CN114915347B - 波长可调谐光模块及其波长自动适配方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种波长可调谐光模块及其波长自动适配方法，波长可调谐光模块包括电接口单元、合分波器、探测器、信号放大器、控制器、驱动组件和多个激光器；控制器被配置成：对接收到的电信号进行滤波处理；基于滤波处理后的电信号，获取所述波长可调谐光模块接收到的光信号中携带的对端发射波长；获取与对端发射波长相对应的本端发射波长，记为期望波长；检测驱动组件当前所驱动的激光器的发射波长是否与期望波长相匹配；基于检测结果，保持波长可调谐光模块的本端发射波长不变，或者切换波长可调谐光模块的本端发射波长。减少了控制器与驱动组件之间的数据交互次数，从整体上提高了波长可调谐光模块的光通信效率和稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及光通信的技术领域，尤其涉及波长可调谐光模块及其波长自动适配方法。
背景技术
在传统WDM系统中，光模块常采用固定波长激光器。这导致当波长数量增加时，需要向每个网络节点添加更多不同波长的激光器，这无疑增加了备品备件的数量和难度，现场使用时也缺乏灵活性。
采用可调谐激光器技术的光模块可以自由配置模块输出波长，提高系统资源利用率，提高网络节点的动态性和灵活性，减少备份模块数量和现网维护成本。目前，波长可调谐激光器主要有自由空间光外腔、DBR(Distributed Bragg Reflector，分布式布拉格反射激光器)、DFB(Distributed Feedback Laser，分布式反馈激光器)阵列等方案。虽然实现波长可调谐激光器的方案很多，但通常都需要非常复杂的光学设计和制造工艺、超高精度的控制等，存在实现难度大、成品良率低、制造成本高、体积尺寸大等问题，极大限制其应用。
专利CN110995354B公开了一种光模块，所述光模块包括：电接口单元，被配置为输出一对差分电信号；电切换单元，具有信号输入端和多路单端电信号输出端，所述信号输入端用于接收所述一对差分电信号中的至少一路差分电信号，所述多路单端电信号输出端输出多路单端电信号；光组件，包括多个激光器且所述多个激光器为多颗具有相互波长间隔的激光器；其中，所述多个激光器根据所述多路单端电信号生成多路光信号。通过增加初始波长具有相互间隔的激光器数量实现可调波长的通道数量的增加，能够发射多种波长的光信号，但其未提及波长自动适配过程。
基于此，本申请提供了一种波长可调谐光模块及其波长自动适配方法。
发明内容
本申请的目的在于提供波长可调谐光模块及其波长自动适配方法，基于接收到的光信号中携带的对端发射波长自动调整激光器的本端发射波长。
本申请的目的采用以下技术方案实现：
第一方面，本申请提供了一种波长可调谐光模块，所述波长可调谐光模块包括电接口单元、合分波器、探测器、信号放大器、控制器、驱动组件和多个激光器，每个所述激光器用于发射单一波长的光，任意两个所述激光器所发射的光的波长不同；
所述电接口单元连接至所述驱动组件，所述驱动组件分别与多个所述激光器连接，多个所述激光器分别连接至所述合分波器；所述合分波器、所述探测器、所述信号放大器、所述控制器和所述驱动组件顺次连接；
所述控制器被配置成：
对接收到的电信号进行滤波处理；
基于滤波处理后的电信号，获取所述波长可调谐光模块接收到的光信号中携带的对端发射波长；
获取与所述对端发射波长相对应的本端发射波长，记为期望波长；
检测所述驱动组件当前所驱动的激光器的发射波长是否与所述期望波长相匹配；
如果相匹配，则利用所述驱动组件驱动当前所驱动的激光器，以保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变；
如果不匹配，则利用所述驱动组件驱动所述期望波长所对应的激光器，以切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长。
该技术方案的有益效果在于：合分波器接收到的光信号，由探测器转换为电信号，由信号放大器进行放大，通过控制器进行滤波处理、波长识别后得到接收到的光信号中携带的对端发射波长(即合分波器接收到的对端发送的光信号的波长)，获取对端发射波长所对应的本端发射波长作为期望波长，并检测当前所驱动的激光器的发射波长是否与期望波长相匹配，如果匹配则不需要进行波长切换(即保持当前本端发射波长不变)，如果不匹配则需要切换本端发射波长。由此，设置当前本端发射波长是否匹配期望波长的检测步骤，基于不同的检测结果保持当前本端发射波长不变或者将当前本端发射波长切换为期望波长，一方面，当本端发射波长保持不变时，所驱动的激光器保持不变，针对当前驱动组件的控制保持不变，控制器不需要生成新的控制信号，另一方面，当本端发射波长需要切换为期望波长时，所驱动的激光器发生变化，控制器生成新的控制信号用于控制驱动组件，以使驱动组件基于新的控制信号驱动期望波长对应的激光器。这样，针对整个波长可调谐光模块来说，在每次接收到光信号时，都将本端发射波长调整为与本次对端发射波长相匹配，而在下一次接收到光信号时，如果对端发射波长发生变化则生成新的控制信号、调整对驱动组件的控制，如果对端发射波长不变则无需生成新的控制信号、不涉及对驱动组件的控制调整，由此减少了控制器与驱动组件之间的数据交互次数，减少了驱动组件的状态切换次数，延长了驱动组件的使用寿命，与此同时提升了对驱动组件的控制效率，从整体上提高了波长可调谐光模块的光通信效率和稳定性。
在一些可选的实施方式中，所述控制器包括顺次连接的滤波单元、波长识别单元、波长选择单元和波长配置单元；
所述滤波单元被配置成对接收到的电信号进行滤波处理；
所述波长识别单元被配置成基于滤波处理后的电信号，获取所述波长可调谐光模块接收到的光信号中携带的对端发射波长；
所述波长选择单元被配置成获取与所述对端发射波长相对应的本端发射波长，记为期望波长；检测所述驱动组件当前所驱动的激光器的发射波长是否与所述期望波长相匹配；如果相匹配，则利用所述波长配置单元保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变；如果不匹配，则利用所述波长配置单元切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长；
