍频分量。
由此可见，上述对应关系可以简述为：MZ调制器的导频工作点在其响应曲线的线性区时，一倍频分量占主导；MZ调制器的导频工作点在其响应曲线的拐点区(非线性区)时，二倍频分量占主导。这里可以将线性区定义为50％～90％，使用占主导的一倍频分量，将90％～100％定义为拐点区(非线性区)，使用占主导的二倍频分量。这里，第一阈值为90％。
又如，第一阈值为80％时，相应地，50％～80％为线性区，80％～100％为拐点区(非线性区)。应理解，针对不同的光调制器，线性区与非线性区的划分不同，相应的第一阈值取值也不同，这些都应落在本发明实施例的保护范围内。
或者，可以对MZ调制器进行测试或仿真，在导频工作点一定的情况下，确定一倍频分量的调制深度m1f与导频的初始幅度ξ的依赖关系、二倍频分量的调制深度m2f与导频的初始幅度ξ的依赖关系。
由于一倍频的调制深度m1f随初始幅度ξ变化是线性的，在确定MZ调制器当前在响应曲线上的导频工作点时，可以分别施加不同的初始幅度ξ，以获得对应的一倍频分量的调制深度m1f。然后据此确定MZ调制器当前在响应曲线上的导频工作点。具体地，可以按照前文所述的方法检测光信号，然后根据检测结果来确定一倍频分量的调制深度，为避免重复，在此不再赘述。
然后，将MZ调制器的导频工作点与第一阈值作比较，也即判断该导频工作点落在线性区还是非线性区，进而确定在该导频工作点下的主导分量。若导频工作点小于第一阈值(导频工作点落在线性区)，一倍频分量占主导，二倍频分量的作用较小，可以忽略不计。基于一倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系，以及期望的目标调制深度(例如，0.001％～20％)，确定相应的初始幅度。换句话说，将目标调制深度带入该对应关系，确定对应的初始幅度。
若导频工作点大于或等于第一阈值(导频工作点落在非线性区)，二倍频分量占主导，一倍频分量的作用较小，可以忽略不计。基于二倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系、以及期望的目标调制深度(例如，0.001％～20％)，确定相应的初始幅度。
最后，导频加载装置可以根据导频锁定装置输出的结果(例如，导频信号的目标初始幅度)，生成合适的导频信号，最终实现将导频信号的调制深度锁定在期望的调制深度(例如，2％)。
可选地，作为另一实施例，导频锁定装置还用于，若导频工作点的值小于目标导频工作点的值，将导频工作点调整至目标导频工作点，其中，目标导频工作点的值大于或等于第一阈值。
例如，在确定了MZ调制器当前的导频工作点后，如果该导频工作点不理想，可以将导频工作点调整至目标导频工作点。例如，MZ调制器进行QPSK调制时，偏置点在零点，满幅调制使眼图张开最大，这时目标导频工作点要求大于90％。具体地，可以通过改变数据驱动器输出的电信号的增益，来调整MZ调制器的导频工作点。
具体地，可以通过改变数据驱动器输出的电信号的增益，来调整MZ调制器的导频工作点。具体地，可以加初始幅度为ξ1的导频信号，相应地获得一倍频分量的调制深度然后施加初始幅度为ξ2的导频信号，相应地获得一倍频分量的调制深度然后，将与在目标导频工作点下一倍频分量的调制深度和导频信号的关系(对应的斜率k0)，作比较。若k>k0，控制数据驱动器增加电信号的增益，并在此基础上重新确定k，直至k≤k0。
可选地，作为另一实施例，第一阈值为范围50％～100％中的一个值。
可选地，作为另一实施例，目标调制深度为范围0.001％～20％中的一个值。
可选地，作为另一实施例，目标导频工作点的值为范围80％～100％中的一个值。
图5是本发明一个实施例的导频锁定装置的示意性框图。例如，该导频锁定装置50包括第一确定单元501、第二确定单元502和第三确定单元503。
第一确定单元501，用于确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点，光调制器用于将加载有导频电信号的业务流电信号调制到光信号上，生成业务流光信号。
例如，光调制器为MZ调制器或者其它有着非线性传递特性的光调制器，用于对输入的信号进行光调制，进而可以获得适合在光信道传输的信号形式。这里，光调制器将加载有导频电信号的业务流电信号调制到光信号上，生成业务流光信号。
第二确定单元502，若导频工作点的值小于第一阈值，用于基于导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定导频电信号的目标初始幅度。
