CN106330295B - 一种电眼调试方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电眼调试方法及装置，所述电眼调试方法包括：获取经光调制分析仪分析得到的一光信号的眼图交叉比，所述光信号是一电信号经驱动器驱动放大和光调制器调制得到；计算所述眼图交叉比与理想交叉比的误差值；利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整，以使所述光信号的眼图交叉比接近理想交叉比。本发明的方案，相较于传统的人工电眼调试方法，避免了人工操作引入的不可避免的误差，既保证电眼调试的准确性，又提高电眼调试效率。

Description

一种电眼调试方法及装置
技术领域
本发明涉及相干光通讯领域，特别是涉及一种电眼调试方法及装置。
背景技术
目前，在主流相干光通信技术中，主要是将发送数据预编码后，复合成XI、XQ、YI和YQ四通道高速电信号，然后经驱动器驱动放大后送入PM-QPSK调制器，并通过调制到可调激光器ITLA发出的DWDM连续波长的光源上形成PM-QPSK调制格式的光信号，最后光信号在接收端和激光器产生的本振光一起由相干接收机接收。其中，电信号的调制质量是整个相干光通信过程中的一个至关重要的环节，所以，需要进行电眼调试。
传统的电眼调试方法如图1所示，采用的是将经驱动器驱动放大后的电信号直接输出到数字信号串行分析仪，通过肉眼直接观察电信号特性，例如眼图交叉比，再手动调整驱动器的偏置电压，以改善电信号的调制质量。
但是，这种调试方式很难保证电信号表现出最优的特性，使得输出的光信号质量受到较大的影响。且由于单次电信号稳定时间较长，导致整个调试时间较长，又由于肉眼调试误差较大，导致重调率较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电眼调试方法及装置，相较于传统的人工电眼调试方法，避免了人工操作引入的不可避免的误差，既保证电眼调试的准确性，又提高电眼调试效率。
为了实现上述的目的，本发明提供一种电眼调试方法，包括：
获取经光调制分析仪分析得到的一光信号的眼图交叉比，所述光信号是一电信号经驱动器驱动放大和光调制器调制得到；
计算所述眼图交叉比与理想交叉比的误差值；
利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整，以使所述光信号的眼图交叉比接近理想交叉比。
优选的，所述电眼调试方法还包括：
判断所述误差值的绝对值是否大于一误差阈值；
在所述误差值小于等于所述误差阈值时，对判定成功次数进行加一，在所述误差值大于所述误差阈值时，对判定成功次数进行清零，所述判定成功次数的初值为零；
判断所述判定成功次数是否小于判定成功次数阈值；
所述利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整的步骤包括：
在所述判定成功次数小于所述判定成功次数阈值时，利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整。
优选的，所述利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整的步骤包括：
根据公式一，对所述驱动器的偏置电压进行调整；
其中，公式一为：offset＝|Err-cur|×Direct×A
Offset为调整步长；
|Err-cur|为当前眼图交叉比与理想交叉比的误差值的绝对值；
Direct表示调整方向，为1或－1；
A为预设的调整步长基数。
优选的，所述理想交叉比为50％。
本发明还提供一种电眼调试装置，包括：
获取模块，用于获取经光调制分析仪分析得到的一光信号的眼图交叉比，所述光信号是一电信号经驱动器驱动放大和光调制器调制得到；
计算模块，用于计算所述眼图交叉比与理想交叉比的误差值；
调整模块，用于利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整，以使所述光信号的眼图交叉比接近理想交叉比。
优选的，所述电眼调试装置还包括：
第一判断模块，用于判断所述误差值是否大于一误差阈值；
计数模块，用于在所述误差值小于等于所述误差阈值时，对判定成功次数进行加一，在所述误差值大于所述误差阈值时，对判定成功次数进行清零，所述判定成功次数的初值为零；
第二判断模块，用于判断所述判定成功次数是否小于判定成功次数阈值；
