CN112737697A - 一种快速控制可调光放大单元的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种快速控制可调光放大单元的方法，包括：将可调光放大单元的控制参数按照控制步进分成H和L两个序列，标定每个可调光放大单元控制参数下的增益；通过光接收器件获取可调光放大单元的输出光功率强度并反馈给控制模块，控制模块根据光接收器件反馈的可调光放大单元的输出光功率强度与目标光功率强度的差值得到增益变化的幅度ΔG；通过控制模块查询标定增益获得相应控制参数，控制可调光放大单元调整。本发明通过可调光放大单元输出光信号强度与目标强度间的增益差异直接调整可调光放大单元，控制速度快，调整后的光信号实际强度与目标强度误差小，且标定可调光放大单元参数的数据量小，无需复杂的运算控制，便于MCU实现。

Description

一种快速控制可调光放大单元的方法

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体而言，涉及一种快速控制可调光放大单元的方法。

背景技术

在长距离光传输系统中，由于光传输链路衰减大，接收信号弱，普通光接收机很难满足信号质量要求，为此，通常会采用在光接收机前端增加可调光放大单元，以期提高光接收机信号质量，满足长距离传输要求。

针对上述问题，通常做法是分级逐次调整VOA和SOA，使可调光放大单元输出的光信号强度逐步趋近理想值，这种方法控制简单，但一旦光线路发生变化，则调整时间较长。而由于在不同时期，光线路可能发生较大变化，此时需要可调光放大单元快速做出调整，增大或减小增益，避免出现线路误码、链路倒换等现象。

因此如何提高调整速度成为控制可调光放大单元的首要目标。

申请内容

本发明的目的在于提供一种快速控制可调光放大单元的方法，以解决现有技术存在的调整时间长，数据量多，运算量大的技术问题。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：一种快速控制可调光放大单元的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将可调光放大单元的控制参数按预设步进值分成H和L两个序列，标定每个可调光放大单元控制参数下的增益；

步骤二：通过光接收器件获取可调光放大单元的输出光功率强度并反馈给控制模块，控制模块根据光接收器件反馈的可调光放大单元的输出光功率强度与目标光功率强度的差值得到增益变化的幅度ΔG；

步骤三：通过控制模块查询标定增益获得相应控制参数，控制可调光放大单元调整。

根据一种优选实施方式，步骤一进一步包括：

可调光放大单元的增益根据VOA和SOA不同控制参数按照增益变化从大到小的的顺序分成H{GH₀,GH₁,…,GH_i}和L{GL₀,GL₁,…,GL_i}序列并分别标定，序列中的元素分别对应不同控制参数下可调光放大单元的标定增益值；

其中，i为序列长度。

根据一种优选实施方式，步骤一中具体标定方法为：

VOA分别工作在H序列和L序列对应的控制电压，SOA按照控制电流从大到小等分步进调整，分别标定对应的增益。

根据一种优选实施方式，所述通过控制模块查询标定增益获得相应控制参数步骤中：

根据可调光放大单元在当前控制参数下的标定增益GH_m或GL_n以及ΔG，得到可调光放大单元需要调整到达的预期增益G_a＝GH_m+ΔG或G_b＝GL_n+ΔG，用以获得相应控制参数。

根据一种优选实施方式，所述控制可调光放大单元调整步骤中包括：

当控制参数在H序列，并且G_a＞GH₀时，说明预期增益超过可调光放大单元的最大增益，不需要调整；

当控制参数在H序列，并且GL₀＜G_a≤GH₀时，在H序列查询与G_a最接近的GH_k，调整控制参数为H{GH_k}，使得输出光功率强度与目标光功率强度接近；

当控制参数在H序列，并且G_a≤GL₀时，则在L序列查询与G_a最接近的GL_k，调整控制参数为L{GL_k}，使得输出光功率强度与目标光功率强度接近。

根据一种优选实施方式，所述控制可调光放大单元调整步骤中还包括：

当控制参数在L序列，并且G_b＜GL_i时，说明预期增益已经小于可调光放大单元的最小增益，不需要调整；

当控制参数在L序列，并且GL_i≤G_b≤GL₀时，在L序列查询与G_b最接近的GL_k，调整控制参数为L{GL_k}，使得输出光功率强度与目标光功率强度接近；

当控制参数在L序列，并且G_b＞GL₀时，则在H序列查询与G_b最接近的GH_k，调整控制参数为H{GH_k}，使得输出光功率强度与目标光功率强度接近。

根据一种优选实施方式，所述增益变化的幅度ΔG设有回滞区间ΔP，当ΔG在预设回滞区间ΔP之间时，即-ΔP≤ΔG≤+ΔP时，不需要调整控制参数，用以避免可调光放大单元在目标强度值左右来回调整。

