WO2012065424A1 - 色散补偿的调整方法和装置 - Google Patents

Description

色散 M尝的调整方法和装置 技术领域 本发明涉及光纤传输领域， 具体而言， 涉及一种色散补偿的调整方法和装 置。 背景技术 近几年来， 随着光传输系统速度的提高和容量的增大， 以 DQPSK ( Differential Quadrature Phase Shift Keying, 差分四 ^^目移键控 ) 为代表的光 相位调制方法越来越受到业界的重视。 DQPSK调制方法， 是以光波的四个不 同相位来代表不同的数据信号， 因此其码元速度只有传统光幅度调制方法的一 半。 由于 DQPSK调制方式具有更加优越的性能， 更加适用于大容量、 长距离 的光传输系统。 传统的 DQPSK接收端釆用手动调整的接收技术， 在光延时千扰仪（ Delay Line Interference, 简称为 DLI ) 进行相位调整时， TDC ( Tunable Chromatic Dispersion Compensation, 可调色散补偿）模块没有将色散补偿调整到合适的 取值， 而是， 系统在 LOF状态下进行 DLI相位调整， DLI相位调整完毕后， 再进行匹配搜索 （Pattern Search ), 寻找正确的 I, Q两路相位组合， 直至丢帧 ( Lost of Frame, 简称为 LOF )消失， 最后再根据 FEC反馈的误码率进行性能 优化调整。 其中， DLI相位调整时间较长， 这大大延长了系统初始化时间， 降 低了系统的响应速度。 此外， 现在已知接收端接收技术不能用于非相千接收中， 这是因为非相千 接收首先要求色散调整在一个大致合适的范围内， 调整间隔为 lOOps/nm, 保证 系统能搜索到有效误码率， 以便系统能搜索到帧头， 此时系统的 LOF消失， 再 进行 TDC微调， 调整间隔为 5〜 10 ps/nm , 优化系统纠错前误码率。 因此， 在现有技术中， 由于没有对 TDC模块的输出进行自动调整， 使得 系统接收端调整时间较长。 发明内容 针对现有技术中系统接收端调整时间较长的问题而提出本发明， 为此， 本 发明的主要目的在于提供一种色散补偿的调整方法和装置， 以解决上述问题至 少之一。 为了实现上述目的， 根据本发明的一个方面， 提供了一种色散补偿的调整 方法， 其包括： 获取可调色散补偿模块在预定的色散取值范围内以预定步长调 整的多个色散值； 计算与每一个输出的色散值对应的峰值信号对比度， 并在计 算得到的上述峰值信号对比度中选择取值最大的峰值信号对比度； 将与上述取 值最大的峰值信号对比度对应的色散控制电压输入给上述可调色散补偿模块， 以使上述可调色散补偿模块输出与上述取值最大的峰值信号对比度对应的色 散值。 获取可调色散补偿模块在预定的色散取值范围内以预定步长调整的多个 色散值的步骤还包括： 上述可调色散补偿模块从上述预定的色散取值范围中的 最小值开始以每次递增上述预定步长的方式输出色散值， 直到超过上述预定的 色散取值范围中的最大值， 其中， 每次输出的色散值与上述可调色散补偿模块 接收到的色散控制电压相对应。 获取可调色散补偿模块在预定的色散取值范围内以预定步长调整的多个 色散值的步骤还包括： 上述可调色散补偿模块从上述预定的色散取值范围中的 最大值开始以每次递减上述预定步长的方式输出色散值， 直到小于上述预定的 色散取值范围中的最小值， 其中， 每次输出的色散值与上述可调色散补偿模块 接收到的色散控制电压相对应。 计算与每一个输出的色散值对应的峰值信号对比度的步骤包括： 获取与每 一个输出的色散值对应的若千个周期的电信号； 计算每个周期内的电信号的最 大值与最小值的差值， 得到该周期内的峰值信号对比度； 从上述若千个周期的 峰值信号对比度中选择取值最大的峰值信号对比度作为与该色散值对应的峰 值信号对比度。 