例如，第一阈值为根据该光调制器的响应特性确定的经验值。若工作点小于第一阈值，说明该光调制器目前工作在线性工作区，此时导频信号的一倍频分量在本次调制过程中起主导作用。因此，可以根据导频信号的一倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系，来确定得到目标调制深度所需要要的导频信号的目标初始幅度。
第三确定单元503，若导频工作点的值大于或等于第一阈值，用于基于导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定导频电信号的目标初始幅度。
例如，第一阈值为根据该光调制器的响应特性确定的经验值。若工作点大于或等于第一阈值，说明该光调制器目前工作在非线性工作区，此时导频信号的二倍频分量在本次调制过程中起主导作用。因此，可以根据导频信号的二倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系，来确定得到目标调制深度所需要的导频信号的目标初始幅度。
基于上述技术方案，在本发明实施例中，根据光调制器的导频工作点来确定本次调制过程中导频信号的主导分量，也即一倍频分量或二倍频分量。继而根据该主导分量的调制深度与导频初始幅度之间的关系，来确定得到目标调制深度所需要的导频信号的目标初始幅度，因而可以将导频信号的初始幅度调整至目标初始幅度。这样可以快速有效地调整导频调制深度，进而将导频锁定在期望的调制深度，保证了检测光信道状态的准确性。
另外，由于光调制器的非线性特性，在经过光调制器非线性传递后，导频信号的功率与幅度之间的关系不稳定、不可预知，也即导频失锁，导致无法通过检测导频信号来获知光信道的状态。根据本发明实施例的方法，可以快速有效地将导频锁定在期望的调制深度，进而可以保证检测光信道状态的准确性。
应理解，光调制器当前在响应曲线上的导频工作点是对被调制对象整体而言的。也应理解，导频工作点的值是指导频工作点对应的光场强度与响应曲线顶点对应的光场强度的比值。
也应理解，调制深度是指信号幅度与功率的比值。一倍频分量的调制深度是指导频光信号一倍频分量的幅度与导频光信号的功率的比值，二倍频分量的调制深度是指导频光信号二倍频分量的幅度与导频光信号的功率的比值。导频信号的幅度实时对应着业务流信号的功率，因此将导频锁定在预期的调制深度时，导频信号的幅度能够实时对应于业务流信号的功率，进而可以通过检测导频信号来获知光信道的状态。
其中，第一阈值为根据该光调制器的响应特性确定的经验值。若导频工作点小于第一阈值，说明该光调制器目前工作在线性工作区，此时导频信号的一倍频分量在本次调制过程中起主导作用。因此，可以根据导频信号的一倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系，来确定得到目标调制深度所需要要的导频信号的目标初始幅度。
若导频工作点大于或等于第一阈值，说明该光调制器目前工作在非线性工作区，此时导频信号的二倍频分量在本次调制过程中起主导作用。因此，可以根据导频信号的二倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系，来确定得到目标调制深度所需要的导频信号的目标初始幅度。
可选地，作为一个实施例，第一确定单元501，具体用于获得导频电信号经过光调制器调制后输出的N个导频光信号的一倍频分量的调制深度，其中，N个导频光信号的一倍频分量的调制深度一一对应于N个导频电信号的初始幅度，N为大于1的整数；根据N个导频光信号的一倍频分量的调制深度和N个导频电信号的初始幅度、以及导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点。
可选地，作为另一实施例，导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据光调制器的传递函数确定的，或者是通过对光调制器进行仿真或测试确定的。
可选地，作为另一实施例，导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据光调制器的传递函数确定的，或者是通过对光调制器进行仿真或测试确定的。
可选地，作为另一实施例，第一阈值为范围50％～100％中的一个值，目标调制深度为范围0.001％～20％中的一个值，目标导频工作点的值为范围80％～100％中的一个值。
图6是本发明实施例的控制导频信号调制深度的方法的示意性流程图。图6的方法600可以由发射机来执行，例如，图1中示出的发射机10。
601，确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点，光调制器用于将加载有导频电信号的业务流电信号调制到光信号上，生成业务光信号。