所述波长配置单元被配置成当保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变时，利用所述驱动组件驱动当前所驱动的激光器；当切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长时，利用所述驱动组件驱动所述期望波长所对应的激光器。
该技术方案的有益效果在于：滤波单元对信号放大器输出的接收信号进行滤波，波长识别单元获取接收信号中携带的对端发射波长，波长选择单元选择与对端发射波长相对应的本端发射波长，并由波长配置单元对激光器的发射波长进行配置并输出本端发射波长的控制信号，以使驱动组件控制与本端发射波长相对应的激光器工作、同时使其他激光器不工作，由此，控制器就能够基于对端发射波长配置本端发射波长，实现波长可调谐功能。控制器采用分体式设计，设置有顺次连接的多个单元，包括用于对电信号进行滤波处理的滤波单元、用于识别对端发射波长(接收到的光信号中携带对端发射波长信息)的波长识别单元、用于判断是否需要切换本端发射波长的波长选择单元、用于控制驱动组件的波长配置单元，通过上述多个功能单元实现控制器的多项功能，从而当部分单元出现损坏时可以进行单独更换，而不需要更换整个控制器，降低了控制器的维护成本，延长了控制器的使用寿命。
在一些可选的实施方式中，所述波长可调谐光模块还包括与所述波长选择单元连接的存储器，所述存储器存储有波长配对表，所述波长选择单元被进一步配置成采用如下方式获取所述期望波长：
从所述存储器中获取所述波长配对表；
从所述波长配对表中查询与所述对端发射波长相对应的本端发射波长，作为所述期望波长。
该技术方案的有益效果在于：利用存储器存储波长配对表，波长配对表用于指示对端发射波长和本端发射波长的匹配关系(配对关系)，由此，利用波长配对表来实现对端发射波长与本端发射波长之间的匹配，从而实现本端发射波长的精准配置。由于基于对端发射波长可以直接从波长配对表中查询得到对应的本端发射波长，数据运算量小，运算效率高，提升了波长自动适配过程的效率，进一步提升了整体光通信效率。
在一些可选的实施方式中，所述存储器与所述控制器结合为一体。
该技术方案的有益效果在于：将波长配对表配置于控制器本地，减少数据传输所需要的时间，进一步提升整个光模块的光通信效率。
在一些可选的实施方式中，所述驱动组件包括多个调制驱动器，多个所述调制驱动器分别连接至所述电接口单元，多个所述调制驱动器分别连接至所述波长配置单元，多个所述调制驱动器与多个所述激光器一一对应地连接，所述波长配置单元被进一步配置成：
当保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变时，保持多个所述调制驱动器的开关状态不变；
当切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长时，关闭当前处于打开状态的调制驱动器，并打开所述期望波长所对应的激光器的调制驱动器。
该技术方案的有益效果在于：利用多个调制驱动器来实现驱动激光器的功能，每个调制驱动器分别连接至电接口单元以接收高速数字信号，每个调制驱动器分别对应一个激光器，利用波长配置单元打开和关闭调制驱动器，实现对激光器本端发射波长的精准控制。具体而言，当波长配置单元打开激光器对应的调制驱动器时，激光器受激发光，正常工作；当波长配置单元关闭激光器对应的调制驱动器时，激光器不工作。
在一些可选的实施方式中，所述驱动组件包括信号路由单元和多个调制驱动器，所述信号路由单元连接至所述电接口单元，信号路由单元还分别连接至多个所述调制驱动器，多个所述调制驱动器分别连接至所述波长配置单元，多个所述调制驱动器与多个所述激光器一一对应地连接，所述波长配置单元被进一步配置成：
当保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变时，保持多个所述调制驱动器的开关状态不变；
当切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长时，关闭当前处于打开状态的调制驱动器，并打开所述期望波长所对应的激光器的调制驱动器。
该技术方案的有益效果在于：利用信号路由单元和多个调制驱动器来实现驱动激光器的功能，信号路由单元连接至电接口单元以接收高速数字信号，并将电接口单元输出的一路高速数字信号输出为多路高速数字信号，再分别输入至多个调制驱动器，每个调制驱动器分别对应一个激光器，波长配置单元对调制驱动器的控制与上文类似，此处不做赘述。
在一些可选的实施方式中，所述驱动组件包括调制驱动器和信号切换单元，所述调制驱动器连接至所述电接口单元，调制驱动器还连接至所述信号切换单元，所述信号切换单元连接至所述波长配置单元，所述信号切换单元的多个通道分别连接至多个所述激光器，所述波长配置单元被进一步配置成：
当保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变时，保持所述信号切换单元的多个通道的开关状态不变；
当切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长时，关闭当前处于打开状态的所述信号切换单元的通道，并打开与所述期望波长所对应的激光器相对应的所述信号切换单元的通道。
该技术方案的有益效果在于：利用调制驱动器和信号切换单元来实现驱动激光器的功能，调制驱动器连接至电接口单元以接收高速数字信号，波长配置单元输出控制信号至信号切换单元，以导通和关断信号切换单元的多个通道，使高速数字信号通过信号切换单元的导通通道输入至对应的激光器，从而实现本端发射波长切换功能。
在一些可选的实施方式中，所述驱动组件包括多个时钟数据恢复单元和多个调制驱动器，多个所述时钟数据恢复单元分别连接至所述电接口单元，多个所述时钟数据恢复单元与多个所述调制驱动器一一对应地连接，多个所述调制驱动器分别连接至所述波长配置单元，多个所述调制驱动器与多个所述激光器一一对应地连接，所述波长配置单元被进一步配置成：
