CN115001582B - 一种可变光衰减器的控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，提供了一种可变光衰减器的控制方法和装置。其中包括：对掺铒光纤放大器EDFA中的可变光衰减器VOA，控制所述VOA的衰减量，包括：根据铒纤温度、目标增益和目标增益斜率计算得到VOA的第一衰减补偿量，根据所述第一衰减补偿量对VOA的衰减量进行慢速调节；根据输入光功率计算得到VOA的第二衰减补偿量，根据所述第二衰减补偿量对VOA的衰减量进行实时调节。本发明实现了在不同的环境温度、不同的输入光功率、不同的增益，不同的增益斜率条件均能够调节实现EDFA的目标增益和目标增益斜率，且在提高VOA控制的稳定度的同时，使VOA的衰减量快速响应DWDM系统中随机发生的瞬态效应，实现了模块状态的快速收敛。

Description

一种可变光衰减器的控制方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种可变光衰减器的控制方法和装置。

背景技术

掺铒光纤放大器(EDFA，Erbium Doped Fiber Amplifier)极大地加速了光通信的发展，它具有对数据格式和速率透明，增益大噪声小，无需电再生中继器，增益带宽大等优点。EDFA作为密集型光波复用(DWDM，Dense Wavelength Division Multiplexing)系统中不可缺少的重要器件。在DWDM系统中，随着业务量的增加，需要上下光路的信道数量和信道功率也在迅速增加，而信道数量的变化导致EDFA输入光功率的变化，从而产生瞬态效应，EDFA的瞬态效应对DWDM系统有重要的影响。

对于自动增益控制的EDFA，根据增益是否可变，分为固定增益放大器(FGEDFA，Fixed Gain EDFA)及可变增益放大器(VGEDFA)。某一FGEDFA只能用于某一固定跨度信号放大，不同跨度信号放大时，需要不同的FGEDFA。VGEDFA中，保持内部有效增益不变，一般通过引入可变光衰减器(VOA，Variable optical attenuator)，调整VOA的衰减量，间接改变外部增益，从而在增益斜度GT不变的条件下，改变EDFA的增益范围，从而可应用于不同距离的传输系统。

但现有技术中，在EDFA产生瞬态效应时，由于瞬态效应对VOA衰减补偿量的影响，导致瞬态收敛速度缓慢，EDFA的输出光功率需耗费较长时间才能够达到稳定状态。且通过VOA调节EDFA的增益的方式易受PD(Photodetector，光电探测器)探测、输出功率和铒纤温度等因素影响，导致EDFA的增益及增益斜率不稳定，影响波分复用系统中光传输的稳定性。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在EDFA的输入光功率变化时，VOA衰减量调节缓慢，无法实现快速收敛。

本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种可变光衰减器的控制方法，对掺铒光纤放大器EDFA中的可变光衰减器VOA，控制所述VOA的衰减量，包括：

根据铒纤温度、目标增益和目标增益斜率计算得到VOA的第一衰减补偿量，根据所述第一衰减补偿量对VOA的衰减量进行慢速调节；

根据输入光功率计算得到VOA的第二衰减补偿量，根据所述第二衰减补偿量对VOA的衰减量进行实时调节。

优选的，所述根据铒纤温度、目标增益值和目标增益斜率计算得到VOA的第一衰减补偿量，具体包括：

以当前铒纤温度减去铒纤温度基准值为铒纤温度差值；

以最大增益减去目标增益得到增益差值；

将铒纤温度差值、增益差值和目标增益斜率分别乘以相应的系数，再与基础补偿值相加得到所述第一衰减补偿量。

优选的，所述根据输入光功率计算得到VOA的第二衰减补偿量，具体包括：

使用最大输出光功率减去目标增益，得到最大输入光功率；

以最大输入光功率减去当前输入光功率作为输入光功率差值；

将所述输入光功率差值乘以相应的系数得到所述第二衰减补偿量。

优选的，所述根据第一衰减补偿量对VOA的衰减量进行慢速调节，具体包括：

在每个调节周期内，使用第一调节步长对所述VOA的衰减量进行调节，直至对VOA的衰减总调节量达到所述第一衰减补偿量。

优选的，所述方法还包括：

根据所述第一衰减补偿量和第二衰减补偿量计算得到VOA的目标衰减量；

每间隔一个或多个调节周期，计算VOA的实际衰减量与目标衰减量之间的衰减偏差值；

当所述衰减偏差值大于第一门限值时，根据所述衰减偏差值调节VOA的衰减量，直至所述衰减偏差值小于第二门限值，对用于驱动VOA的DAC值进行锁存；其中，所述第一门限值大于等于所述第二门限值。