由设置在双平衡接收机中的峰值信号探测器检测与每一个输出的色散值 对应的若千个周期的电信号的峰值； 由设置在上述双平衡接收机中的处理器来 计算与每一个输出的色散值对应的峰值信号对比度， 并在计算得到的上述峰值 信号对比度中选择取值最大的峰值信号对比度， 其中， 上述可调色散补偿模块 经光解调器与上述双平衡接收机相连。 上述预定步长的取值范围为 50ps/nm-100ps/nm。 为了实现上述目的， 根据本发明的另一方面， 提供了一种色散补偿的调整 装置， 其包括： 获取单元， 设置为获取可调色散补偿模块在预定的色散取值范 围内以预定步长调整的多个色散值； 处理单元， 设置为计算与每一个输出的色 散值对应的峰值信号对比度， 并在计算得到的上述峰值信号对比度中选择取值 最大的峰值信号对比度； 反馈单元， 设置为将与上述取值最大的峰值信号对比 度对应的色散控制电压输入给上述可调色散补偿模块， 以使上述可调色散补偿 模块输出与上述取值最大的峰值信号对比度对应的色散值。 上述获取单元包括： 第一获取模块， 设置为获取由上述可调色散补偿模块 输出的色散值， 其中， 上述可调色散补偿模块从上述预定的色散取值范围中的 最小值开始以每次递增上述预定步长的方式输出上述色散值， 直到超过上述预 定的色散取值范围中的最大值， 其中， 每次输出的色散值与上述可调色散补偿 模块接收到的色散控制电压相对应； 第二获取模块， 设置为获取由上述可调色 散补偿模块输出的色散值， 其中， 上述可调色散补偿模块从上述预定的色散取 值范围中的最大值开始以每次递减上述预定步长的方式输出上述色散值， 直到 小于上述预定的色散取值范围中的最小值， 每次输出的色散值与上述可调色散 补偿模块接收到的色散控制电压相对应。 上述处理单元包括： 获取模块， 设置为获取与每一个输出的色散值对应的 若千个周期的电信号； 计算模块， 设置为计算每个周期内的电信号的最大值与 最小值的差值， 得到该周期内的峰值信号对比度； 选择模块， 设置为从上述若 千个周期的峰值信号对比度中选择取值最大的峰值信号对比度作为与该色散 值对应的峰值信号对比度。 上述色散补偿的调整装置设置双平衡接收机中， 其中， 上述可调色散补偿 模块经光解调器与上述双平衡接收机相连。 在本发明中， 通过闭环自动调整 TDC模块输出的色散值， 减少了系统接 收端调整时间， 而且本发明具有灵活、 低成本的特点。 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述， 并且， 部分地从说明 书中变得显而易见， 或者通过实施本发明而了解。 本发明的目的和其他优点可 通过在所写的说明书、 权利要求书、 以及附图中所特别指出的结构来实现和获 得。 附图说明 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解， 构成本申请的一部 分， 本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不 当限定。 在附图中： 图 1是根据本发明实施例的色散补偿的调整方法的一种优选的流程图； 图 2是根据本发明实施例的 DQPSK接收端的一种优选的结构示意图； 图 3是才艮据本发明实施例的 DQPSK接收端的另一种优选的结构示意图； 图 4是根据本发明实施例的 DQPSK接收端的测试数据的示意图； 图 5 是根据本发明实施例的色散补偿的调整装置的一种优选的结构示意 图。 具体实施方式 下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 需要说明的是， 在不 冲突的情况下， 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 实施例 1 图 1是根据本发明实施例的色散补偿的调整方法的一种优选的流程图， 其 包括如下步骤：