根据一种优选实施方式，所述控制可调光放大单元调整步骤中：

判断所述可调光放大单元的输出光功率强度是否为初始光强度值，

如果所述可调光放大单元的输出光功率强度为初始光强度值，控制模块输出控制参数L{GL_i}至可调光放大单元，使其工作在最小增益处，用以保护可调光放大单元。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：通过本发明提供的方法对可调光放大单元进行控制时，通过可调光放大单元输出光信号强度与目标强度间的增益差异直接调整可调光放大单元，控制速度快，调整后的光信号实际强度与目标强度误差小，且标定可调光放大单元参数的数据量小，无需复杂的运算控制，便于MCU实现。在效果上能够实现可调光放大单元的快速控制，使得，在光线路发生变化时，更快速做出适应性调整，从而改善线路误码率、链路倒换率等重要性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的方法流程图；

图2为本发明实施例1提供的控制可调光放大单元调整的流程示意图。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

实施例1

本实施例提供一种快速控制包括VOA和SOA的可调光放大单元的方法，该方法主要用于需要对光信号进行放大，且要求放大增益快速调整，保持输出光信号稳定的场合，本方法包括以下步骤：

步骤一：将可调光放大单元的控制参数按预设步进值分成H和L两个序列，标定每个可调光放大单元控制参数下的增益；

进一步的，可调光放大单元的增益根据VOA和SOA不同控制参数按照增益变化从大到小的的顺序分成H{GH₀,GH₁,…,GH_i}和L{GL₀,GL₁,…,GL_i}序列并分别标定，序列中的元素分别对应不同控制参数下可调光放大单元的标定增益值，可以理解的是，本实施例通过上述设置可以同时控制VOA和SOA；

其中，i为序列长度，VOA控制参数一般为电压，SOA控制参数一般为电流，VOA和SOA组合的不同控制参数可以实现该可调光放大单元的不同增益。

进一步的，H序列和L序列对应VOA的两种控制电压，H序列和L序列按照SOA的控制电流从大到小排列，其元素对应可调光放大单元的不同标定增益。

进一步的，具体标定方法为：VOA分别工作在H序列和L序列对应的控制电压，SOA按照控制电流从大到小等分步进调整，分别标定对应的增益。

可以理解的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，VOA控制电压可以根据实际情况确定，SOA控制电流根据实际情况也可以不等分。

步骤二：通过光接收器件获取可调光放大单元的输出光功率强度并反馈给控制模块，在本实施例中，无需获取输入光功率；控制模块根据光接收器件反馈的可调光放大单元的输出光功率强度P_out与目标光功率强度P_obj的差值得到增益变化的幅度ΔG，其中，ΔG＝P_obj-P_out。

步骤三：通过控制模块查询标定增益获得相应控制参数，具体的，控制模块获取可调光放大单元的输出光功率强度P_out，根据可调光放大单元在当前控制参数下的标定增益GH_m或GL_n以及ΔG，得到可调光放大单元需要调整到达的预期增益，其中预期增益G_a＝GH_m+ΔG或G_b＝GL_n+ΔG，控制单元根据求得的预期增益，获得相应控制参数，输出相应控制参数以控制可调光放大单元调整。可以理解的是，通过本实施例上述所提供的快速控制包括VOA和SOA的可调光放大单元的方法，能够实现输出光强度快速调整到目标强度值，避免由于光信号出现过强或过弱，导致光接收机误码的现象。