当保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变时，保持多个所述调制驱动器的开关状态不变；
当切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长时，关闭当前处于打开状态的调制驱动器，并打开所述期望波长所对应的激光器的调制驱动器。
该技术方案的有益效果在于：利用多个时钟数据恢复单元和多个调制驱动器来实现驱动激光器的功能，每个时钟数据恢复单元分别对应一个调制驱动器，每个调制驱动器分别对应一个激光器，多个时钟数据恢复单元分别连接至电接口单元以接收高速数字信号，把畸变的信号重新进行整形恢复处理，重新恢复出稳定的信号，每个时钟数据恢复单元将整形恢复处理后的一路高速数字信号输入至对应的调制驱动器，每个调制驱动器的打开和关闭受波长配置单元控制，从而使处于打开状态的调制驱动器所对应的激光器工作，处于关闭状态的调制驱动器所对应的激光器不工作。通过时钟数据恢复单元对畸变的信号进行整形恢复处理，使得畸变的信号得到补偿和恢复，确保信号的电光转换以及光信号的长距离光纤传输。
在一些可选的实施方式中，所述合分波器具有单纤双向传输端；
所述电接口单元的数字信号输出端连接至所述驱动组件的数字信号输入端；
所述合分波器的接收信号输出端连接至所述探测器的输入端，所述探测器的输出端连接至所述信号放大器的输入端，所述信号放大器的输出端连接至所述控制器的接收信号输入端，所述控制器的控制信号输出端连接至所述驱动组件的控制信号输入端，所述驱动组件的多个输出端分别连接至多个所述激光器的输入端，多个所述激光器的输出端分别连接至所述合分波器的多个发射信号输入端。
该技术方案的有益效果在于：利用具有单纤双向传输端的合分波器接收和发射光信号，具体而言，合分波器的单纤双向传输端接收到的光信号通过探测器转换为电信号并通过信号放大器放大，由控制器基于对端发射波长配置本端发射波长并生成波长控制信号，驱动组件基于波长控制信号和电接口单元输出的高速数字信号驱动其中一个激光器，激光器发射的光经过合分波器的单纤双向传输端输出至光纤。该波长可调谐光模块利用合分波器分别连接至探测器和多个激光器，从而使用单根光纤同时实现输入和输出，集成度和稳定性高。
在一些可选的实施方式中，所述信号放大器是跨阻放大器。
该技术方案的有益效果在于：跨阻放大器(TIA)全称为Trans-impedance amplifier，是放大器类型的一种，一般用于光电传输通讯系统等高速电路，位于光模块中探测器的输出端，应用于将电流放大至电压的场景。跨阻放大器具有高带宽的优点，不仅将电信号放大，并且可以有效地抑制噪声信号的放大，在同等条件下减小负面因素(噪声)进而提升正面因素。
在一些可选的实施方式中，多个所述激光器所发射的光的波长形成等差数列。
该技术方案的有益效果在于：使波长相邻的激光器之间的波长间隔相匹配，既不会太大、又不会太小，避免间隔太小增加滤波难度，避免间隔太大造成波段浪费。
第二方面，本申请提供了一种波长可调谐光模块的波长自动适配方法，所述波长可调谐光模块包括电接口单元、合分波器、探测器、信号放大器、控制器、驱动组件和多个激光器，每个所述激光器用于发射单一波长的光，任意两个所述激光器所发射的光的波长不同；
所述电接口单元连接至所述驱动组件，所述驱动组件分别与多个所述激光器连接，多个所述激光器分别连接至所述合分波器；所述合分波器、所述探测器、所述信号放大器、所述控制器和所述驱动组件顺次连接；
所述控制器被配置成实现波长自动适配方法的步骤，所述波长自动适配方法包括：
对接收到的电信号进行滤波处理；
基于滤波处理后的电信号，获取所述波长可调谐光模块接收到的光信号中携带的对端发射波长；
获取与所述对端发射波长相对应的本端发射波长，记为期望波长；
检测所述驱动组件当前所驱动的激光器的发射波长是否与所述期望波长相匹配；
如果相匹配，则利用所述驱动组件驱动当前所驱动的激光器，以保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变；
如果不匹配，则利用所述驱动组件驱动所述期望波长所对应的激光器，以切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长。
在一些可选的实施方式中，所述驱动组件包括多个调制驱动器，多个所述调制驱动器分别连接至所述电接口单元，多个所述调制驱动器分别连接至所述波长配置单元，多个所述调制驱动器与多个所述激光器一一对应地连接；
采用如下方式保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变：保持多个所述调制驱动器的开关状态不变；
采用如下方式切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长：关闭当前处于打开状态的调制驱动器，并打开所述期望波长所对应的激光器的调制驱动器。
在一些可选的实施方式中，所述驱动组件包括调制驱动器和信号切换单元，所述调制驱动器连接至所述电接口单元，调制驱动器还连接至所述信号切换单元，所述信号切换单元连接至所述波长配置单元，所述信号切换单元的多个通道分别连接至多个所述激光器：
采用如下方式保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变：保持所述信号切换单元的多个通道的开关状态不变；
采用如下方式切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长：关闭当前处于打开状态的所述信号切换单元的通道，并打开与所述期望波长所对应的激光器相对应的所述信号切换单元的通道。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请进一步说明。
图1示出了本申请提供的一种波长可调谐光模块的结构示意图。