所述调整模块具体用于在所述判定成功次数小于所述判定成功次数阈值时，利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整。
优选的，所述调整模块具体用于根据公式一，对所述驱动器的偏置电压进行调整；
其中，公式一为：offset＝|Err-cur|×Direct×A
Offset为调整步长；
|Err-cur|为当前眼图交叉比与理想交叉比的误差值的绝对值；
Direct表示调整方向，为1或－1；
A为预设的调整步长基数。
优选的，所述理想交叉比为50％。
通过本发明的上述技术方案，本发明的有益效果在于：
本发明实施例的电眼调试方法，借助调制后的光信号分析调制前的电信号特性，通过自动获取经光调制分析仪分析得到的一光信号的眼图交叉比，计算所述眼图交叉比与理想交叉比的误差值，并利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整，相较于传统的人工电眼调试方法，避免了人工操作引入的不可避免的误差，既保证电眼调试的准确性，又提高电眼调试效率。
附图说明
图1表示传统的电眼调试方法的流程图。
图2表示本发明实施例的电眼调试方法的流程图。
图3表示本发明实施例的电眼调试系统的结构示意图。
图4表示本发明实施例的电眼调试装置的结构示意图。
图5表示本发明一具体实施例的电眼调试系统的结构示意图。
图6表示本发明一具体实施例的电眼调试方法的流程图。
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，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。
参阅图2所示，本发明实施例提供一种电眼调试方法，包括：
S201：获取经光调制分析仪分析得到的一光信号的眼图交叉比，所述光信号是一电信号经驱动器驱动放大和调制器调制得到；
S202：计算所述眼图交叉比与理想交叉比的误差值；
S203：利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整，以使所述光信号的眼图交叉比接近理想交叉比。
本发明实施例的电眼调试方法，通过自动获取经光调制分析仪分析得到的一光信号的眼图交叉比，计算所述眼图交叉比与理想交叉比的误差值，并利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整，相较于传统的人工电眼调试方法，避免了人工操作引入的不可避免的误差，既保证电眼调试的准确性，又提高电眼调试效率。
具体的，本发明实施例的电眼调试系统可参见图3所示，主要包括驱动器、光调制器、光调制分析仪和PC机。
其中，所述驱动器有若干路DSP输出的高速电信号作为输入，并将各路放大之后的高速电信号输出到光调制器上，所述光调制器实现高速电信号到光信号的调制，而所述光调制分析仪用于对接收的光信号进行分析，并提供所述光信号的眼图交叉比给PC机，所述PC机利用其内的软件算法，根据所述眼图交叉比与理想交叉比的误差值，计算调节驱动器的参数，以对所述驱动器进行调整，调节光信号的调制质量。
在本发明具体实施例中，所述电眼调试方法还包括：
判断所述误差值的绝对值是否大于一误差阈值；
在所述误差值小于等于所述误差阈值时，对判定成功次数进行加一，在所述误差值大于所述误差阈值时，对判定成功次数进行清零，所述判定成功次数的初值为零；
判断所述判定成功次数是否小于判定成功次数阈值；
所述利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整的步骤包括：
在所述判定成功次数小于所述判定成功次数阈值时，利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整，否则，调整结束。
这样，通过设置所述误差阈值及判定成功次数阈值，既保证调整精度，也能及时了解调整的进度。
在本发明具体实施例中，利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整主要是将所述误差值作为调节系数，以很快的将所述驱动器的偏置电压调整到理论偏置电压附近，同时，避免利用固定调整步长在理论偏置电压附近的反复震荡。
具体的，所述利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整的步骤包括：根据公式一，对所述驱动器的偏置电压进行调整；
其中，公式一为：offset＝|Err-cur|×Direct×A