优选的，所述根据所述衰减偏差值调节VOA的衰减量，具体包括：

根据所述衰减偏差值所处的范围区间，确定相应的第二调节步长，使用相应的第二调节步长对VOA的衰减量进行调节，以减小VOA的衰减偏差值。

优选的，所述对VOA的衰减量进行调节，具体包括：

计算得到VOA的周期期望衰减量，根据所述周期期望衰减量查表获得相应的DAC值，使用所述DAC值驱动VOA。

优选的，在根据铒纤温度、目标增益和目标增益斜率计算得到VOA的第一衰减补偿量之前，还包括：

保持铒纤温度不变，在不同目标增益和不同输入光功率条件下，记录需要达到目标增益斜率的VOA衰减量，通过线性回归确定增益差值和输入光功率差值的相应系数。

优选的，在根据铒纤温度、目标增益和目标增益斜率计算得到VOA的第一衰减补偿量之前，还包括：

调节用于驱动VOA的DAC值，使按照第一预设间隔遍历VOA设计范围内的所有衰减量，生成衰减量与相应DAC值之间的对应关系，并按照第二预设间隔对相应衰减量与相应DAC值之间的对应关系进行线性内插，根据线性内插后的衰减量与DAC值之间的对应关系，生成并写入查找表，以用于对VOA的衰减量进行调节；其中，所述第二预设间隔小于所述第一预设间隔。

第二方面，本发明还提供了一种可变光衰减器的控制装置，包括计算模块和调节模块，具体的：

所述计算模块用于根据铒纤温度、目标增益和目标增益斜率计算得到VOA的第一衰减补偿量，并根据输入光功率计算得到VOA的第二衰减补偿量；

所述调节模块用于根据所述第一衰减补偿量对VOA的衰减量进行慢速调节，并根据所述第二衰减补偿量对VOA的衰减量进行实时调节。

第三方面，本发明还提供了一种可变光衰减器的控制装置，用于实现第一方面所述的可变光衰减器的控制方法，所述装置包括：

至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，用于执行第一方面所述的可变光衰减器的控制方法。

第四方面，本发明还提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，用于完成第一方面所述的可变光衰减器的控制方法。

本发明通过将铒纤温度、目标增益、目标增益斜率均纳入VOA的衰减量的调节控制过程，从而实现在不同的环境温度、不同的输入光功率、不同的增益，不同的增益斜率条件均能够调节实现EDFA的目标增益和目标增益斜率。同时，本发明还通过使铒纤温度、目标增益、目标增益斜率的调节慢速进行，从而保证EDFA的增益调节的稳定性，使在温度、增益、增益斜率发生变动时，VOA的衰减量不发生突变，提高VOA控制的稳定度，另一方面，使输入光功率的调节实时进行，使在DWDM系统中，由于业务量的增加而需增加上下光路的信道数量和信道功率，导致EDFA的输入光功率受到信道数量变化的影响而变化时，VOA的衰减量能够跟随输入光功率实时调节，使VOA的衰减量快速响应DWDM系统中随机发生的瞬态效应，实现模块状态的快速收敛，从而提高网络中数据传输的稳定性，构建更稳健可靠的光传输网络。

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，下面所描述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是本发明实施例提供的一种可变光衰减器的控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种可变光衰减器的控制方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的EDFA的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种可变光衰减器的控制方法中参数定标的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的一种实际增益斜率与目标增益斜率之间的偏差数据图表；

图6是本发明实施例提供的一种可变光衰减器的控制方法的流程示意图；

图7是本发明实施例提供的一种可变光衰减器的控制方法的流程示意图；

图8是本发明实施例提供的一种可变光衰减器的控制装置的架构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种可变光衰减器的控制装置的架构示意图；

图10是本发明实施例提供的一种可变光衰减器的控制装置的架构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1:

本发明实施例1提供了一种可变光衰减器的控制方法，对掺铒光纤放大器EDFA中的可变光衰减器VOA，控制所述VOA的衰减量，如图1所示，包括：

在步骤201中，根据铒纤温度、目标增益和目标增益斜率计算得到VOA的第一衰减补偿量。

在步骤202中，根据所述第一衰减补偿量对VOA的衰减量进行慢速调节。

其中，所述铒纤温度可以是用于加热铒纤的加热器的温度，也可通过在铒纤的加热模块壳体安装温度探测模块，从而探测得到模块壳体温度，由于模块壳体温度与铒纤温度强相关，故作为铒纤温度的替代使用。

所述慢速调节是为了与实时调节相对比的描述，并非指代调节速度低于某固定值，而是代指调节过程并非实时突变的，而是具有渐进调节最终达到目标值的性质。

在步骤203中，根据输入光功率计算得到VOA的第二衰减补偿量。

在步骤204中，根据所述第二衰减补偿量对VOA的衰减量进行实时调节。

本实施例通过将铒纤温度、目标增益、目标增益斜率均纳入VOA的衰减量的调节控制过程，从而实现在不同的环境温度、不同的输入光功率、不同的增益，不同的增益斜率条件均能够调节实现EDFA的目标增益和目标增益斜率。同时，本实施例还通过将输入光功率的调节与其他影响因子，即铒纤温度、目标增益、目标增益斜率的调节区分开来，一方面，使铒纤温度、目标增益、目标增益斜率的调节慢速进行，从而保证EDFA的增益调节的稳定性，使在温度、增益、增益斜率发生变动时，VOA的衰减量不发生突变，提高VOA控制的稳定度，另一方面，使输入光功率的调节实时进行，使在DWDM系统中，由于业务量的增加而需增加上下光路的信道数量和信道功率，导致EDFA的输入光功率受到信道数量变化的影响而变化时，VOA的衰减量能够跟随输入光功率实时调节，使VOA的衰减量快速响应DWDM系统中随机发生的瞬态效应，实现模块状态的快速收敛，从而提高网络中数据传输的稳定性，构建更稳健可靠的光传输网络。

本实施例还提供了一种VOA的第一衰减补偿量的实现方法，具体包括：

以当前铒纤温度减去铒纤温度基准值为铒纤温度差值。

以最大增益减去目标增益得到增益差值。

将铒纤温度差值、增益差值和目标增益斜率分别乘以相应的系数，再与基础补偿值相加得到所述第一衰减补偿量。

其中，所述铒纤温度基准值是由本领域技术人员根据铒纤的实际工作温度范围分析得出的。在本实施例中，以最大增益作为增益基准值减去目标增益计算得到增益差值，仅仅是为了计算方便，在实际实现过程中，由本领域技术人员根据增益的范围分析得到增益基准值并进行计算同样是可行的。

上述实现方法以公式的形式表现为：

VOA_att_comp_1

＝K₁×(casetemp-casetemp_thr)+K₂×(gain_max-gain_set)+K₃

×GT_set+B

其中，VOA_att_comp_1为VOA的第一衰减补偿量，casetemp为模块壳体温度，用于代替铒纤温度使用，casetemp_thr为模块壳体温度基准值，用于代替铒纤温度基准值使用，gain_max为最大增益，gain_set为目标增益，GT_set为目标增益斜率，B为基础补偿值。K₁、K₂和K₃分别为铒纤温度差值、增益差值、目标增益斜率的相应系数。

本实施例还提供了一种VOA的第二衰减补偿量的实现方法，具体包括：

使用最大输出光功率减去目标增益，得到最大输入光功率。

以最大输入光功率减去当前输入光功率作为输入光功率差值。

将所述输入光功率差值乘以相应的系数得到所述第二衰减补偿量。

其中，所述最大输入光功率同样是为了计算的便利性，在实际实现过程中，可由本领域技术人员根据输入光功率的允许范围设定相应的输入光功率基准值并进行第二衰减补偿量的计算。

上述实现方式以公式的形式表现为：

VOA_att_comp_2＝K₄×(outputPwr-inputPwr-gain_set)

其中，VOA_att_comp_2为VOA的第二衰减补偿量，outputPwr为最大输出光功率，inputPwr为输入光功率，K₄为输入光功率差值的相应系数。

在本实施例提供的第一衰减量和第二衰减量的实现方法中，相应影响因子均以与对应基准值的差值并与相应系数的乘积的方式参与计算，使计算过程简化的同时，便于各系数的定标。

在上述实施例中，所述根据所述第一衰减补偿量对VOA的衰减量进行慢速调节的一种实现方式为：

设定相应的预设周期数，根据第一衰减补偿量和预设周期数计算得到在每个周期内的周期衰减补偿量，在每个周期内使用相应的周期衰减补偿量对VOA的衰减量进行调节。

在此实现方式下，当第一衰减补偿量足够大时，可能导致得到的周期衰减补偿量同样较大，导致VOA的调节过程不够稳定，故结合上述实施例，还提供了以下优选的实现方式，即所述根据第一衰减补偿量对VOA的衰减量进行慢速调节，具体包括：