例如，光调制器为MZ调制器或者其它有着非线性传递特性的光调制器，用于对输入的信号进行光调制，进而可以获得适合在光信道传输的信号形式。这里，光调制器将加载有导频电信号的业务流电信号调制到光信号上，生成业务流光信号。
602，若导频工作点的值小于第一阈值，基于导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定导频电信号的目标初始幅度。
例如，第一阈值为根据该光调制器的响应特性确定的经验值。若工作点小于第一阈值，说明该光调制器目前工作在线性工作区，此时导频信号的一倍频分量在本次调制过程中起主导作用。因此，可以根据导频信号的一倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系，来确定得到目标调制深度所需要要的导频信号的目标初始幅度。
603，若导频工作点的值大于或等于第一阈值，基于导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定导频电信号的目标初始幅度。
例如，第一阈值为根据该光调制器的响应特性确定的经验值。若工作点大于或等于第一阈值，说明该光调制器目前工作在非线性工作区，此时导频信号的二倍频分量在本次调制过程中起主导作用。因此，可以根据导频信号的二倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系，来确定得到目标调制深度所需要的导频信号的目标初始幅度。
604，将导频电信号的初始幅度调整至目标初始幅度。
基于上述技术方案，在本发明实施例中，根据光调制器的导频工作点来确定本次调制过程中导频信号的主导分量，也即一倍频分量或二倍频分量。继而根据该主导分量的调制深度与导频初始幅度之间的关系，来确定得到目标调制深度所需要的导频信号的目标初始幅度，并将导频信号的初始幅度调整至目标初始幅度。这样可以快速有效地调整导频调制深度，进而将导频锁定在期望的调制深度，保证了检测光信道状态的准确性。
另外，由于光调制器的非线性特性，在经过光调制器非线性传递后，导频信号的功率与幅度之间的关系不稳定、不可预知，也即导频失锁，导致无法通过检测导频信号来获知光信道的状态。根据本发明实施例的方法，可以快速有效地将导频锁定在期望的调制深度，进而可以保证检测光信道状态的准确性。
应理解，光调制器当前在响应曲线上的导频工作点是对被调制对象整体而言的。也应理解，导频工作点的值是指导频工作点对应的光场强度与响应曲线顶点对应的光场强度的比值。
也应理解，调制深度是指信号幅度与功率的比值。一倍频分量的调制深度是指导频光信号一倍频分量的幅度与导频光信号的功率的比值，二倍频分量的调制深度是指导频光信号二倍频分量的幅度与导频光信号的功率的比值。导频信号的幅度实时对应着业务流信号的功率，因此将导频锁定在预期的调制深度时，导频信号的幅度能够实时对应于业务流信号的功率，进而可以通过检测导频信号来获知光信道的状态。
其中，第一阈值为根据该光调制器的响应特性确定的经验值。若导频工作点小于第一阈值，说明该光调制器目前工作在线性工作区，此时导频信号的一倍频分量在本次调制过程中起主导作用。因此，可以根据导频信号的一倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系，来确定得到目标调制深度所需要要的导频信号的目标初始幅度。
若导频工作点大于或等于第一阈值，说明该光调制器目前工作在非线性工作区，此时导频信号的二倍频分量在本次调制过程中起主导作用。因此，可以根据导频信号的二倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系，来确定得到目标调制深度所需要的导频信号的目标初始幅度。
可选地，作为一个实施例，导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据光调制器的传递函数确定的，或者是通过对光调制器进行仿真或测试确定的。
例如，以光调制器为QPSK码型的MZ调制器为例进行说明。在根据光调制器的传递函数确定一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系时，可以按照以下步骤进行。
将导频信号R(t)＝ξ·cos(2πfst)加载到业务流信号Din(t)后，数据驱动器输出电信号Dout(t)，如公式(9)所示：
Dout(t)＝Din(t)·[1+ξ·cos(2πfst)] (9)
其中，ξ为导频信号R(t)的幅度，fs为导频信号的频率，t为时间变量。
电信号Dout(t)经由MZ调制器进行调制。QPSK(Quadrature Phase Shift Keying，四相相移键控)码型的MZ调制器的传递函数如公式(10)所示：