图2示出了本申请提供的另一种波长可调谐光模块的结构示意图。
图3示出了本申请提供的又一种波长可调谐光模块的结构示意图。
图4示出了本申请提供的又一种波长可调谐光模块的结构示意图。
图5示出了本申请提供的一种波长可调谐光模块的波长自动适配方法的流程示意图。
图中：10、电接口单元；20、合分波器；30、探测器；40、信号放大器；50、控制器；51、滤波单元；52、波长识别单元；53、波长选择单元；54、波长配置单元；60、存储器；70、驱动组件；71、调制驱动器；72、信号路由单元；73、信号切换单元；74、时钟数据恢复单元；80、激光器。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
参见图1，图1示出了本申请提供的一种波长可调谐光模块的结构示意图。所述波长可调谐光模块包括电接口单元10、合分波器20、探测器30、信号放大器40、控制器50、驱动组件70和多个激光器80，每个所述激光器80用于发射单一波长的光，任意两个所述激光器80所发射的光的波长不同；
所述电接口单元10连接至所述驱动组件70，所述驱动组件70分别与多个所述激光器80连接，多个所述激光器80分别连接至所述合分波器20；所述合分波器20、所述探测器30、所述信号放大器40、所述控制器50和所述驱动组件70顺次连接；
所述控制器50被配置成：
对接收到的电信号进行滤波处理；
基于滤波处理后的电信号，获取所述波长可调谐光模块接收到的光信号中携带的对端发射波长；
获取与所述对端发射波长相对应的本端发射波长，记为期望波长；
检测所述驱动组件70当前所驱动的激光器80的发射波长是否与所述期望波长相匹配；
如果相匹配，则利用所述驱动组件70驱动当前所驱动的激光器80，以保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变；
如果不匹配，则利用所述驱动组件70驱动所述期望波长所对应的激光器80，以切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长。
合分波器20接收到的光信号，由探测器30转换为电信号，由信号放大器40进行放大，通过控制器50进行滤波处理、波长识别后得到接收到的光信号中携带的对端发射波长(对端发射的光信号的波长)，获取对端发射波长所对应的本端发射波长作为期望波长，并检测当前所驱动的激光器80的发射波长是否与期望波长相匹配，如果匹配则不需要进行波长切换(即保持当前本端发射波长不变)，如果不匹配则需要切换本端发射波长。
由此，设置当前本端发射波长是否匹配期望波长的检测步骤，基于不同的检测结果保持当前本端发射波长不变或者将当前本端发射波长切换为期望波长，一方面，当本端发射波长保持不变时，所驱动的激光器80保持不变，针对当前驱动组件70的控制保持不变，控制器50不需要生成新的控制信号，另一方面，当本端发射波长需要切换为期望波长时，所驱动的激光器80发生变化，控制器50生成新的控制信号用于控制驱动组件70，以使驱动组件70基于新的控制信号驱动期望波长对应的激光器80。
这样，针对整个波长可调谐光模块来说，在每次接收到光信号时，都将本端发射波长调整为与本次对端发射波长相匹配，而在下一次接收到光信号时，如果对端发射波长发生变化则生成新的控制信号、调整对驱动组件70的控制，如果对端发射波长不变则无需生成新的控制信号、不涉及对驱动组件70的控制调整，由此减少了控制器50与驱动组件70之间的数据交互次数，减少了驱动组件70的状态切换次数，延长了驱动组件70的使用寿命，与此同时提升了对驱动组件70的控制效率，从整体上提高了波长可调谐光模块的光通信效率和稳定性。
本申请对电接口单元10输出的高速数字信号不做限定，其可以是差分信号。当电接口单元10输出差分信号时，电接口单元10、驱动组件70、激光器80之间传输的都是差分信号，激光器80输出的是单路光信号。
本申请对多个激光器80的数量不做限定，例如可以是2个、3个、4个、5个或者8个。
本申请对电接口单元10不做限定，其可以是金手指电接口单元10，例如是专利《CN106129672B-金手指连接器、电路板、母座连接器及其相关组件及设备》公开的金手指连接器，或者专利《CN210779057U-一种复合式高密金手指连接结构》公开的金手指连接结构。
本申请对用于探测接收光信号的探测器30不做限定，其可以是APD探测器30或者PIN探测器30，例如是专利《CN210629497U-一种光探测器30》公开的探测器30，或者专利《CN110767754B-一种光电探测器30》公开的探测器30。
在一些可选的实施方式中，所述控制器50包括顺次连接的滤波单元51、波长识别单元52、波长选择单元53和波长配置单元54；
所述滤波单元51被配置成对接收到的电信号进行滤波处理；
所述波长识别单元52被配置成基于滤波处理后的电信号，获取所述波长可调谐光模块接收到的光信号中携带的对端发射波长；
所述波长选择单元53被配置成获取与所述对端发射波长相对应的本端发射波长，记为期望波长；检测所述驱动组件70当前所驱动的激光器80的发射波长是否与所述期望波长相匹配；如果相匹配，则利用所述波长配置单元54保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变；如果不匹配，则利用所述波长配置单元54切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长；
所述波长配置单元54被配置成当保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变时，利用所述驱动组件70驱动当前所驱动的激光器80；当切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长时，利用所述驱动组件70驱动所述期望波长所对应的激光器80。