在每个调节周期内，使用第一调节步长对所述VOA的衰减量进行调节，直至对VOA的衰减总调节量达到所述第一衰减补偿量。

其中，所述第一调节步长是由本领域技术人员根据VOA的衰减调节范围以及EDFA的调节稳定型需求共同分析得出的。

所述调节周期是指在VOA的时钟周期下，能够进行VOA的衰减调节的周期。

所述衰减总调节量是指多个调节周期下，使用第一调节步长对所述VOA的衰减量进行调节的总量。

在实际调节过程中，所述第一衰减补偿量的调节过程和所述第二衰减量的调节过程并非是相互独立的，而是可能在同一时间段内实现，则在同一调节周期内，可根据第一调节步长和第二衰减补偿量，计算得到周期衰减补偿量，从而同时使用第一衰减补偿量和第二衰减量进行调节。

本实施例通过在每个调节周期内，使用第一调节步长进行调节，使不论第一衰减补偿量的数值大小，均保持VOA调节过程的稳定性，且通过多个调节周期实现第一衰减补偿量的调节，从而实现慢速调节。

在实际情况中，VOA的衰减量还易受到光电探测器PD的干扰，PD的噪声或探测异常可能引起VOA衰减量的误调整，导致VOA的实际衰减量与目标衰减量之间出现较大的误差，甚至导致EDFA输出光功率的抖动，针对此情况，结合上述实施例，还存在以下优选的实施例，如图2所示，具体包括：

在步骤301中，根据所述第一衰减补偿量和第二衰减补偿量计算得到VOA的目标衰减量。

在步骤302中，每间隔一个或多个调节周期，计算VOA的实际衰减量与目标衰减量之间的衰减偏差值。

在步骤303中，当所述衰减偏差值大于第一门限值时，根据所述衰减偏差值调节VOA的衰减量，直至所述衰减偏差值小于第二门限值，对用于驱动VOA的DAC值进行锁存；其中，所述第一门限值大于等于所述第二门限值。

其中，所述目标衰减量具体计算方法为：VOA的基础衰减量与第一衰减补偿量以及第二衰减补偿量的和。

计算衰减偏差值的间隔由本领域技术人员根据PD、VOA的性能指标和EDFA的稳定性需求共同分析设定。

所述第一门限值和第二门限值由本领域技术人员根据EDFA的稳定性需求分析设定。

所述用于驱动VOA的DAC值进行锁存具体为：保持VOA的驱动DAC值不变，从而使其衰减量保持稳定。

本优选实施例在根据目标增益和目标增益斜率进行前馈调节的基础上，通过根据衰减偏差值进行VOA的调节，实现了VOA的衰减量的反馈调节，从而减少VOA衰减调节的误差，减少PD噪声对VOA衰减量调节过程的干扰，使VOA的实际衰减值更接近目标衰减值。另一方面，本实施例还通过设置相应的第一门限值和第二门限值，对VOA的衰减量的误差进行控制的同时，还对VOA衰减量进行锁定，减小PD噪声对VOA衰减量的影响，从而减少EDFA输出光功率的抖动。

在上述实施例中，所述根据所述衰减偏差值调节VOA的衰减量的一种实现方法为：

直接使用所述衰减偏差值对所述VOA的衰减量进行实时调节，此方式由于在PD偶发检测异常的情况下，易导致调节量过大，从而加剧VOA的衰减量的抖动。

相对较为优选的方式为：预设相应的调节步长，在每个调节周期内使用相应调节步长进行VOA衰减量的调节，此方式当设定的调节步长较小时，可能存在调节时间较长的问题，当调节步长较大时，可能无法满足衰减偏差值较小情况下的调节要求。