具体的，控制可调光放大单元调整如下所述：

当控制参数在H序列，并且G_a＞GH₀时，说明预期增益超过可调光放大单元的最大增益，不需要调整；

当控制参数在H序列，并且GL₀＜G_a≤GH₀时，在H序列查询与G_a最接近的GH_k，调整控制参数为H{GH_k}，使得输出光功率强度与目标光功率强度接近；

当控制参数在H序列，并且G_a≤GL₀时，则在L序列查询与G_a最接近的GL_k，调整控制参数为L{GL_k}，使得输出光功率强度与目标光功率强度接近；

当控制参数在L序列，并且G_b＜GL_i时，说明预期增益已经小于可调光放大单元的最小增益，不需要调整；

当控制参数在L序列，并且GL_i≤G_b≤GL₀时，在L序列查询与G_b最接近的GL_k，调整控制参数为L{GL_k}，使得输出光功率强度与目标光功率强度接近；

当控制参数在L序列，并且G_b＞GL₀时，则在H序列查询与G_b最接近的GH_k，调整控制参数为H{GH_k}，使得输出光功率强度与目标光功率强度接近。

进一步的，增益变化的幅度ΔG设有回滞区间ΔP，当ΔG在预设回滞区间ΔP之间时，即-ΔP≤ΔG≤+ΔP时，不需要调整控制参数，用以避免可调光放大单元在目标强度值左右来回调整。

进一步的，还包括判断可调光放大单元的输出光功率强度是否为初始光强度值，如果所述可调光放大单元的输出光功率强度为初始光强度值，控制模块输出控制参数L{GL_i}至可调光放大单元，使其工作在最小增益处，用以保护可调光放大单元。

下面针对控制可调光放大单元调整进行举例说明：

参阅图2所示，示出控制可调光放大单元调整的流程，具体如下：

首先，控制器根据可调光放大单元的输出光强度P_out与目标光强度P_obj的差值得到增益变化的幅度ΔG＝P_obj-P_out。

进一步的，判断增益变化的幅度ΔG是否在预设回滞区间ΔP之间，即，-ΔP≤ΔG≤+ΔP是否成立，若ΔG在预设回滞区间ΔP之间，表明无需调整控制参数，流程结束；

若ΔG不在预设回滞区间ΔP之间，进一步的判断可调光放大单元的当前控制参数是否在L序列或H序列，本实施例以是否在L序列进行举例说明：

若可调光放大单元的当前控制参数在L序列，进一步的判断预期增益G_b是否小于可调光放大单元的最小增益GL_i，若预期增益G_b小于可调光放大单元的最小增益GL_i，即G_b＜GL_i，流程结束，控制器保持原控制参数，等待下一次调整。

若预期增益G_b大于可调光放大单元的最小增益GL_i，进一步判断预期增益G_b是否小于可调光放大单元的最大增益GL₀，若预期增益G_b大于最小增益GL_i且小于最大增益GL₀，即，GL_i≤G_b≤GL₀，控制器在L序列查询与预期增益G_b最接近的增益GL_k，调整控制参数为L{GL_k}，流程结束，结束本次调整，并等待下一次调整。

若预期增益G_b大于最大增益GL₀，控制器在则在H序列查询与G_b最接近的增益GH_k，控制器调整控制参数为H{GH_k}，结束本次调整，并等待下一次调整。

在此，关于可调光放大单元的控制参数在L序列的调整流程结束。

若可调光放大单元的当前控制参数不在L序列，即当前控制参数在H序列，进一步判断预期增益G_a是否超过可调光放大单元的最大增益GH₀，即，G_a＞GH₀，若预期增益G_a大于最大增益GH₀，则流程结束，控制器保持原控制参数，等待下一次调整。

若预期增益G_a小于或等于最大增益GH₀，进一步判断预期增益G_a是否大于最大增益GL₀，若预期增益G_a大于最大增益GL₀，即，GL₀＜G_a≤GH₀，控制器在H序列查询与预期增益G_a最接近的增益GH_k，控制器调整控制参数为H{GH_k}，流程结束，结束本次调整，并等待下一次调整。

若预期增益G_a小于或等于最大增益GL₀，即G_a≤GL₀，控制器则在L序列查询与预期增益G_a最接近的增益GL_k，控制器调整控制参数为L{GL_k}，流程结束，结束本次调整，并等待下一次调整。