滤波单元51对信号放大器40输出的接收信号进行滤波，波长识别单元52识别对端发射波长，波长选择单元53选择与对端发射波长相对应的本端发射波长，并由波长配置单元54对激光器80的发射波长进行配置并输出本端发射波长的控制信号，以使驱动组件70控制与本端发射波长相对应的激光器80工作、同时使其他激光器80不工作，由此，控制器50就能够基于对端发射波长配置本端发射波长，实现波长可调谐功能。
控制器50采用分体式设计，设置有顺次连接的多个单元，包括用于对电信号进行滤波处理的滤波单元51、用于识别对端发射波长(接收到的光信号的波长)的波长识别单元52、用于判断是否需要切换本端发射波长的波长选择单元53、用于控制驱动组件70的波长配置单元54，通过上述多个功能单元实现控制器50的多项功能，从而当部分单元出现损坏时可以进行单独更换，而不需要更换整个控制器50，降低了控制器50的维护成本，延长了控制器50的使用寿命。
在一些可选的实施方式中，所述波长可调谐光模块还包括与所述波长选择单元53连接的存储器60，所述存储器60存储有波长配对表，所述波长选择单元53被进一步配置成采用如下方式获取所述期望波长：
从所述存储器60中获取所述波长配对表；
从所述波长配对表中查询与所述对端发射波长相对应的本端发射波长，作为所述期望波长。
利用存储器60存储波长配对表，波长配对表用于指示对端发射波长和本端发射波长的匹配关系(配对关系)，由此，利用波长配对表来实现对端发射波长与本端发射波长之间的匹配，从而实现本端发射波长的精准配置。由于基于当前接收到的光信号的波长(对端发射波长)可以直接从波长配对表中查询得到对应的本端发射波长，数据运算量小，运算效率高，提升了波长自动适配过程的效率，进一步提升了整体光通信效率。
作为一个示例，波长配对表可以如下所示：
| 下行波长 | 上行波长 |
| λL0 | λR0 |
| λL1 | λR1 |
| … | … |
| λLn | λRn |
其中，下行波长即波长可调谐光模块接收到的光信号中携带的对端发射波长(对端发射的光信号的波长)，上行波长即(与对端发射波长相对应的)本端发射波长。λ是波长参数，其下标L0、L1、……、Ln用于区分不同的对端发射波长(L即local，本地)，其下标R0、R1、……、Rn用于区分不同的本端发射波长(R即remote，远程、远端)，n是正整数。
在一些可选的实施方式中，所述存储器60与所述控制器50结合为一体。
由此，将波长配对表配置于控制器50本地，减少数据传输所需要的时间，进一步提升整个光模块的光通信效率。
继续参见图1，在一些可选的实施方式中，所述驱动组件70包括多个调制驱动器71，多个所述调制驱动器71分别连接至所述电接口单元10，多个所述调制驱动器71分别连接至所述波长配置单元54，多个所述调制驱动器71与多个所述激光器80一一对应地连接，所述波长配置单元54被进一步配置成：
当保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变时，保持多个所述调制驱动器71的开关状态不变；
当切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长时，关闭当前处于打开状态的调制驱动器71，并打开所述期望波长所对应的激光器80的调制驱动器71。
由此，利用多个调制驱动器71来实现驱动激光器80的功能，每个调制驱动器71分别连接至电接口单元10以接收高速数字信号，每个调制驱动器71分别对应一个激光器80，利用波长配置单元54打开和关闭调制驱动器71，实现对激光器80本端发射波长的精准控制。具体而言，当波长配置单元54打开激光器80对应的调制驱动器71时，激光器80受激发光，正常工作；当波长配置单元54关闭激光器80对应的调制驱动器71时，激光器80不工作。
参见图2，图2示出了本申请提供的另一种波长可调谐光模块的结构示意图。在一些可选的实施方式中，所述驱动组件70包括信号路由单元72和多个调制驱动器71，所述信号路由单元72连接至所述电接口单元10，信号路由单元72还分别连接至多个所述调制驱动器71，多个所述调制驱动器71分别连接至所述波长配置单元54，多个所述调制驱动器71与多个所述激光器80一一对应地连接，所述波长配置单元54被进一步配置成：
当保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变时，保持多个所述调制驱动器71的开关状态不变；
当切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长时，关闭当前处于打开状态的调制驱动器71，并打开所述期望波长所对应的激光器80的调制驱动器71。
由此，利用信号路由单元72和多个调制驱动器71来实现驱动激光器80的功能，信号路由单元72连接至电接口单元10以接收高速数字信号，并将电接口单元10输出的一路高速数字信号输出为多路高速数字信号，再分别输入至多个调制驱动器71，每个调制驱动器71分别对应一个激光器80，波长配置单元54对调制驱动器71的控制与上文类似，此处不做赘述。
参见图3，图3示出了本申请提供的又一种波长可调谐光模块的结构示意图。在一些可选的实施方式中，所述驱动组件70包括调制驱动器71和信号切换单元73，所述调制驱动器71连接至所述电接口单元10，调制驱动器71还连接至所述信号切换单元73，所述信号切换单元73连接至所述波长配置单元54，所述信号切换单元73的多个通道分别连接至多个所述激光器80，所述波长配置单元54被进一步配置成：
当保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变时，保持所述信号切换单元73的多个通道的开关状态不变；
当切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长时，关闭当前处于打开状态的所述信号切换单元73的通道，并打开与所述期望波长所对应的激光器80相对应的所述信号切换单元73的通道。
由此，利用调制驱动器71和信号切换单元73来实现驱动激光器80的功能，调制驱动器71连接至电接口单元10以接收高速数字信号，波长配置单元54输出控制信号至信号切换单元73，以导通和关断信号切换单元73的多个通道，使高速数字信号通过信号切换单元73的导通通道输入至对应的激光器80，从而实现本端发射波长切换功能。