针对上述问题，结合上述实施例，存在以下优选的实现方式，具体包括：

根据所述衰减偏差值所处的范围区间，确定相应的第二调节步长，使用相应的第二调节步长对VOA的衰减量进行调节，以减小VOA的衰减偏差值。

其中，由本领域技术人员预设多个范围区间，并为每一个范围区间预设相应的调节步长，以所述衰减偏差值所处范围区间所对应的调节步长作为第二调节步长，从而根据衰减偏差值的大小，确定第二调节步长，实现条件时间较短的情况下，控制调节周期内的调节量，以减少VOA衰减量调节随PD的波动。

本实施例还提供了一种对VOA的衰减量进行调节的具体实现方式，具体包括：

计算得到VOA的周期期望衰减量，根据所述周期期望衰减量查表获得相应的DAC值，使用所述DAC值驱动VOA。

其中，所述VOA的周期期望衰减量是指在相应调节周期内，期望VOA所需调节到达的衰减量。在前馈调节时，通过第一衰减补偿量和第二衰减补偿量计算得到VOA的周期期望衰减量，在反馈调节阶段，通过衰减偏差值计算得到VOA的周期期望衰减量。

在上述实施例的基础上，本实施例还提供了一种VOA衰减调节过程中所需系数进行定标的方法，即在根据铒纤温度、目标增益和目标增益斜率计算得到VOA的第一衰减补偿量之前，还包括：

保持铒纤温度不变，在不同目标增益和不同输入光功率条件下，记录需要达到目标增益斜率的VOA衰减量，通过线性回归确定增益差值和输入光功率差值的相应系数。

本实施例通过线性规划定标的方式，使相应系数的定标过程更便于实现，便于工程实施和维护。

在本实施例中还包括：对VOA的衰减调节过程中的其他系数进行定标，具体包括：

在目标增益斜率的可设置范围内，保持VOA的入光、VOA的目标增益和铒纤温度不变，改变VOA的衰减量，观察EDFA的增益斜率每增加预设值时，VOA的衰减的变化量，从而实现目标增益斜率的对应系数的定标。

在铒纤温度容许范围内，分别对铒纤温度的最大值和最小值时的增益斜率进行补偿，从而实现温度差值的对应系数的定标。

在上述实施例的基础上，本实施例还提供了一种DAC值与衰减量之间的表的生成方法，即在根据铒纤温度、目标增益和目标增益斜率计算得到VOA的第一衰减补偿量之前，还包括：

调节用于驱动VOA的DAC值，使按照第一预设间隔遍历VOA设计范围内的所有衰减量，生成衰减量与相应DAC值之间的对应关系，并按照第二预设间隔对相应衰减量与相应DAC值之间的对应关系进行线性内插，根据线性内插后的衰减量与DAC值之间的对应关系，生成并写入查找表，以用于对VOA的衰减量进行调节；其中，所述第二预设间隔小于所述第一预设间隔。

其中，所述第一预设间隔和第二预设间隔是由本领域技术人员根据VOA的性能指标分析决定的。

本实施例通过线性内插的方式，保证连续的设计区间内不同增益，不同输入光功率，在不同目标增益斜率设置下的目标增益斜率精度要求，且便于工程实施和维护。

本实施例中的“第一”、“第二”没有特殊的限定的含义，之所以用其做描述仅仅是为了方便在一类对象中差异出不同的个体进行表述，不应当将其作为顺序或者其他方面带有特殊限定含义解释。

实施例2:

本发明基于实施例1所描述的方法基础上，结合具体的应用场景，并借由相关场景下的技术表述来阐述本发明特性场景下的实现过程。

本实施例以图3所示的EDFA的结构示意图为例，VOA的衰减调节受到铒纤温度、目标增益、目标增益斜率、输入光功率和PD多方面因素影响，在对VOA衰减进行调节控制前，对调节过程中所需的各个参数进行定标，具体包括：

以目标衰减量为VOA的基础衰减量与第一衰减补偿量以及第二衰减补偿量的和为基准，提出以下目标衰减量的计算公式：

VOA_att＝VOA_att_comp_base+VOA_att_comp_1+VOA_att_comp_2

＝K₁×(casetemp-casetemp_thr)+K₂×(gain_max-gain_set)+K₃×GT_set+K₄×(outputPwr-inputPwr-gain_set)+B+VOA_att_comp_base

