CN113114376B - 基于调相调制的调顶信号的光模块及通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光通信技术领域，提供一种基于调相调制的调顶信号的光模块及通信方法。所述基于调相调制的调顶信号的光模块，包括发射组件和接收组件，所述发射组件包括：电信号输入模块，用于输入电信号；光驱动模块，用于对输入的所述电信号进行处理；主控模块，用于控制所述光驱动模块，以及产生调相调制的调顶信号；光发射次模块，与所述光驱动模块和所述主控模块信号连接，用于将所述光驱动模块处理后的电信号和所述主控模块产生的调顶信号转换成一路光信号。本发明采用调相调制的调顶信号，受衰减和噪声干扰的影响较小，可降低调顶信号的误码率，提高信号抗干扰性。

Description

基于调相调制的调顶信号的光模块及通信方法
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，具体地涉及一种基于调相调制的调顶信号的光模块以及一种基于调相调制的调顶信号的通信方法。
背景技术
调顶信号也叫导频音、低频微扰信号、过调制信号，是指通过调顶的方式来生成一个低速的光随路信号，并加载在波长通道的主信号上，用于实现波长的监控以及传输光随路开销等。调顶信号可加载在波分复用系统光发送端的波长信号上，每个波长上叠加不同频率的调顶信号，接收端可以通过检测调顶信号的频率获取波长信息。由于在发送端叠加的调顶信号具有特定的调制深度，即调顶信号与波长信号的分量比是恒定的，因此可以通过检测调顶信号的功率得到对应的波长。
目前主要采用调幅、调频技术来调制调顶信号，而调幅调制、调频调制都存在一定的缺陷。调幅解调时需要一个门限，而信号在远距离传输时会有一定的衰减，再加上噪声的干扰，因此容易判错，误码率较高。调频调制需要判断频率，在远距离传输时，载波传输路径不可避免的存在容性和感性，在感性和容性不固定时信号的某一频段会衰减得厉害，对调频信号造成影响，因此调频调制的抗干扰性不强。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于调相调制的调顶信号的光模块，以降低调顶信号的误码率，提高抗干扰性。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种基于调相调制的调顶信号的光模块，包括发射组件和接收组件，所述发射组件包括：
电信号输入模块，用于输入电信号；
光驱动模块，用于对输入的所述电信号进行处理；
主控模块，用于控制所述光驱动模块，以及产生调相调制的调顶信号；
光发射次模块，与所述光驱动模块和所述主控模块信号连接，用于将所述光驱动模块处理后的电信号和所述主控模块产生的调顶信号转换成一路光信号。
可选的，所述主控模块为微控制单元。
可选的，所述微控制单元设有GPIO接口，通过所述GPIO接口产生调相调制的调顶信号。
可选的，所述GPIO接口产生的调顶信号为正弦波。
可选的，所述正弦波对应二进制编码“1”和“0”，其中对应二进制编码“1”的正弦波的相位与对应“0”的正弦波的相位相差180度。
可选的，所述电信号输入模块输入的电信号携带主业务信息，所述主控模块产生的调顶信号携带监控信息。
可选的，所述光发射次模块发射的光的波长与载波频率按照匹配表进行匹配。
可选的，所述接收组件包括解调模块，所述解调模块用于对接收到的光信号进行解调。
本发明另一方面提供一种基于调相调制的调顶信号的通信方法，所述方法包括：
通过发送端将监控信息调相调制成调顶信号；
将调顶信号与携带主业务信息的电信号转换成一路光信号并发送；
通过接收端对接收到的光信号进行解调，获取所述光信号中的监控信息。
可选的，通过所述发送端的光模块的微控制单元将监控信息调相调制成调顶信号。
本发明的光模块采用调相调制的调顶信号，其频率是确定的，占用的频带宽度比调频调制的调顶信号小很多，因此受衰减和噪声干扰的影响较小，可降低调顶信号的误码率，提高信号抗干扰性。此外，本发明将监控信号通过相位调制形成调顶信号加载到承载主业务信号的包络上，与主业务信号共享光缆和通道资源，不需要额外的调制模块，降低光模块的制造成本。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明实施例提供的基于调相调制的调顶信号的光模块的框图；
图2是本发明实施例提供的对调顶信号进行相位调制后的波形示意图；
图3是本发明实施例提供的基于调相调制的调顶信号的通信方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
本文所述的“连接”用于表述两个部件之间的电功率连接或信号连接；“连接”可以是两个元件的直接连接，也可以是通过中间媒介(例如导线)相连，还可以是通过第三个元件实现的间接连接。本文所述的“信号连接”用于表述两个部件之间的信号连接，例如控制信号和反馈信号。
图1是本发明实施例提供的基于调相调制的调顶信号的光模块的框图。如图1所示，本实施例提供一种基于调相调制的调顶信号的光模块，包括发射组件和接收组件，所述发射组件包括电信号输入模块、光驱动模块、主控模块以及光发射次模块(TransmitterOptical Subassembly，TOSA)。所述电信号输入模块用于输入携带主业务信息的电信号。所述光驱动模块用于对输入的所述电信号进行处理。所述主控模块用于控制所述光驱动模块，以及产生调相调制的调顶信号，所述调顶信号携带有监控信息。所述光发射次模块与所述光驱动模块和所述主控模块信号连接，用于将所述光驱动模块处理后的电信号(即半导体激光器信号，简称LD信号)和所述主控模块产生的调顶信号转换成一路光信号，并发送所述光信号。所述接收组件包括解调模块，所述解调模块用于对接收到的光信号进行解调。