参见图4，图4示出了本申请提供的又一种波长可调谐光模块的结构示意图。在一些可选的实施方式中，所述驱动组件70包括多个时钟数据恢复单元74和多个调制驱动器71，多个所述时钟数据恢复单元74分别连接至所述电接口单元10，多个所述时钟数据恢复单元74与多个所述调制驱动器71一一对应地连接，多个所述调制驱动器71分别连接至所述波长配置单元54，多个所述调制驱动器71与多个所述激光器80一一对应地连接，所述波长配置单元54被进一步配置成：
当保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变时，保持多个所述调制驱动器71的开关状态不变；
当切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长时，关闭当前处于打开状态的调制驱动器71，并打开所述期望波长所对应的激光器80的调制驱动器71。
由此，利用多个时钟数据恢复单元74和多个调制驱动器71来实现驱动激光器80的功能，每个时钟数据恢复单元74分别对应一个调制驱动器71，每个调制驱动器71分别对应一个激光器80，多个时钟数据恢复单元74分别连接至电接口单元10以接收高速数字信号，把畸变的信号重新进行整形恢复处理，重新恢复出稳定的信号，每个时钟数据恢复单元74将整形恢复处理后的一路高速数字信号输入至对应的调制驱动器71，每个调制驱动器71的打开和关闭受波长配置单元54控制，从而使处于打开状态的调制驱动器71所对应的激光器80工作，处于关闭状态的调制驱动器71所对应的激光器80不工作。通过时钟数据恢复单元74对畸变的信号进行整形恢复处理，使得畸变的信号得到补偿和恢复，确保信号的电光转换以及光信号的长距离光纤传输。
继续参见图1至图4，在一些可选的实施方式中，所述合分波器20具有单纤双向传输端；
所述电接口单元10的数字信号输出端连接至所述驱动组件70的数字信号输入端；
所述合分波器20的接收信号输出端连接至所述探测器30的输入端，所述探测器30的输出端连接至所述信号放大器40的输入端，所述信号放大器40的输出端连接至所述控制器50的接收信号输入端，所述控制器50的控制信号输出端连接至所述驱动组件70的控制信号输入端，所述驱动组件70的多个输出端分别连接至多个所述激光器80的输入端，多个所述激光器80的输出端分别连接至所述合分波器20的多个发射信号输入端。
由此，利用具有单纤双向传输端的合分波器20接收和发射光信号，具体而言，合分波器20的单纤双向传输端接收到的光信号通过探测器30转换为电信号并通过信号放大器40放大，由控制器50基于对端发射波长配置本端发射波长并生成波长控制信号，驱动组件70基于波长控制信号和电接口单元10输出的高速数字信号驱动其中一个激光器80，激光器80发射的光经过合分波器20的单纤双向传输端输出至光纤。该波长可调谐光模块利用合分波器20分别连接至探测器30和多个激光器80，从而使用单根光纤同时实现输入和输出，集成度和稳定性高。
在一些可选的实施方式中，所述信号放大器40是跨阻放大器。
跨阻放大器(TIA)全称为Trans-impedance amplifier，是放大器类型的一种，一般用于光电传输通讯系统等高速电路，位于光模块中探测器30的输出端，应用于将电流放大至电压的场景。跨阻放大器具有高带宽的优点，不仅将电信号放大，并且可以有效地抑制噪声信号的放大，在同等条件下减小负面因素(噪声)进而提升正面因素。
本申请中的跨阻放大器例如是专利《CN104508977B-具有增大动态范围的跨阻放大器(TIA)及其光器件》公开的跨阻放大器，或者专利《CN209787128U-一种跨阻放大器和跨阻放大器电路》公开的跨阻放大器，或者专利《CN111404494B-跨阻放大器芯片及光接收模组》公开的跨阻放大器，或者专利《CN208158551U-跨阻放大器及光线路终端》公开的跨阻放大器。
在另一些可选的实施方式中，所述信号放大器40也可以是跨阻放大器以外的信号放大器40，只要能够将探测器30输出的电信号放大即可。
在一些可选的实施方式中，多个所述激光器80所发射的光的波长形成等差数列。
由此，使波长相邻的激光器80之间的波长间隔相匹配，既不会太大、又不会太小，避免间隔太小增加滤波难度，避免间隔太大造成波段浪费。
参见图5，图5示出了本申请提供的一种波长可调谐光模块的波长自动适配方法的流程示意图。所述波长可调谐光模块包括电接口单元10、合分波器20、探测器30、信号放大器40、控制器50、驱动组件70和多个激光器80，每个所述激光器80用于发射单一波长的光，任意两个所述激光器80所发射的光的波长不同；
所述电接口单元10连接至所述驱动组件70，所述驱动组件70分别与多个所述激光器80连接，多个所述激光器80分别连接至所述合分波器20；所述合分波器20、所述探测器30、所述信号放大器40、所述控制器50和所述驱动组件70顺次连接；
所述控制器50被配置成实现波长自动适配方法的步骤，所述波长自动适配方法包括：
步骤S101：对接收到的电信号进行滤波处理；
步骤S102：基于滤波处理后的电信号，获取所述波长可调谐光模块接收到的光信号中携带的对端发射波长；
步骤S103：获取与所述对端发射波长相对应的本端发射波长，记为期望波长；
步骤S104：检测所述驱动组件70当前所驱动的激光器80的发射波长是否与所述期望波长相匹配；
步骤S105：如果相匹配，则利用所述驱动组件70驱动当前所驱动的激光器80，以保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变；
步骤S106：如果不匹配，则利用所述驱动组件70驱动所述期望波长所对应的激光器80，以切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长。
在一些可选的实施方式中，所述驱动组件70包括多个调制驱动器71，多个所述调制驱动器71分别连接至所述电接口单元10，多个所述调制驱动器71分别连接至所述波长配置单元54，多个所述调制驱动器71与多个所述激光器80一一对应地连接；