其中，VOA_att为VOA的衰减补偿量，VOA_att_comp_base为VOA的基础衰减量，VOA_att_comp_1为第一衰减补偿量，VOA_att_comp_2为第二衰减补偿量，casetemp为模块壳体温度，用于代替铒纤温度使用，casetemp_thr为模块壳体温度门限值，用于代替铒纤温度门限值使用，gain_max为最大增益值，gain_set为目标增益值，GT_set为目标增益斜率，outputPwr为最大输出光功率，inputPwr为输入光功率，B为VOA的基本损耗值，K₁、K₂、K₃和K₄分别为铒纤温度差值、增益差值、目标增益斜率和功率差值的相应系数。

其中，由本领域技术人员分析设定casetemp_thr为50℃，gain_max为18dB，outputPwr为21dBm。

对各参数进行定标的过程如图4所示，具体包括：

在步骤401中，在GT(即EDFA的增益斜率)设置范围内，使用频谱仪观测增益斜率每增加1dB，相应VOA衰减值的减小量，实现上式中K₃定标，定标得到K₃值为-1.25。

在步骤402中，通过遍历模块控制范围内不同的增益设置值及其对应的输入光功率，记录需要达到目标增益斜率的VOA补偿量，以K₂、K₄和B作为线性回归的自变量，VOA_att_comp作为因变量，进行线性回归统计，定标得到相应K₂的值为0.00209，K₄的值为0.02738，B的值为-0.57769。

在步骤403中，分别在设计范围内遍历高温55℃和低温-5℃条件，以铒纤温度基准值50℃为分界线，对高于温度基准值的高温条件下的GT偏差作补偿，完成K₁_high定标，对低于温度基准值的低温条件下的GT偏差做补偿，完成K₁_low定标，如定标得到K₁_high为-0.03，K₁_low为-0.01，在计算第一衰减补偿量时，根据当前铒纤温度与温度基准值的差值，选择相应的K₁_high或K₁_low作为K₁使用。

在VOA衰减进行调节控制前，还需生成相应的查找表，具体包括：

按照1dB间隔遍历20dB衰减量，待每个衰减量设置后500ms记录衰减锁定后的DAC，根据映射关系完成0.1dB精度完成线性内插，并将内插后的衰减量和驱动DAC分别作为查找表的表地址和表项，完成查找表的写入操作，从而实现衰减调节达到0.1dB精度。

在对相应参数定标结束后，本实施例还包括：按照1dB间隔校验VOA的实际衰减量与目标衰减量之间的偏差，若偏差满足设计要求则前馈定标完成，否则检测定标条件和光路后重新定标，从而保证定标参数的准确性。

以本实施例中的参数定标方法和目标衰减量计算方法校验得到的目标增益斜率平坦度数据如图5所示，其中，inputPwr是输入光功率，gain_set为目标增益，target_tilt是目标增益斜率，test_tilt是实际增益斜率，target_test_tilt为target_tilt与test_tilt的差值，即在根据目标增益、目标增益斜率和输入光功率计算并调节VOA的衰减量后，EDFA的实际实际增益斜率与目标增益斜率的偏差，由图6可知，在设定目标增益斜率为-1时，实际增益斜率与目标增益斜率偏差小于等于±0.25。

所述对VOA衰减进行调节控制，具体包括：当设置了目标增益或目标增益斜率时，或当铒纤温度或输入光功率发生改变时，立即进行前馈调节，同时根据衰减量偏差进行反馈调节。

所述前馈调节过程如图6所示，具体包括：

在步骤501中，计算第一衰减补偿量和第二衰减补偿量，并计算得到相应的目标衰减量。

在步骤502中，根据所述第一衰减补偿量确定相应的第一调节步长和调节周期数，在每个调节周期内，根据第一调节步长、第二衰减补偿量和VOA的基础衰减量，计算得到相应每个调节周期的周期期望衰减量，并通过查表得到相应的DAC值，使用相应的DAC作为VOA的驱动电流，从而调节VOA的衰减值，直至相应对VOA调节的补偿量达到第一衰减补偿量和第二衰减补偿量的和。所述周期期望衰减量具体为：

VOA_att_expect

＝VOA_att_comp_base+VOA_att_comp_1_step+VOA_att_comp_2

其中，VOA_att_expect为周期期望衰减量，VOA_att_comp_1_step为在相应调节周期时所对应的第一衰减补偿量的分量，在第一调节步长固定时，VOA_att_comp_1_step为第一衰减补偿量在相应调节周期中的阶段衰减补偿值。