S 102, 获取可调色散补偿模块在预定的色散取值范围内以预定步长调整的 多个色散值；

S 104, 计算与每一个输出的色散值对应的峰值信号对比度， 并在计算得到 的上述峰值信号对比度中选择取值最大的峰值信号对比度；

S 106, 将与上述取值最大的峰值信号对比度对应的色散控制电压输入给上 述可调色散补偿模块， 以使上述可调色散补偿模块输出与上述取值最大的峰值 信号对比度对应的色散值。 在本优选的实施例中， 可以根据反馈的峰值信号对比度， 通过闭环控制自 动将 TDC调整到合适值， 优化接收端性能， 大大缩短了光模块的调整时间， 简化了传输系统结构。 优选的， 获取可调色散补偿模块在预定的色散取值范围内以预定步长调整 的多个色散值的步骤还包括： 所述可调色散补偿模块从所述预定的色散取值范 围中的最小值开始以每次递增所述预定步长的方式输出色散值， 直到超过所述 预定的色散取值范围中的最大值， 其中， 每次输出的色散值与所述可调色散补 偿模块接收到的色散控制电压相对应。 在本优选的实施例中， 通过在递增的方 式， 可以快速地遍历色散值， 从而缩短了查找合适色散值的时间。 优选的， 获取可调色散补偿模块在预定的色散取值范围内以预定步长调整 的多个色散值的步骤还包括： 所述可调色散补偿模块从所述预定的色散取值范 围中的最大值开始以每次递减所述预定步长的方式输出色散值， 直到小于所述 预定的色散取值范围中的最小值， 其中， 每次输出的色散值与所述可调色散补 偿模块接收到的色散控制电压相对应。 在本优选的实施例中， 通过在递减的方 式， 可以快速地遍历色散值， 从而缩短了查找合适色散值的时间。 优选的， 计算与每一个输出的色散值对应的峰值信号对比度的步骤包括： 获取与每一个输出的色散值对应的若千个周期的电信号； 计算每个周期内的电 信号的最大值与最小值的差值， 得到该周期内的峰值信号对比度； 从所述若千 个周期的峰值信号对比度中选择取值最大的峰值信号对比度作为与该色散值 对应的峰值信号对比度。 在本优选的实施例中， 通过在若千周期内选取峰值信 号对比度， 提高了色散值调整的准确性。 优选的， 由设置在双平衡接收机中的峰值信号探测器检测与每一个输出的 色散值对应的若千个周期的电信号的峰值； 由设置在所述双平衡接收机中的处 理器来计算与每一个输出的色散值对应的峰值信号对比度， 并在计算得到的所 述峰值信号对比度中选择取值最大的峰值信号对比度， 其中， 所述可调色散补 偿模块经光解调器与所述双平衡接收机相连。 在本优选的实施例中， 通过在双 平衡内部设置峰值信号探测器， 可以有效地减少对峰值信号探测器的千扰， 进 一步提高了色散值调整的准确性。 当然， 峰值信号探测器也可以设置于双平衡 的夕卜部或其他元件内部。 优选的， 所述预定步长的取值范围为 50ps/nm-100ps/nm。 发明人经过试验 发现当预定步长小于 50ps/nm 时， 调整时间过长； 当预定步长大于 lOOps/nm 时， 又会造成调整的精确度不高。 因此， 在本优选的实施例中， 预定步长的取 值范围既保证了较短的调整时间又保证了调整的精确度。 实施例 2 在接收端， 光信号首先经掺铒光纤放大器 （EDFA )放大， 放大后光信号 用 TDC模块补偿长纤后的残余色散， 再通过 DQPSK 解调器来实现光相位解 调的工作， DLI输出的四路光信号进入双平衡接收机， 完成光电转换， 接收端 的峰值信号检测器检测接收到的光信号峰值并转化为电压信号输出。 定义峰值 信号最大值和最小值之差为峰值信号对比度， 理论计算表明， 当色散值不合适 时， 峰值信号对比度变小； 当色散值合适时， 峰值信号对比度变大。 图 2是才艮据本发明实施例的 DQPSK接收端的一种优选的结构示意图。 在 本实施例中， 如图 2所示， DQPSK接收端包括： DQPSK光解调制器 201、 双 平衡接收机 202、 信号放大单元 203、 信号釆集单元 204、 信号处理单元 205、 反馈控制单元 206、 掺铒光纤放大器 (EDFA)207、 以及 TDC模块 208。 