采用如下方式保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变：保持多个所述调制驱动器71的开关状态不变；
采用如下方式切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长：关闭当前处于打开状态的调制驱动器71，并打开所述期望波长所对应的激光器80的调制驱动器71。
在一些可选的实施方式中，所述驱动组件70包括调制驱动器71和信号切换单元73，所述调制驱动器71连接至所述电接口单元10，调制驱动器71还连接至所述信号切换单元73，所述信号切换单元73连接至所述波长配置单元54，所述信号切换单元73的多个通道分别连接至多个所述激光器80：
采用如下方式保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变：保持所述信号切换单元73的多个通道的开关状态不变；
采用如下方式切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长：关闭当前处于打开状态的所述信号切换单元73的通道，并打开与所述期望波长所对应的激光器80相对应的所述信号切换单元73的通道。
本申请还提供了一种光通信系统，包括至少两个上述波长可调谐光模块。
由此，在光通信系统中，使用至少两个波长可调谐光模块，实现高速数字信号传输过程的高效、稳定。
在光通信系统中，每个波长可调谐光模块均可以用于发射光信号和接收光信号。并且，所有波长可调谐光模块可以是相匹配的，也可以是不同的。
本申请从使用目的上，效能上，进步及新颖性等观点进行阐述，已符合专利法所强调的功能增进及使用要件，本申请以上的说明书及说明书附图，仅为本申请的较佳实施例而已，并非以此局限本申请，因此，凡一切与本申请构造，装置，特征等近似、雷同的，即凡依本申请专利申请范围所作的等同替换或修饰等，皆应属本申请的专利申请保护的范围之内。
Claims (8)
1.一种波长可调谐光模块，其特征在于，所述波长可调谐光模块包括电接口单元、合分波器、探测器、信号放大器、控制器、驱动组件和多个激光器，每个所述激光器用于发射单一波长的光，任意两个所述激光器所发射的光的波长不同；
所述电接口单元连接至所述驱动组件，所述驱动组件分别与多个所述激光器连接，多个所述激光器分别连接至所述合分波器；所述合分波器、所述探测器、所述信号放大器、所述控制器和所述驱动组件顺次连接；
所述控制器被配置成：
对接收到的电信号进行滤波处理；
基于滤波处理后的电信号，获取所述波长可调谐光模块接收到的光信号中携带的对端发射波长；
获取与所述对端发射波长相对应的本端发射波长，记为期望波长；
检测所述驱动组件当前所驱动的激光器的发射波长是否与所述期望波长相匹配；
如果相匹配，则利用所述驱动组件驱动当前所驱动的激光器，以保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变；
如果不匹配，则利用所述驱动组件驱动所述期望波长所对应的激光器，以切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长；
所述控制器包括顺次连接的滤波单元、波长识别单元、波长选择单元和波长配置单元；
所述滤波单元被配置成对接收到的电信号进行滤波处理；
所述波长识别单元被配置成基于滤波处理后的电信号，获取所述波长可调谐光模块接收到的光信号中携带的对端发射波长；
所述波长选择单元被配置成获取与所述对端发射波长相对应的本端发射波长，记为期望波长；检测所述驱动组件当前所驱动的激光器的发射波长是否与所述期望波长相匹配；如果相匹配，则利用所述波长配置单元保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变；如果不匹配，则利用所述波长配置单元切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长；
所述波长配置单元被配置成当保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变时，利用所述驱动组件驱动当前所驱动的激光器；当切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长时，利用所述驱动组件驱动所述期望波长所对应的激光器；
所述波长可调谐光模块还包括与所述波长选择单元连接的存储器，所述存储器存储有波长配对表，所述波长选择单元被进一步配置成采用如下方式获取所述期望波长：
从所述存储器中获取所述波长配对表；
从所述波长配对表中查询与所述对端发射波长相对应的本端发射波长，作为所述期望波长。
2.根据权利要求1所述的波长可调谐光模块，其特征在于，所述驱动组件包括多个调制驱动器，多个所述调制驱动器分别连接至所述电接口单元，多个所述调制驱动器分别连接至所述波长配置单元，多个所述调制驱动器与多个所述激光器一一对应地连接，所述波长配置单元被进一步配置成：
当保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变时，保持多个所述调制驱动器的开关状态不变；
当切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长时，关闭当前处于打开状态的调制驱动器，并打开所述期望波长所对应的激光器的调制驱动器。
3.根据权利要求1所述的波长可调谐光模块，其特征在于，所述驱动组件包括信号路由单元和多个调制驱动器，所述信号路由单元连接至所述电接口单元，信号路由单元还分别连接至多个所述调制驱动器，多个所述调制驱动器分别连接至所述波长配置单元，多个所述调制驱动器与多个所述激光器一一对应地连接，所述波长配置单元被进一步配置成：
当保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变时，保持多个所述调制驱动器的开关状态不变；