所述反馈调节过程如图7所示，具体包括：

在步骤601中，判断当前的驱动DAC值是否处于锁存状态，若处于锁存状态，进入步骤602中，否则，进入步骤603。

在步骤602中，计算VOA的实际衰减量与目标衰减量之间的衰减偏差值，判断所述衰减偏差值是否大于0.1dB，若大于0.1dB，则进入步骤607；否则，等待下一个调节周期，再进入步骤602，进行下一周期衰减偏差值的判断。

在步骤603中，计算VOA的实际衰减量与目标衰减量之间的衰减偏差值，判断所述衰减偏差值是否小于0.07dB，若小于0.07dB，则进入步骤606中，否则，进入步骤604。

在步骤604中，根据所述衰减偏差值确定相应的第二调节步长，具体为：当衰减偏差值大于1dB时，使用9作为第二调节步长；当衰减偏差值小于等于1dB且衰减偏差值大于0.6时，使用4作为第二调节步长；当衰减偏差值小于等于0.6dB且衰减偏差值大于0.3dB时，使用2作为第二调节步长；当衰减偏差值小于等于0.3dB且衰减偏差值大于0.07dB时，使用1作为第二调节步长，所述第二调节步长为对应驱动DAC值的调节值大小。进入步骤605中。

在步骤605中，使用第二调节步长对VOA的衰减量进行调节，回到步骤603中。

在步骤606中，对VOA的衰减量的驱动DAC值进行锁存，即进入锁存状态，等待下一个调节周期，进入步骤602。

在步骤607中，退出锁存状态，并进入步骤604中。

本实施例中的“第一”、“第二”没有特殊的限定的含义，之所以用其做描述仅仅是为了方便在一类对象中差异出不同的个体进行表述，不应当将其作为顺序或者其他方面带有特殊限定含义解释。

实施例3:

如图8所示，是本发明实施例的可变光衰减器的控制装置的架构示意图。

一种可变光衰减器的控制装置，包括计算模块和调节模块，具体的：

所述计算模块用于根据铒纤温度、目标增益和目标增益斜率计算得到VOA的第一衰减补偿量，并根据输入光功率计算得到VOA的第二衰减补偿量。

所述调节模块用于根据所述第一衰减补偿量对VOA的衰减量进行慢速调节，并根据所述第二衰减补偿量对VOA的衰减量进行实时调节。

作为一种优选的实现方式，如图9所示，所述调节模块包括前馈调节模块和反馈调节模块，所述前馈调节模块用于根据第一衰减补偿量和第二衰减补偿量对VOA的衰减量进行调节。

所述反馈调节模块用于计算VOA的实际衰减量与目标衰减量之间的衰减偏差值，根据所述衰减偏差值对VOA的衰减量进行调节。

其中，所述对VOA的衰减量进行调节，具体包括：根据周期期望衰减量查表得到对应的VOA驱动DAC值。

所述装置还包括子状态控制模块，用于控制VOA所处的状态，所述状态具体包括：开泵触发状态、关泵状态、升级状态及调试状态，其中，开泵触发状态时，VOA驱动电平输出线性调整区最小值，用于快速调节至目标衰减量；关泵状态时，VOA输出最大衰减对应的驱动电平；升级状态时，VOA输出前一个调整周期保持的驱动电平；调试状态时，VOA输出设置的调试电平DAC。

实施例4:

如图10所示，是本发明实施例的可变光衰减器的控制装置的架构示意图。本实施例的可变光衰减器的控制装置包括一个或多个处理器21以及存储器22。其中，图10中以一个处理器21为例。

处理器21和存储器22可以通过总线或者其他方式连接，图10中以通过总线连接为例。

存储器22作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序和非易失性计算机可执行程序，如实施例1中的可变光衰减器的控制方法。处理器21通过运行存储在存储器22中的非易失性软件程序和指令，从而执行可变光衰减器的控制方法。

存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器22可选包括相对于处理器21远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器21。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述程序指令/模块存储在所述存储器22中，当被所述一个或者多个处理器21执行时，执行上述实施例1和实施例2中的可变光衰减器的控制方法，例如，执行以上描述的图1、图2、图4、图6和图7所示的各个步骤。

值得说明的是，上述装置和系统内的模块、单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明的处理方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可变光衰减器的控制方法，其特征在于，对掺铒光纤放大器EDFA中的可变光衰减器VOA，控制所述VOA的衰减量，包括：