Offset为调整步长；
|Err-cur|为当前眼图交叉比与理想交叉比的误差值的绝对值；
Direct表示调整方向，为1或－1；
A为预设的调整步长基数。
实际应用中，驱动器通过设置无符号十六位数表示当前的偏置电压。例如，驱动器的偏置电压范围为0-2.5V，而设置的无符号十六位数范围为0-0xFFFF，即当设置数为0时，驱动器的偏置电压为0V，当设置数为0xFFFF时，驱动器的偏置电压为2.5V，两者成线性关系。
其中，Offset是对驱动器设置的值进行调整的调整步长。
当前的Direct值与上一次的Direct值有关。具体的，当|Err-cur|与|Err-last|的差值(|Err-cur|-|Err-last|)大于0时，当前的调整方向与上一次的调整方向相反，而当|Err-cur|与|Err-last|的差值小于0时，当前的调整方向与上一次的调整方向相同，|Err-last|为上一次的眼图交叉比与理想交叉比的误差值的绝对值。
例如，上一次的|Err-last|为20％，上一次的Direct值为1；这样，在当前的|Err-cur|为25％时，由于25％-20％＝5％大于0，所以，当前的Direct值为－1，而在当前的|Err-cur|为15％时，由于15％-20％＝-5％小于0，则当前的Direct值为1。
A是与驱动器灵敏度有关的调整步长基数，在预设时，可通过预搜索过程，得到合适的调整步长基数，保证较短的调试时间。
在本发明具体实施例中，所述理想交叉比为50％，但本发明不对其进行限定，可根据需求的不同进行不同的选择。
参阅图4所示，本发明实施例还提供一种电眼调试装置，包括：
获取模块41，用于获取经光调制分析仪分析得到的一光信号的眼图交叉比，所述光信号是一电信号经驱动器驱动放大和光调制器调制得到；
计算模块42，用于计算所述眼图交叉比与理想交叉比的误差值；
调整模块43，用于利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整，以使所述光信号的眼图交叉比接近理想交叉比。
本发明实施例的电眼调试装置，通过自动获取经光调制分析仪分析得到的一光信号的眼图交叉比，计算所述眼图交叉比与理想交叉比的误差值，并利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整，相较于传统的人工电眼调试方法，避免了人工操作引入的不可避免的误差，既保证电眼调试的准确性，又提高电眼调试效率。
在本发明具体实施例中，所述电眼调试装置还包括：
第一判断模块，用于判断所述误差值是否大于一误差阈值；
计数模块，用于在所述误差值小于等于所述误差阈值时，对判定成功次数进行加一，在所述误差值大于所述误差阈值时，对判定成功次数进行清零，所述判定成功次数的初值为零；
第二判断模块，用于判断所述判定成功次数是否小于判定成功次数阈值；
所述调整模块具体用于在所述判定成功次数小于所述判定成功次数阈值时，利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整。
这样，通过设置所述误差阈值及判定成功次数阈值，既保证调整精度，也能及时了解调整的进度。
在本发明具体实施例中，所述调整模块具体用于根据公式一，对所述驱动器的偏置电压进行调整；
其中，公式一为：offset＝|Err-cur|×Direct×A
Offset为调整步长；
|Err-cur|为当前眼图交叉比与理想交叉比的误差值的绝对值；
Direct表示调整方向，为1或－1；
A为预设的调整步长基数。
其中，Offset是对驱动器设置的值进行调整的调整步长。
当前的Direct值与上一次的Direct值有关。具体的，当|Err-cur|与|Err-last|的差值(|Err-cur|-|Err-last|)大于0时，当前的调整方向与上一次的调整方向相反，而当|Err-cur|与|Err-last|的差值小于0时，当前的调整方向与上一次的调整方向相同，|Err-last|为上一次的眼图交叉比与理想交叉比的误差值的绝对值。
例如，上一次的|Err-last|为20％，上一次的Direct值为1；这样，在当前的|Err-cur|为25％时，由于25％-20％＝5％大于0，所以，当前的Direct值为－1，而在当前的|Err-cur|为15％时，由于15％-20％＝-5％小于0，则当前的Direct值为1。
其中，所述理想交叉比为50％。
下面通过具体的实施例，对本发明的电眼调试方法进行详细的介绍。
参见图5所示，为本发明具体实施例使用的电眼调试系统，包括：