DQPSK 接收端中的上述各个部件之间的连接关系如图 2所示。 具体的， DQPSK光解调制器 201设置为完成 DQPSK光信号的解码， 双平 衡接收机 202设置为完成解码后光信号的光电转换， 其中集成的峰值信号检测 器输出接收到电信号的峰值， 这需要在短时间遍历 DLI相位 (0〜360度)， 可得 到 2〜3个周期的峰值信号。 信号放大单元 203主要设置为完成峰值信号电压的放大功能， 因为接收机 输出的峰值信号幅度较小， 需经过放大后才能准确检测。 信号釆集单元 204主 要设置为釆集放大后的峰值信号并转换为数字量， 便于后续处理。 信号处理单 元 205设置为首先根据遍历 DLI相位得到的峰值信号计算得出每个色散值对应 的峰值信号对比度， 再将每个色散值对应的峰值信号对比度进行比较， 得到取 值最大的峰值信号对比度。 根据比较结果控制反馈控制单元 206输出的色散控 制电压， 进而控制 TDC模块 208输出的色散值。 在本实施例中， 通过闭环控制可找到峰值信号对比度的最大值， 此时已将 TDC的色散值调整到最合适处， 闭环控制会停止。 具体调试步骤流程可以参考 图 1所示的方法。 此外， 在本优选的实施例中， 通过在双平衡内部设置峰值信号探测器， 可 以有效地减少对峰值信号探测器的千扰， 进一步提高了色散值调整的准确性。 当然， 本发明不限于此， 峰值信号探测器也可以设置于双平衡的外部或其他元 件内部。 实施例 3 图 3是才艮据本发明实施例的 DQPSK接收端的另一种优选的结构示意图。 如图 3所示， DQPSK接收端包括： DQPSK光解调制器 301、双平衡接收机 302、 信号放大单元 303(包括运放电路）、信号釆集单元 304(包括模数转换器 ADC )、 信号处理单元 305 (包括微处理器 MCU )、 反馈控制单元 306 (包括数模转换 器 DAC ), 掺铒光纤放大器 （ EDFA ) 307、 以及 TDC模块 308。 DQPSK接收 端中的上述各个部件之间的连接关系如图 2所示。 输入光信号经过 EDFA放大， 再经过 TDC色散调整， 然后由 DQPSK 光 解调制器完成光信号解码， 经解码后的光信号由双平衡接收机完成光电转换， 双平衡接收机的峰值信号检测器输出电压 VPDET由运算放大器完成放大和平 移功能， 运算放大器输出电压送入 ADC 中完成模数转换， 再送到 MCU 中， MCU通过控制 DAC的输出进而控制 TDC, 改变 TDC的调整值， 相应峰值信 号会改变， 通过 ADC进入 MCU的信号幅度取值也会改变， MCU可根据峰值 信号对比度的比较结果继续调整 TDC, 直到寻找到峰值信号对比度的最大值， 此时 TDC已调整到合适值。 实际测试数据可见图 4, 当色散为 500ps是为最佳 色散值， 此时对应的峰值信号对比度最大。 在本实施例中， 通过闭环控制可找到峰值信号对比度的最大值， 此时已将 TDC的色散值调整到最合适处， 闭环控制会停止。 具体调试步骤流程可以参考 图 1所示的方法。 此外， 在本优选的实施例中， 通过在双平衡接收机内部设置峰值信号探测 器， 可以有效地减少对峰值信号探测器的千扰， 进一步提高了色散值调整的准 确性。 当然， 本发明不限于此， 峰值信号探测器也可以设置于双平衡接收机的 外部或其他元件内部。 实施例 4 图 5 是根据本发明实施例的色散补偿的调整装置的一种优选的结构示意 图， 其包括： 获取单元 502 , 设置为获取可调色散补偿模块在预定的色散取值 范围内以预定步长调整的多个色散值； 处理单元 504 , 与获取单元 502连接， 设置为计算与每一个输出的色散值对应的峰值信号对比度， 并在计算得到的所 述峰值信号对比度中选择取值最大的峰值信号对比度； 反馈单元 506 , 与处理 单元 504连接， 设置为将与所述取值最大的峰值信号对比度对应的色散控制电 压输入给所述可调色散补偿模块， 以使所述可调色散补偿模块输出与所述取值 最大的峰值信号对比度对应的色散值。 