其中，VRF_in(t)＝ηVπ·Dout(t)，η为MZ调制器的导频工作点，Pin(t)为输入MZ调制器的信号功率，Pout(t)为MZ调制器输出的信号功率，Vπ为半波电压。
由公式(10)可确定MZ调制器输出的QPSK码型的信号的光功率表达式，如公式(11)所示：
其中，fs为导频频率。
导频锁定装置检测MZ调制器输出的光信号，可以获得导频信号经过MZ调制器调制后的幅度、功率等信息，进而据此确定导频信号的调制深度。具体地，导频锁定装置在检测光信号时，先将光信号进行光电转换和模数转换。然后，通过时频转换将信号分为两路，一路获得直流分量PDC，一路获得一倍频分量的幅度P1f和二倍频分量的幅度P2f，并据此分别确定导频信号一倍频分量的调制深度和二倍频分量的调制深度。
同时，可以根据公式(11)来确定理想状态下，MZ调制器输出的导频信号的幅度功率信息。具体地，将公式(11)中的余弦项作贝塞尔展开，可获得0阶、1阶和2阶贝塞尔函数，分别对应着检测端导频信号的的直流分量PDC(t)、一倍频分量的幅度P1f(t)和二倍频分量的幅度P2f(t)，分别如公式(12)、(13)和(14)所示：
PDC(t)＝(Pin(t)/2)·[1-J0(ηξπ)cos(ηπ)] (12)
P1f(t)＝J1(ηξπ)sin(ηπ)Pin(t)·cos(2πfst) (13)
P2f(t)＝J2(ηξπ)cos(ηπ)Pin(t)·cos(4πfst) (14)
其中，J0为0阶贝塞尔函数，J1为1阶贝塞尔函数，J2为2阶贝塞尔函数。
如前文所述的，调制深度是指信号幅度与功率的比值。而导频信号的直流分量对应于导频信号的功率，因此可以由公式(12)、(13)和(14)确定导频信号的一倍频分量的调制深度m1f，如公式(15)所示：
m1f＝P1f(t)/PDC(t)＝2J1(ηξπ)sin(ηπ)/[1-J0(ηξπ)cos(ηπ)] (15)
可选地，作为另一实施例，导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据光调制器的传递函数确定的，或者是通过对光调制器进行仿真或测试确定的。
类似地，以光调制器为QPSK码型的MZ调制器为例进行说明。在根据光调制器的传递函数确定二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系时，可以参照前述步骤进行。具体地，二倍频分量的调制深度m2f，如公式(16)所示：
m2f＝P2f(t)/PDC(t)＝2J2(ηξπ)cos(ηπ)/[1-J0(ηξπ)cos(ηπ)] (16)
可选地，作为一个实施例，在确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点时，可以获得导频电信号经过光调制器调制后输出的N个导频光信号的一倍频分量的调制深度，其中，N个导频光信号的一倍频分量的调制深度一一对应于N个导频电信号的初始幅度，N为大于1的整数。
然后，根据N个导频光信号的一倍频分量的调制深度和N个导频电信号的初始幅度、以及导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点。
例如，一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系是线性关系，不同导频工作点的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系是线性关系对应于不同的斜率。
在取N的值为2时，分别施加两个导频电信号的初始幅度，获得对应的两个一倍频分量的调制深度(可以看作两个点)，将这两点构成的直线的斜率与前述不同工作点下的斜率进行比较。相同或相近斜率对应的导频工作点即为光调制器当前在响应曲线上的导频工作点。或者，如图3所示，将施加的两个导频电信号的初始幅度除以功率常数，得到两个导频电信号的调制深度。两个导频电信号的调制深度与对应的两个一倍频分量的调制深度构成两个点，确定这两点构成的直线的斜率，然后将获得的斜率值分别与图3中不同工作点对应的直线的斜率值进行比较，进而确定当前的导频工作点。
在N取大于2的值时，可以确定这N个点两两之间的斜率，取斜率值中的一个或者均值，与前述不同工作点下的斜率进行比较。相同或相近斜率对应的导频工作点即为光调制器当前在响应曲线上的导频工作点。