MACOM驱动器，内置三级宽带放大器，以有充足的可调节范围，且具有四路输出，分别为XI、XQ、YI和YQ的25G高速信号；
PM-QPSK光调制器，通过可调光源ITLA将电信号调制为光信号，主要完成XI、XQ、YI和YQ四路信号的偏置控制，使得XI和XQ两通道π/2相位控制，YI和YQ两通道π/2相位控制；
PS200光调制分析仪，分析光信号特性，分别得到四路光信号的眼图交叉比；以及
PC机，通过对从光调制分析仪得到的数据进行分析，对驱动器的偏置电压进行调整，例如借助驱动器的外围控制系统(微控制器MCU和可编程控制门阵列FPGA)。
如图6所示，具体的电眼调试过程如下：
S601：打开驱动器XI、XQ、YI和YQ中的一路输出；
S602：获取经光调制分析仪分析得到的光信号的眼图交叉比；
S603：计算所述眼图交叉比与理想交叉比的误差值；
S604：判断所述误差值的绝对值是否大于误差阈值；
S605：在所述误差值小于等于所述误差阈值时，对判定成功次数进行加一，在所述误差值大于所述误差阈值时，对判定成功次数进行清零，所述判定成功次数的初值为零；
S606：判断所述判定成功次数是否小于判定成功次数阈值；
S607：如果小于判定成功次数阈值，利用公式一对驱动器的偏置电压进行调整，并重新开始执行S602；
S608：如果大于等于判定成功次数阈值，判断驱动器的四路输出是否全部调试完成；如果没有，执行S601进行其他路输出的调试，否则，调试结束。
下面，通过具体的实例对本发明进行详述。
实例一
对XI路信号进行调试，误差阈值为0.5％，判定成功次数阈值为3，理想交叉比为50％，驱动器设置初值为0x9FE5(40933)，预设的调整步长基数A为10000，上一次的Direct为1，上一次的眼图交叉比与理想交叉比的误差值的绝对值|Err-last|为20％。
S11：获取当前光信号的眼图交叉比75％；
S12：计算所述眼图交叉比与理想交叉比的误差值，
Err-cur＝75％-50％＝25％；
S13：|Err-cur|＝25％＞0.5％，判定成功次数进行清零；
S14：判定成功次数0小于判定成功次数阈值3，对驱动器的偏置电压进行调整
S15：|Err-cur|－|Err-last|＝25％－20％＝5％，由于5％＞0，故当前的调整方向与上一次的调整方向相反，即Direct为－1；
S16：计算调整步长：offset＝|Err-cur|×Direct×A
＝25％×(－1)×10000＝－2500；
S17：利用所述调整步长对驱动器进行调整；
重复执行上述步骤，直至判定成功次数大于等于判定成功次数阈值3。
其中，具体的offset值的变化过程及眼图交叉比的变化过程如下表一：
交叉比 75％ 60％ 53％ 51.5％ 50.6 50.4 50.1 49.95
Offset -2500 -1000 -300 -150 -60 -40 -10 -5
表一
实例二
对YI路信号进行调试，误差阈值为0.5％，判定成功次数阈值为3，理想交叉比为50％，驱动器设置初值为0xC700(50944)，预设的调整步长基数A为25600，上一次的Direct为－1，上一次的眼图交叉比与理想交叉比的误差值的绝对值|Err-last|为40％。
S21：获取当前光信号的眼图交叉比20％；
S22：计算所述眼图交叉比与理想交叉比的误差值，
Err-cur＝20％－50％＝－30％；
S23：|Err-cur|＝30％＞0.5％，判定成功次数进行清零；
S24：判定成功次数0小于判定成功次数阈值3，对驱动器的偏置电压进行调整
S25：|Err-cur|－|Err-last|＝30％－40％＝－10％，由于－10％＜0，故当前的调整方向与上一次的调整方向相同，即Direct仍然为－1；
S26：计算调整步长：offset＝|Err-cur|×Direct×A
＝30％×(－1)×25600＝－7680；
S27：利用所述调整步长对驱动器进行调整；
重复执行上述步骤，直至判定成功次数大于等于判定成功次数阈值3。
其中，具体的offset值的变化过程及眼图交叉比的变化过程如下表二：
交叉比 90％ 20％ 17％ 48％ 49％ 49.7 49.9 49.98
Offset -10240 -7680 +8448 +512 +256 +76 +25 +5
表二
实例三
对YQ路信号进行调试，误差阈值为0.5％，判定成功次数阈值为3，理想交叉比为50％，驱动器设置初值为0xFE00(65024)，预设的调整步长基数A为25600，上一次的Direct为1，上一次的眼图交叉比与理想交叉比的误差值的绝对值|Err-last|为45％。