在本优选的实施例中， 可以根据反馈的峰值信号对比度， 通过闭环控制自 动将 TDC调整到合适值， 优化接收端性能， 大大缩短了光模块的调整时间， 简化了传输系统结构。 优选的， 所述获取单元 502包括： 第一获取模块， 设置为获取由所述可调 色散补偿模块输出的色散值， 其中， 所述可调色散补偿模块从所述预定的色散 取值范围中的最小值开始以每次递增所述预定步长的方式输出所述色散值， 直 到超过所述预定的色散取值范围中的最大值， 其中， 每次输出的色散值与所述 可调色散补偿模块接收到的色散控制电压相对应； 第二获取模块， 设置为获取 由所述可调色散补偿模块输出的色散值， 其中， 所述可调色散补偿模块从所述 预定的色散取值范围中的最大值开始以每次递减所述预定步长的方式输出所 述色散值， 直到小于所述预定的色散取值范围中的最小值， 每次输出的色散值 与所述可调色散补偿模块接收到的色散控制电压相对应。 在本优选的实施例 中， 通过在递增或递减的方式， 可以快速地遍历色散值， 从而缩短了查找合适 色散值的时间。 优选的， 所述处理单元 504包括： 获取模块， 设置为获取与每一个输出的 色散值对应的若千个周期的电信号； 计算模块， 设置为计算每个周期内的电信 号的最大值与最小值的差值， 得到该周期内的峰值信号对比度； 选择模块， 设 置为从所述若千个周期的峰值信号对比度中选择取值最大的峰值信号对比度 作为与该色散值对应的峰值信号对比度。 在本优选的实施例中， 通过在若千周 期内选取峰值信号对比度， 提高了色散值调整的准确性。 优选的， 所述色散补偿的调整装置设置双平衡接收机中， 其中， 所述可调 色散补偿模块经光解调器与所述双平衡接收机相连。 在本优选的实施例中， 通 过在双平衡内部设置色散补偿的调整装置， 可以有效地减少对色散补偿的调整 装置的千扰， 进一步提高了色散值调整的准确性。 当然， 本发明的色散补偿的 调整装置也可以设置于双平衡的外部或其他元件内部。 优选的， 所述预定步长的取值范围为 50ps/nm-100ps/nm。 发明人经过试验 发现当预定步长小于 50ps/nm时， 调整时间过长； 当当预定步长大于 lOOps/nm 时， 又会造成调整的精确度不高。 因此， 在本优选的实施例中， 预定步长的取 值范围既保证了较短的调整时间又保证了调整的精确度。 需要说明的是， 在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行 指令的计算机系统中执行， 并且， 虽然在流程图中示出了逻辑顺序， 但是在某 些情况下， 可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步 4聚。 显然， 本领域的技术人员应该明白， 上述的本发明的各模块或各步骤可以 用通用的计算装置来实现， 它们可以集中在单个的计算装置上， 或者分布在多 个计算装置所组成的网络上， 可选地， 它们可以用计算装置可执行的程序代码 来实现， 从而， 可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行， 或者将它们 分别制作成各个集成电路模块， 或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集 成电路模块来实现。 这样， 本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。 以上所述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 ^"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