例如，导频生成装置向数据驱动器施加初始幅度为ξ1的导频信号，导频锁定装置检测光信号后获得一倍频分量的调制深度然后，导频生成装置向数据驱动器施加初始幅度为ξ2的导频信号，导频锁定装置检测光信号后获取一倍频分量的调制深度然后，将与前文获得的在不同导频工作点下一倍频分量的调制深度和导频电信号的关系(对应的斜率k0)，作比较，便可以确定MZ调制器当前在响应曲线上的导频工作点。
在获知MZ调制器的导频工作点η后，可以根据公式(7)确定导频信号的一倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系。同理，可以根据公式(8)确定导频信号的二倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系。
可见，导频信号的调制深度(m1f，m2f)由导频信号的初始幅度ξ和MZ调制器的导频工作点η共同决定。如公式(7)所示，当MZ调制器的导频工作点为100％时，一倍频分量的调制深度m1f中正弦函数值为0，即没有一倍频分量。如公式(8)所示，MZ调制器的导频工作点为50％时，二倍频分量的调制深度m2f中余弦函数值为0，即没有二倍频分量。
由此可见，上述对应关系可以简述为：MZ调制器的导频工作点在其响应曲线的线性区时，一倍频分量占主导；MZ调制器的导频工作点在其响应曲线的拐点区(非线性区)时，二倍频分量占主导。这里可以将线性区定义为50％～90％，使用占主导的一倍频分量，将90％～100％定义为拐点区(非线性区)，使用占主导的二倍频分量。这里，第一阈值为90％。
又如，第一阈值为80％时，相应地，50％～80％为线性区，80％～100％为拐点区(非线性区)。应理解，针对不同的光调制器，线性区与非线性区的划分不同，相应的第一阈值取值也不同，这些都应落在本发明实施例的保护范围内。
或者，可以对MZ调制器进行测试或仿真，在导频工作点一定的情况下，确定一倍频分量的调制深度m1f与导频的初始幅度ξ的依赖关系、二倍频分量的调制深度m2f与导频的初始幅度ξ的依赖关系。
由于一倍频的调制深度m1f随初始幅度ξ变化是线性的，在确定MZ调制器当前在响应曲线上的导频工作点时，可以分别施加不同的初始幅度ξ，以获得对应的一倍频分量的调制深度m1f。然后据此确定MZ调制器当前在响应曲线上的导频工作点。具体地，可以按照前文所述的方法检测光信号，然后根据检测结果来确定一倍频分量的调制深度，为避免重复，在此不再赘述。
然后，将MZ调制器的导频工作点与第一阈值作比较，也即判断该导频工作点落在线性区还是非线性区，进而确定在该导频工作点下的主导分量。若导频工作点小于第一阈值(导频工作点落在线性区)，一倍频分量占主导，二倍频分量的作用较小，可以忽略不计。基于一倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系，以及期望的目标调制深度(例如，0.001％～20％)，确定相应的初始幅度。换句话说，将目标调制深度带入该对应关系，确定对应的初始幅度。
若导频工作点大于或等于第一阈值(导频工作点落在非线性区)，二倍频分量占主导，一倍频分量的作用较小，可以忽略不计。基于二倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系、以及期望的目标调制深度(例如，0.001％～20％)，确定相应的初始幅度。
最后，导频生成装置可以根据导频锁定装置输出的结果(例如，导频信号的目标初始幅度)，生成合适的导频信号，最终实现将导频信号的调制深度锁定在期望的调制深度(例如，2％)。
可选地，作为另一实施例，在确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点之后，若导频工作点的值小于目标导频工作点的值，还可以将导频工作点调整至目标导频工作点，其中，目标导频工作点的值大于或等于第一阈值。
例如，在确定了MZ调制器当前的导频工作点后，如果该导频工作点不理想，可以将导频工作点调整至目标导频工作点。例如，MZ调制器进行QPSK调制时，偏置点在零点，满幅调制使眼图张开最大，这时目标导频工作点要求大于90％。具体地，可以通过改变数据驱动器输出的电信号的增益，来调整MZ调制器的导频工作点。这样可以减小码间串扰，从而提高了调制效率。
具体地，可以通过改变数据驱动器输出的电信号的增益，来调整MZ调制器的导频工作点。具体地，可以加初始幅度为ξ1的导频信号，相应地获得一倍频分量的调制深度然后施加初始幅度为ξ2的导频信号，相应地获得一倍频分量的调制深度然后，将与在目标导频工作点下一倍频分量的调制深度和导频信号的关系(对应的斜率k0)，作比较。若k>k0，控制数据驱动器增加电信号的增益，并在此基础上重新确定k，直至k≤k0。
可选地，作为另一实施例，第一阈值为范围50％～100％中的一个值，目标调制深度为范围0.001％～20％中的一个值，目标导频工作点的值为范围80％～100％中的一个值。