S31：获取当前光信号的眼图交叉比90％；
S32：计算所述眼图交叉比与理想交叉比的误差值，
Err-cur＝90％－50％＝40％；
S33：|Err-cur|＝40％＞0.5％，判定成功次数进行清零；
S34：判定成功次数0小于判定成功次数阈值3，对驱动器的偏置电压进行调整
S35：|Err-cur|－|Err-last|＝40％－45％＝－5％，由于－5％＜0，故当前的调整方向与上一次的调整方向相同，即Direct仍然为1；
S36：计算调整步长：offset＝|Err-cur|×Direct×A
＝40％×1×25600＝10240；
S37：利用所述调整步长对驱动器进行调整；
重复执行上述步骤，直至判定成功次数大于等于判定成功次数阈值3。
其中，具体的offset值的变化过程及眼图交叉比的变化过程如下表三：
交叉比 90％ 20％ 30％ 35％ 41％ 47％ 49％ 49.6％ 49.7 49.8
Offset 10240 7680 5120 3840 2304 968 256 102 76 50
表三
通过上述三个实例可知，本发明实施例的电眼调试方法可以使光信号的眼图交叉比快速地调整到理想交叉比，并选择合适的调整步长和调整方向，既保证电眼调试的准确性，又提高电眼调试效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电眼调试方法，其特征在于，包括：
获取经光调制分析仪分析得到的一光信号的眼图交叉比，所述光信号是一电信号经驱动器驱动放大和光调制器调制得到；
计算所述眼图交叉比与理想交叉比的误差值；判断所述误差值的绝对值是否大于一误差阈值；在所述误差值小于等于所述误差阈值时，对判定成功次数进行加一，在所述误差值大于所述误差阈值时，对判定成功次数进行清零，所述判定成功次数的初值为零；
判断所述判定成功次数是否小于判定成功次数阈值，如果判定成功次数小于判定成功次数阈值时，利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整，以使所述光信号的眼图交叉比接近理想交叉比。
2.根据权利要求1所述的电眼调试方法，其特征在于，所述利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整的步骤包括：
根据公式一，对所述驱动器的偏置电压进行调整；
其中，公式一为：Offset＝|Err-cur|×Direct×A
Offset为调整步长；
|Err-cur|为当前眼图交叉比与理想交叉比的误差值的绝对值；
Direct表示调整方向，为1或－1；
A为预设的调整步长基数。
3.根据权利要求1-权利要求2中任一所述的电眼调试方法，其特征在于，所述理想交叉比为50％。
4.一种电眼调试装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取经光调制分析仪分析得到的一光信号的眼图交叉比，所述光信号是一电信号经驱动器驱动放大和光调制器调制得到；
计算模块，用于计算所述眼图交叉比与理想交叉比的误差值；
调整模块，用于利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整，以使所述光信号的眼图交叉比接近理想交叉比；
第一判断模块，用于判断所述误差值是否大于一误差阈值；
计数模块，用于在所述误差值小于等于所述误差阈值时，对判定成功次数进行加一，在所述误差值大于所述误差阈值时，对判定成功次数进行清零，所述判定成功次数的初值为零；
第二判断模块，用于判断所述判定成功次数是否小于判定成功次数阈值；
所述调整模块具体用于在所述判定成功次数小于所述判定成功次数阈值时，利用所述误差值，对所述驱动器的偏置电压进行调整。
5.根据权利要求4所述的电眼调试装置，其特征在于，所述调整模块具体用于根据公式一，对所述驱动器的偏置电压进行调整；
其中，公式一为：Offset＝|Err-cur|×Direct×A
Offset为调整步长；
|Err-cur|为当前眼图交叉比与理想交叉比的误差值的绝对值；
Direct表示调整方向，为1或－1；
A为预设的调整步长基数。
6.根据权利要求4-权利要求5任一所述的电眼调试装置，其特征在于，所述理想交叉比为50％。
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