权 利 要 求 书

1. 一种色散补偿的调整方法， 包括：

获取可调色散补偿模块在预定的色散取值范围内以预定步长调整的 多个色散值；

计算与每一个输出的色散值对应的峰值信号对比度， 并在计算得到 的所述峰值信号对比度中选择取值最大的峰值信号对比度；

将与所述取值最大的峰值信号对比度对应的色散控制电压输入给所 述可调色散补偿模块， 以使所述可调色散补偿模块输出与所述取值最大 的峰值信号对比度对应的色散值。

2. 根据权利要求 1所述的方法， 其中， 获取可调色散补偿模块在预定的色 散取值范围内以预定步长调整的多个色散值的步骤还包括：

所述可调色散补偿模块从所述预定的色散取值范围中的最小值开始 以每次递增所述预定步长的方式输出色散值， 直到超过所述预定的色散 取值范围中的最大值， 其中， 每次输出的色散值与所述可调色散补偿模 块接收到的色散控制电压相对应。

3. 根据权利要求 1所述的方法， 其中， 获取可调色散补偿模块在预定的色 散取值范围内以预定步长调整的多个色散值的步骤还包括：

所述可调色散补偿模块从所述预定的色散取值范围中的最大值开始 以每次递减所述预定步长的方式输出色散值， 直到小于所述预定的色散 取值范围中的最小值， 其中， 每次输出的色散值与所述可调色散补偿模 块接收到的色散控制电压相对应。

4. 根据权利要求 1所述的方法， 其中， 计算与每一个输出的色散值对应的 峰值信号对比度的步骤包括：

获取与每一个输出的色散值对应的若千个周期的电信号； 计算每个周期内的电信号的最大值与最小值的差值， 得到该周期内 的峰值信号对比度；

从所述若千个周期的峰值信号对比度中选择取值最大的峰值信号对 比度作为与该色散值对应的峰值信号对比度。

5. 根据权利要求 1或 4所述的方法， 其中， 由设置在双平衡接收机中的峰 值信号探测器检测与每一个输出的色散值对应的若千个周期的电信号的 峰值； 由设置在所述双平衡接收机中的处理器来计算与每一个输出的色 散值对应的峰值信号对比度， 并在计算得到的所述峰值信号对比度中选 择取值最大的峰值信号对比度， 其中， 所述可调色散补偿模块经光解调 器与所述双平衡接收机相连。

6. 根据权利要求 1至 4中任一项所述的方法， 其中， 所述预定步长的取值 范围为 5 Op s/nm- 10 Op s/nm„

7. 一种色散补偿的调整装置， 包括：

获取单元， 设置为获取可调色散补偿模块在预定的色散取值范围内 以预定步长调整的多个色散值；

处理单元， 设置为计算与每一个输出的色散值对应的峰值信号对比 度， 并在计算得到的所述峰值信号对比度中选择取值最大的峰值信号对 比度；

反馈单元， 设置为将与所述取值最大的峰值信号对比度对应的色散 控制电压输入给所述可调色散补偿模块， 以使所述可调色散补偿模块输 出与所述取值最大的峰值信号对比度对应的色散值。

8. 根据权利要求 7所述的装置， 其中， 所述获取单元包括：

第一获取模块 ,设置为获取由所述可调色散补偿模块输出的色散值 , 其中， 所述可调色散补偿模块从所述预定的色散取值范围中的最小值开 始以每次递增所述预定步长的方式输出所述色散值， 直到超过所述预定 的色散取值范围中的最大值， 其中， 每次输出的色散值与所述可调色散 补偿模块接收到的色散控制电压相对应；

第二获取模块，设置为获取由所述可调色散补偿模块输出的色散值， 其中， 所述可调色散补偿模块从所述预定的色散取值范围中的最大值开 始以每次递减所述预定步长的方式输出所述色散值， 直到小于所述预定 的色散取值范围中的最小值， 每次输出的色散值与所述可调色散补偿模 块接收到的色散控制电压相对应。

9. 根据权利要求 7所述的装置， 其中， 所述处理单元包括： 获取模块， 设置为获取与每一个输出的色散值对应的若千个周期的 电信号；

计算模块， 设置为计算每个周期内的电信号的最大值与最小值的差 值， 得到该周期内的峰值信号对比度；

选择模块， 设置为从所述若千个周期的峰值信号对比度中选择取值 最大的峰值信号对比度作为与该色散值对应的峰值信号对比度。

10. 根据权利要求 7所述的装置， 其中， 所述色散补偿的调整装置设置双平 衡接收机中， 其中， 所述可调色散补偿模块经光解调器与所述双平衡接 收机相连。