图7是本发明另一实施例的导频锁定装置的示意性框图。
图7的导频锁定装置70可用于实现上述方法实施例中各步骤及方法。图7的实施例中，导频锁定装置70包括接口701、发射电路702、接收电路703、处理器704和存储器705。处理器704控制导频锁定装置70的操作，并可用于处理信号。存储器705可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器704提供指令和数据。发射电路702和接收电路703可以耦合到接口701。导频锁定装置70的各个组件通过总线系统709耦合在一起，其中总线系统709除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线系统709。
具体地，存储器705可存储执行以下过程的指令：
确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点，光调制器用于将加载有导频电信号的业务流电信号调制到光信号上，生成业务光信号；
若导频工作点的值小于第一阈值，基于导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定导频电信号的目标初始幅度；
若导频工作点的值大于或等于第一阈值，基于导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定导频电信号的目标初始幅度。
基于上述技术方案，在本发明实施例中，根据光调制器的导频工作点来确定本次调制过程中导频信号的主导分量，也即一倍频分量或二倍频分量。继而根据该主导分量的调制深度与导频初始幅度之间的关系，来确定得到目标调制深度所需要的导频信号的目标初始幅度，因而可以将导频信号的初始幅度调整至目标初始幅度。这样可以快速有效地调整导频调制深度，进而将导频锁定在期望的调制深度，保证了检测光信道状态的准确性。
另外，由于光调制器的非线性特性，在经过光调制器非线性传递后，导频信号的功率与幅度之间的关系不稳定、不可预知，也即导频失锁，导致无法通过检测导频信号来获知光信道的状态。根据本发明实施例的方法，可以快速有效地将导频锁定在期望的调制深度，进而可以保证检测光信道状态的准确性。
应理解，光调制器当前在响应曲线上的导频工作点是对被调制对象整体而言的。也应理解，导频工作点的值是指导频工作点对应的光场强度与响应曲线顶点对应的光场强度的比值。
也应理解，调制深度是指信号幅度与功率的比值。一倍频分量的调制深度是指导频光信号一倍频分量的幅度与导频光信号的功率的比值，二倍频分量的调制深度是指导频光信号二倍频分量的幅度与导频光信号的功率的比值。导频信号的幅度实时对应着业务流信号的功率，因此将导频锁定在预期的调制深度时，导频信号的幅度能够实时对应于业务流信号的功率，进而可以通过检测导频信号来获知光信道的状态。
其中，第一阈值为根据该光调制器的响应特性确定的经验值。若导频工作点小于第一阈值，说明该光调制器目前工作在线性工作区，此时导频信号的一倍频分量在本次调制过程中起主导作用。因此，可以根据导频信号的一倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系，来确定得到目标调制深度所需要要的导频信号的目标初始幅度。
若导频工作点大于或等于第一阈值，说明该光调制器目前工作在非线性工作区，此时导频信号的二倍频分量在本次调制过程中起主导作用。因此，可以根据导频信号的二倍频分量的调制深度与导频信号的初始幅度之间的对应关系，来确定得到目标调制深度所需要的导频信号的目标初始幅度。
可选地，作为一个实施例，存储器705还可存储执行以下过程的指令：
获得导频电信号经过光调制器调制后输出的N个导频光信号的一倍频分量的调制深度，其中，N个导频光信号的一倍频分量的调制深度一一对应于N个导频电信号的初始幅度，N为大于1的整数；
根据N个导频光信号的一倍频分量的调制深度和N个导频电信号的初始幅度、以及导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点。
可选地，作为另一实施例，存储器705还可存储执行以下过程的指令：
导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据光调制器的传递函数确定的，或者是通过对光调制器进行仿真或测试确定的。
可选地，作为另一实施例，存储器705还可存储执行以下过程的指令：
导频电信号经过光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据光调制器的传递函数确定的，或者是通过对光调制器进行仿真或测试确定的。