在此，关于可调光放大单元的控制参数在L序列或H序列的全部调整流程结束。

根据上述实施例，对可调光放大单元进行控制时，通过可调光放大单元输出光信号强度与目标强度间的增益差异直接调整可调光放大单元，控制速度快，调整后的光信号实际强度与目标强度误差小，且标定可调光放大单元参数的数据量小，无需复杂的运算控制，便于MCU实现。在效果上能够实现可调光放大单元的快速控制，使得，在光线路发生变化时，更快速做出适应性调整，从而改善线路误码率、链路倒换率等重要性能。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种快速控制可调光放大单元的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将可调光放大单元的控制参数按预设步进值分成H和L两个序列，标定每个可调光放大单元控制参数下的增益；

步骤二：通过光接收器件获取可调光放大单元的输出光功率强度并反馈给控制模块，控制模块根据光接收器件反馈的可调光放大单元的输出光功率强度与目标光功率强度的差值得到增益变化的幅度ΔG；

步骤三：通过控制模块查询标定增益获得相应控制参数，控制可调光放大单元调整。

2.如权利要求1所述的快速控制可调光放大单元的方法，其特征在于，步骤一进一步包括：

可调光放大单元的增益根据VOA和SOA不同控制参数按照增益变化从大到小的的顺序分成H{GH₀,GH₁,…,GH_i}和L{GL₀,GL₁,…,GL_i}序列并分别标定，序列中的元素分别对应不同控制参数下可调光放大单元的标定增益值；

其中，i为序列长度。

3.如权利要求1所述的快速控制可调光放大单元的方法，其特征在于，步骤一中具体标定方法为：

VOA分别工作在H序列和L序列对应的控制电压，SOA按照控制电流从大到小等分步进调整，分别标定对应的增益。

4.如权利要求1所述的快速控制可调光放大单元的方法，其特征在于，所述通过控制模块查询标定增益获得相应控制参数步骤中：

根据可调光放大单元在当前控制参数下的标定增益GH_m或GL_n以及ΔG，得到可调光放大单元需要调整到达的预期增益G_a＝GH_m+ΔG或G_b＝GL_n+ΔG，用以获得相应控制参数。

5.如权利要求1所述的快速控制可调光放大单元的方法，其特征在于，所述控制可调光放大单元调整步骤中包括：

当控制参数在H序列，并且G_a＞GH₀时，说明预期增益超过可调光放大单元的最大增益，不需要调整；

当控制参数在H序列，并且GL₀＜G_a≤GH₀时，在H序列查询与G_a最接近的GH_k，调整控制参数为H{GH_k}，使得输出光功率强度与目标光功率强度接近；

当控制参数在H序列，并且G_a≤GL₀时，则在L序列查询与G_a最接近的GL_k，调整控制参数为L{GL_k}，使得输出光功率强度与目标光功率强度接近。

6.如权利要求1所述的快速控制可调光放大单元的方法，其特征在于，所述控制可调光放大单元调整步骤中还包括：

当控制参数在L序列，并且G_b＜GL_i时，说明预期增益已经小于可调光放大单元的最小增益，不需要调整；

当控制参数在L序列，并且GL_i≤G_b≤GL₀时，在L序列查询与G_b最接近的GL_k，调整控制参数为L{GL_k}，使得输出光功率强度与目标光功率强度接近；

当控制参数在L序列，并且G_b＞GL₀时，则在H序列查询与G_b最接近的GH_k，调整控制参数为H{GH_k}，使得输出光功率强度与目标光功率强度接近。

7.如权利要求1所述的快速控制可调光放大单元的方法，其特征在于，所述增益变化的幅度ΔG设有回滞区间ΔP，当ΔG在预设回滞区间ΔP之间时，即-ΔP≤ΔG≤+ΔP时，不需要调整控制参数，用以避免可调光放大单元在目标强度值左右来回调整。

8.如权利要求1所述的快速控制可调光放大单元的方法，其特征在于，所述控制可调光放大单元调整步骤中：

判断所述可调光放大单元的输出光功率强度是否为初始光强度值，

如果所述可调光放大单元的输出光功率强度为初始光强度值，控制模块输出控制参数L{GL_i}至可调光放大单元，使其工作在最小增益处，用以保护可调光放大单元。

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