当切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长时，关闭当前处于打开状态的调制驱动器，并打开所述期望波长所对应的激光器的调制驱动器。
4.根据权利要求1所述的波长可调谐光模块，其特征在于，所述驱动组件包括调制驱动器和信号切换单元，所述调制驱动器连接至所述电接口单元，调制驱动器还连接至所述信号切换单元，所述信号切换单元连接至所述波长配置单元，所述信号切换单元的多个通道分别连接至多个所述激光器，所述波长配置单元被进一步配置成：
当保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变时，保持所述信号切换单元的多个通道的开关状态不变；
当切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长时，关闭当前处于打开状态的所述信号切换单元的通道，并打开与所述期望波长所对应的激光器相对应的所述信号切换单元的通道。
5.根据权利要求1所述的波长可调谐光模块，其特征在于，所述驱动组件包括多个时钟数据恢复单元和多个调制驱动器，多个所述时钟数据恢复单元分别连接至所述电接口单元，多个所述时钟数据恢复单元与多个所述调制驱动器一一对应地连接，多个所述调制驱动器分别连接至所述波长配置单元，多个所述调制驱动器与多个所述激光器一一对应地连接，所述波长配置单元被进一步配置成：
当保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变时，保持多个所述调制驱动器的开关状态不变；
当切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长时，关闭当前处于打开状态的调制驱动器，并打开所述期望波长所对应的激光器的调制驱动器。
6.一种波长可调谐光模块的波长自动适配方法，其特征在于，所述波长可调谐光模块包括电接口单元、合分波器、探测器、信号放大器、控制器、驱动组件和多个激光器，每个所述激光器用于发射单一波长的光，任意两个所述激光器所发射的光的波长不同；
所述电接口单元连接至所述驱动组件，所述驱动组件分别与多个所述激光器连接，多个所述激光器分别连接至所述合分波器；所述合分波器、所述探测器、所述信号放大器、所述控制器和所述驱动组件顺次连接；
所述控制器被配置成实现波长自动适配方法的步骤，所述波长自动适配方法包括：
对接收到的电信号进行滤波处理；
基于滤波处理后的电信号，获取所述波长可调谐光模块接收到的光信号中携带的对端发射波长；
获取与所述对端发射波长相对应的本端发射波长，记为期望波长；
检测所述驱动组件当前所驱动的激光器的发射波长是否与所述期望波长相匹配；
如果相匹配，则利用所述驱动组件驱动当前所驱动的激光器，以保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变；
如果不匹配，则利用所述驱动组件驱动所述期望波长所对应的激光器，以切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长；
所述控制器包括顺次连接的滤波单元、波长识别单元、波长选择单元和波长配置单元；
所述滤波单元被配置成对接收到的电信号进行滤波处理；
所述波长识别单元被配置成基于滤波处理后的电信号，获取所述波长可调谐光模块接收到的光信号中携带的对端发射波长；
所述波长选择单元被配置成获取与所述对端发射波长相对应的本端发射波长，记为期望波长；检测所述驱动组件当前所驱动的激光器的发射波长是否与所述期望波长相匹配；如果相匹配，则利用所述波长配置单元保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变；如果不匹配，则利用所述波长配置单元切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长；
所述波长配置单元被配置成当保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变时，利用所述驱动组件驱动当前所驱动的激光器；当切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长时，利用所述驱动组件驱动所述期望波长所对应的激光器；
所述波长可调谐光模块还包括与所述波长选择单元连接的存储器，所述存储器存储有波长配对表，所述波长选择单元被进一步配置成采用如下方式获取所述期望波长：
从所述存储器中获取所述波长配对表；
从所述波长配对表中查询与所述对端发射波长相对应的本端发射波长，作为所述期望波长。
7.根据权利要求6所述的波长可调谐光模块的波长自动适配方法，其特征在于，所述驱动组件包括多个调制驱动器，多个所述调制驱动器分别连接至所述电接口单元，多个所述调制驱动器分别连接至所述波长配置单元，多个所述调制驱动器与多个所述激光器一一对应地连接；
采用如下方式保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变：保持多个所述调制驱动器的开关状态不变；
采用如下方式切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长：关闭当前处于打开状态的调制驱动器，并打开所述期望波长所对应的激光器的调制驱动器。
8.根据权利要求6所述的波长可调谐光模块的波长自动适配方法，其特征在于，所述驱动组件包括调制驱动器和信号切换单元，所述调制驱动器连接至所述电接口单元，调制驱动器还连接至所述信号切换单元，所述信号切换单元连接至所述波长配置单元，所述信号切换单元的多个通道分别连接至多个所述激光器：
采用如下方式保持所述波长可调谐光模块的本端发射波长不变：保持所述信号切换单元的多个通道的开关状态不变；
采用如下方式切换所述波长可调谐光模块的本端发射波长：关闭当前处于打开状态的所述信号切换单元的通道，并打开与所述期望波长所对应的激光器相对应的所述信号切换单元的通道。
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