现有的光模块通常是密集波分复用(Metro Wave Division Multiplexing，以下简称MWDM)光模块。MWDM光模块由激光器驱动芯片、光发射次组件(Transmitter OpticalSubassembly，TOSA)、跨导放大器、限幅放大器、镜像电流电路、TEC热电制冷温度控制电路、雪崩光电二极管、雪崩光电二极管升压电路、光接收组件等组成。
本实施例的光模块是智能型光模块，在现有的MWDM光模块基础上增加调相调制技术，其主控模块采用微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，所述微控制单元设有GPIO接口，通过所述GPIO接口产生调相调制的调顶信号。本发明的光模块将监控信号通过相位调制形成调顶信号加载到承载主业务信号的包络上，与主业务信号共享光缆和通道资源，不需要额外的调制模块，降低光模块的制造成本。更重要的是，本发明采用调相调制的调顶信号，其频率是确定的，占用的频带宽度比调频调制的调顶信号小很多，因此受衰减和噪声干扰的影响较小，可降低调顶信号的误码率，提高信号抗干扰性。
图2是本发明实施例提供的对调顶信号进行相位调制后的波形示意图。如图2所示，光模块的微控制单元通过GPIO接口产生的调顶信号为正弦波信号，二进制编码“1”和“0”分别对应不同的正弦波波形，其中对应二进制编码“1”的正弦波的相位与对应“0”的正弦波的相位相差180度。
调顶信号的实现是通过在主业务信号上寄生其它信息，类似寄生虫，会对宿主造成一定的影响。然而，光通信的主要任务是传输业务信号(即主信号)，如果调顶信号太强，则扰动太大，会对业务信号的波形造成破坏，对业务信号的信噪比OSNR、消光比等参数产生不利影响，使接收器的灵敏度降低。如果调顶信号的强度不够，调顶信号就会受EDFA增益动态特性的影响，最终被过虑掉。因此，调顶信号频率应处于10KHz到1MHz之间，业务信号的波长应与载波频率相匹配。
本实施例中，所述光发射次模块包括激光器，所述激光器发射的光的波长与载波频率按照匹配表进行匹配。波长与载波频率的匹配表如下：
Figure BDA0002995147150000051
图3是本发明实施例提供的基于调相调制的调顶信号的通信方法的流程图。如图3所示，本实施例提供一种基于调相调制的调顶信号的通信方法，包括以下步骤：
S1、通过发送端将监控信息调相调制成调顶信号。具体的，通过发送端的光模块的微控制单元将监控信号调相调制成调顶信号，所述调顶信号为正弦波信号，二进制编码“1”和“0”分别对应不同的正弦波波形，其中对应二进制编码“1”的正弦波的相位与对应“0”的正弦波的相位相差180度。
S2、将所述调顶信号与携带主业务信息的电信号转换成一路光信号并发送。具体的，通过光模块的光发射次模块将调顶信号与携带主业务信息的电信号(例如半导体激光器信号)转换成一路光信号。
S3、通过接收端对接收到的光信号进行解调，获取所述光信号中的监控信息。获取的监控信息例如状态、温度、电压、电流、光功率等信息，将这些监控信息上报至外部监控系统，以判断光模块工作是否正常。
本发明的基于调相调制的调顶信号的通信方法，将调相调制的调顶信号与主业务信号调制成一路光信号进行传输，调相调制的调顶信号的频率是确定的，占用的频带宽度比调频调制的调顶信号小很多，因此受衰减和噪声干扰的影响较小，可降低调顶信号的误码率，提高信号抗干扰性。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于调相调制的调顶信号的光模块，包括发射组件和接收组件，其特征在于，所述发射组件包括：
电信号输入模块，用于输入电信号；
光驱动模块，用于对输入的所述电信号进行处理；
主控模块，用于控制所述光驱动模块，以及产生调相调制的调顶信号；
光发射次模块，与所述光驱动模块和所述主控模块信号连接，用于将所述光驱动模块处理后的电信号和所述主控模块产生的调顶信号转换成一路光信号；
所述主控模块为微控制单元，所述微控制单元设有GPIO接口，通过所述GPIO接口产生调相调制的调顶信号。
2.根据权利要求1所述的基于调相调制的调顶信号的光模块，其特征在于，所述GPIO接口产生的调顶信号为正弦波。
3.根据权利要求2所述的基于调相调制的调顶信号的光模块，其特征在于，所述正弦波对应二进制编码“1”和“0”，其中对应二进制编码“1”的正弦波的相位与对应“0”的正弦波的相位相差180度。
4.根据权利要求1所述的基于调相调制的调顶信号的光模块，其特征在于，所述电信号输入模块输入的电信号携带主业务信息，所述主控模块产生的调顶信号携带监控信息。
5.根据权利要求1所述的基于调相调制的调顶信号的光模块，其特征在于，所述光发射次模块发射的光的波长与载波频率按照匹配表进行匹配。
6.根据权利要求1所述的基于调相调制的调顶信号的光模块，其特征在于，所述接收组件包括解调模块，所述解调模块用于对接收到的光信号进行解调。
7.一种基于调相调制的调顶信号的通信方法，其特征在于，所述方法包括：
通过发送端将监控信息调相调制成调顶信号；
将所述调顶信号与携带主业务信息的电信号转换成一路光信号并发送；
通过接收端对接收到的光信号进行解调，获取所述光信号中的监控信息；
所述通过发送端将监控信息调相调制成调顶信号，包括：
通过所述发送端的光模块的微控制单元将监控信息调相调制成调顶信号，所述调相调制的调顶信号是由所述微控制单元的GPIO接口产生的。
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