根据铒纤温度、目标增益和目标增益斜率计算得到VOA的第一衰减补偿量，在每个调节周期内，使用第一调节步长对所述VOA的衰减量进行调节，直至对VOA的衰减总调节量达到所述第一衰减补偿量；

根据输入光功率计算得到VOA的第二衰减补偿量，根据所述第二衰减补偿量对VOA的衰减量进行实时调节；

所述根据铒纤温度、目标增益值和目标增益斜率计算得到VOA的第一衰减补偿量，具体包括：

以当前铒纤温度减去铒纤温度基准值为铒纤温度差值；

以最大增益减去目标增益得到增益差值；

将铒纤温度差值、增益差值和目标增益斜率分别乘以相应的系数，再与基础补偿值相加得到所述第一衰减补偿量；

所述根据输入光功率计算得到VOA的第二衰减补偿量，具体包括：

使用最大输出光功率减去目标增益，得到最大输入光功率；

以最大输入光功率减去当前输入光功率作为输入光功率差值；

将所述输入光功率差值乘以相应的系数得到所述第二衰减补偿量。

2.根据权利要求1所述的可变光衰减器的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述第一衰减补偿量和第二衰减补偿量计算得到VOA的目标衰减量；

每间隔一个或多个调节周期，计算VOA的实际衰减量与目标衰减量之间的衰减偏差值；

当所述衰减偏差值大于第一门限值时，根据所述衰减偏差值调节VOA的衰减量，直至所述衰减偏差值小于第二门限值，对用于驱动VOA的DAC值进行锁存；其中，所述第一门限值大于等于所述第二门限值。

3.根据权利要求2所述的可变光衰减器的控制方法，其特征在于，所述根据所述衰减偏差值调节VOA的衰减量，具体包括：

根据所述衰减偏差值所处的范围区间，确定相应的第二调节步长，使用相应的第二调节步长对VOA的衰减量进行调节，以减小VOA的衰减偏差值。

4.根据权利要求3所述的可变光衰减器的控制方法，其特征在于，所述对VOA的衰减量进行调节，具体包括：

计算得到VOA的周期期望衰减量，根据所述周期期望衰减量查表获得相应的DAC值，使用所述DAC值驱动VOA。

5.根据权利要求1所述的可变光衰减器的控制方法，其特征在于，在根据铒纤温度、目标增益和目标增益斜率计算得到VOA的第一衰减补偿量之前，还包括：

保持铒纤温度不变，在不同目标增益和不同输入光功率条件下，记录需要达到目标增益斜率的VOA衰减量，通过线性回归确定增益差值和输入光功率差值的相应系数。

6.根据权利要求1所述的可变光衰减器的控制方法，其特征在于，在根据铒纤温度、目标增益和目标增益斜率计算得到VOA的第一衰减补偿量之前，还包括：

调节用于驱动VOA的DAC值，使按照第一预设间隔遍历VOA设计范围内的所有衰减量，生成衰减量与相应DAC值之间的对应关系，并按照第二预设间隔对相应衰减量与相应DAC值之间的对应关系进行线性内插，根据线性内插后的衰减量与DAC值之间的对应关系，生成并写入查找表，以用于对VOA的衰减量进行调节；其中，所述第二预设间隔小于所述第一预设间隔。

7.一种可变光衰减器的控制装置，其特征在于，包括计算模块和调节模块，具体的：

所述计算模块用于根据铒纤温度、目标增益和目标增益斜率计算得到VOA的第一衰减补偿量，并根据输入光功率计算得到VOA的第二衰减补偿量；

所述调节模块用于在每个调节周期内，使用第一调节步长对所述VOA的衰减量进行调节，直至对VOA的衰减总调节量达到所述第一衰减补偿量，并根据所述第二衰减补偿量对VOA的衰减量进行实时调节；

所述根据铒纤温度、目标增益值和目标增益斜率计算得到VOA的第一衰减补偿量，具体包括：

以当前铒纤温度减去铒纤温度基准值为铒纤温度差值；

以最大增益减去目标增益得到增益差值；

将铒纤温度差值、增益差值和目标增益斜率分别乘以相应的系数，再与基础补偿值相加得到所述第一衰减补偿量；

所述根据输入光功率计算得到VOA的第二衰减补偿量，具体包括：

使用最大输出光功率减去目标增益，得到最大输入光功率；

以最大输入光功率减去当前输入光功率作为输入光功率差值；

将所述输入光功率差值乘以相应的系数得到所述第二衰减补偿量。