可选地，作为另一实施例，存储器705还可存储执行以下过程的指令：
第一阈值为范围50％～100％中的一个值，目标调制深度为范围0.001％～20％中的一个值，目标导频工作点的值为范围80％～100％中的一个值。
应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
所述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，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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以权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种发射机，其特征在于，包括：
导频加载装置，用于生成导频电信号，并将所述导频电信号加载至业务流电信号；
光调制器，用于将加载有所述导频电信号的业务流电信号调制到光信号上，生成业务流光信号；
导频锁定装置，用于确定所述光调制器当前在响应曲线上的导频工作点和所述导频电信号的目标初始幅度，并控制导频加载装置将所述导频电信号的初始幅度调整至所述目标初始幅度，其中，
若所述导频工作点的值小于第一阈值，基于导频电信号经过所述光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定所述导频电信号的目标初始幅度，
若所述导频工作点的值大于或等于第一阈值，基于导频电信号经过所述光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定所述导频电信号的目标初始幅度。
2.根据权利要求1所述的发射机，其特征在于，所述导频锁定装置具体用于，
获得导频电信号经过所述光调制器调制后输出的N个导频光信号的一倍频分量的调制深度，其中，所述N个导频光信号的一倍频分量的调制深度一一对应于N个导频电信号的初始幅度，N为大于1的整数；
根据所述N个导频光信号的一倍频分量的调制深度和所述N个导频电信号的初始幅度、以及导频电信号经过所述光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，确定所述光调制器当前在响应曲线上的导频工作点。
3.根据权利要求1所述的发射机，其特征在于，所述导频电信号经过所述光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据所述光调制器的传递函数确定的，或者是通过对所述光调制器进行仿真或测试确定的。
4.根据权利要求1所述的发射机，其特征在于，所述导频电信号经过所述光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据所述光调制器的传递函数确定的，或者是通过对所述光调制器进行仿真或测试确定的。
5.根据权利要求1所述的发射机，其特征在于，所述导频锁定装置还用于，若所述导频工作点的值小于目标导频工作点的值，将所述导频工作点调整至目标导频工作点，其中，所述目标导频工作点的值大于或等于所述第一阈值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的发射机，其特征在于，所述第一阈值为范围50％～100％中的一个值。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的发射机，其特征在于，所述目标调制深度为范围0.001％～20％中的一个值。
8.根据权利要求5所述的发射机，其特征在于，所述目标导频工作点的值为范围80％～100％中的一个值。
9.一种导频锁定装置，其特征在于，包括：
第一确定单元，用于确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点，所述光调制器用于将加载有导频电信号的业务流电信号调制到光信号上，生成业务流光信号；
第二确定单元，若所述导频工作点的值小于第一阈值，用于基于导频电信号经过所述光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定所述导频电信号的目标初始幅度；
第三确定单元，若所述导频工作点的值大于或等于第一阈值，用于基于导频电信号经过所述光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定所述导频电信号的目标初始幅度；以及
用于控制导频加载装置将所述导频电信号的初始幅度调整至所述目标初始幅度的单元，所述导频加载装置用于生成所述导频电信号，并将所述导频电信号加载至所述业务流电信号。
10.根据权利要求9所述的导频锁定装置，其特征在于，所述第一确定单元，具体用于获得导频电信号经过所述光调制器调制后输出的N个导频光信号的一倍频分量的调制深度，其中，所述N个导频光信号的一倍频分量的调制深度一一对应于N个导频电信号的初始幅度，N为大于1的整数；根据所述N个导频光信号的一倍频分量的调制深度和所述N个导频电信号的初始幅度、以及导频电信号经过所述光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，确定所述光调制器当前在响应曲线上的导频工作点。
11.根据权利要求9所述的导频锁定装置，其特征在于，所述导频电信号经过所述光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据所述光调制器的传递函数确定的，或者是通过对所述光调制器进行仿真或测试确定的。
12.根据权利要求9所述的导频锁定装置，其特征在于，所述导频电信号经过所述光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据所述光调制器的传递函数确定的，或者是通过对所述光调制器进行仿真或测试确定的。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的导频锁定装置，其特征在于，所述第一阈值为范围50％～100％中的一个值，所述目标调制深度为范围0.001％～20％中的一个值。
14.一种控制导频信号调制深度的方法，其特征在于，包括：
确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点，所述光调制器用于将加载有导频电信号的业务流电信号调制到光信号上，生成业务流光信号；
若所述导频工作点的值小于第一阈值，基于导频电信号经过所述光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定所述导频电信号的目标初始幅度；
若所述导频工作点的值大于或等于第一阈值，基于导频电信号经过所述光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系、以及导频光信号的目标调制深度，确定所述导频电信号的目标初始幅度；
将所述导频电信号的初始幅度调整至所述目标初始幅度。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点，包括：
获得导频电信号经过所述光调制器调制后输出的N个导频光信号的一倍频分量的调制深度，其中，所述N个导频光信号的一倍频分量的调制深度一一对应于N个导频电信号的初始幅度，N为大于1的整数；
根据所述N个导频光信号的一倍频分量的调制深度和所述N个导频电信号的初始幅度、以及导频电信号经过所述光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，确定所述光调制器当前在响应曲线上的导频工作点。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述导频电信号经过所述光调制器调制后输出的导频光信号的一倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据所述光调制器的传递函数确定的，或者是通过对所述光调制器进行仿真或测试确定的。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述导频电信号经过所述光调制器调制后输出的导频光信号的二倍频分量的调制深度与导频电信号的初始幅度之间的对应关系，是根据所述光调制器的传递函数确定的，或者是通过对所述光调制器进行仿真或测试确定的。
18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在确定光调制器当前在响应曲线上的导频工作点之后，还包括：
若所述导频工作点的值小于目标导频工作点的值，将所述导频工作点调整至目标导频工作点，其中，所述目标导频工作点的值大于或等于所述第一阈值。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述第一阈值为范围50％～100％中的一个值，所述目标调制深度为范围0.001％～20％中的一个值，所述目标导频工作点的值为范围80％～100％中的一个值。
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