專利名稱：一種多子信道的增益平坦裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信系統(tǒng)中子信道增益的調(diào)整，具體來講涉及一種多子信道的增益平坦裝置及方法。
背景技術(shù)：
帶寬呈指數(shù)速率增長帶來光網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)升級，高譜效率、帶寬靈活可調(diào)成為下一代大容量光傳輸系統(tǒng)的重要目標?；诙嘧有诺赖恼{(diào)制和傳輸方案能充分利用頻譜資源，構(gòu)建Tbit級別的超寬信道，且能實現(xiàn)帶寬靈活可調(diào)，成為下一代光傳輸系統(tǒng)的重要可選方案。多子信道通過合并多個頻譜連續(xù)的光子信道以承載所需的帶寬容量，其中光子載波可通過多光源、超連續(xù)譜等多種方式產(chǎn)生，滿足頻譜間隔固定、載波不相干等要求，加載數(shù)據(jù) 后可構(gòu)成超寬光信道?；诙嘧有诺缹崿F(xiàn)Tbit級的大容量光傳輸已有大量研究，實驗中發(fā)現(xiàn)構(gòu)建的超寬光信道增益并不平坦，整個波長范圍內(nèi)增益有高低起伏。這是因為組成超寬光信道的光子信道波長分布范圍很寬，光鏈路中各級放大器對不同波長信號的增益不一致，增益的差異在長距傳輸中被累積放大，導(dǎo)致接收信號的光譜起伏變形，不同子信道的信噪比和誤碼率差別很大。這種增益不平坦的現(xiàn)象在超寬連續(xù)譜中廣泛存在，而且譜寬越寬、中繼級數(shù)越多，調(diào)整難度越大，需要通過動態(tài)的監(jiān)測和調(diào)整才能保證多子信道構(gòu)建的超寬光信道的傳輸性能。增益平坦成為一個必須解決的問題。已有實驗報道了通過光譜儀配合波長選擇開關(guān)的監(jiān)控-反饋控制裝置和方法，如圖I所示，分光器從光鏈路中分光送入到光譜儀，光譜儀監(jiān)測到光譜后，再由計算機處理計算出不同子信道的補償量，反饋到波長選擇開關(guān)，波長選擇開關(guān)再控制光譜的整型。該方案可實現(xiàn)對不同子信道的增益平坦，通過自動反饋控制可避免手工調(diào)整的不精確和延時，不同子信道的平坦度可以控制在O. 5dB以內(nèi)，可以滿足增益平坦要求。但是，該方案使用光譜儀過于昂貴，且各設(shè)備集成度低，不利于在實際工程中大范圍采用，因此，需要找到一種簡便的實現(xiàn)方案，替代光譜儀和電腦進行自動監(jiān)控，實現(xiàn)多子信道構(gòu)建超寬信道中的增益平坦。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種多子信道的增益平坦裝置及方法，不使用光譜儀，降低硬件成本，實現(xiàn)多子信道增益的自動監(jiān)控，設(shè)備集成度高，利于大范圍采用。為達到以上目的，本發(fā)明提供一種多子信道的增益平坦裝置，包括波長選擇開關(guān)、光放大器和分光器，還包括可調(diào)濾波器、光功率探測器和控制單元，上述所有部件構(gòu)成多子信道頻譜的監(jiān)控回路，控制單元控制波長選擇開關(guān)和可調(diào)濾波器，輸入信號進入波長選擇開關(guān)，在波長選擇開關(guān)輸出后，經(jīng)過光放大器后進入分光器，分光器分出部分功率的信號光反饋送入可調(diào)濾波器，可調(diào)濾波器濾出部分子信道的信號光輸入光功率探測器，光功率探測器將探測結(jié)果輸入控制單元，控制單元計算不同子信道對應(yīng)的衰減量，并控制波長選擇開關(guān)實現(xiàn)增益平坦。 本發(fā)明還提供一種基于上述多子信道增益平坦裝置的增益平坦方法，包括如下步驟S1.首次信號光通過時，波長選擇開關(guān)設(shè)置為光全部通過，信號光依次經(jīng)光放大器放大、分光器分光后，部分信號光反饋至可調(diào)濾波器；S2.控制單元調(diào)整可調(diào)濾波器的濾波中心波長和濾波寬度，可調(diào)濾波器從輸入的信號光中濾取上述濾波中心波長和濾波寬度范圍內(nèi)的頻譜進入光功率探測器；S3.光功率探測器測得可調(diào)濾波器對準濾波中心波長后穩(wěn)定的光功率；S4.控制單元判斷并控制可調(diào)濾波器循環(huán)掃描不同子信道，得到超寬光信道所占用波長范圍內(nèi)的功率譜分布；S5.根據(jù)所述功率譜分布，以各子信道功率中間值為基準，算出各子信道對應(yīng)的衰減調(diào)整值，向波長選擇開關(guān)輸出不同子信道對應(yīng)的光衰減設(shè)置；S6.波長選擇開關(guān)通過光衰減設(shè)置實現(xiàn)超寬光信道范圍內(nèi)的增益平坦，輸出期望的平坦波形，轉(zhuǎn)入S2。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述S2中可調(diào)濾波器的截取頻率位于超寬光信道各子信道中心，每個濾波中心波長對準超寬光信道對應(yīng)子信道的中心波長。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述S2中符合條件的頻譜為濾波寬度小于對應(yīng)的子信道的頻譜寬度。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述S4中，控制單元判斷是否掃描完整個超寬光信道，若是，則直接進入S5 ;若否，調(diào)整可調(diào)濾波器的濾波中心波長和濾波寬度，重復(fù)步驟S2和S3，直至得到超寬光信道波長范圍內(nèi)的所有子信道功率譜分布后，進入S5。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述S5中各子信道對應(yīng)的衰減調(diào)整值，即為以各子信道功率的中間值為基準，算出各子信道需增減的光功率。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述S5中，調(diào)整各子信道對應(yīng)的衰減調(diào)整值，滿足逐步收斂的要求，逐步逼近預(yù)期的平坦波形。本發(fā)明的有益效果在于I.所述多子信道的增益平坦裝置可應(yīng)用于光傳輸系統(tǒng)的鏈路各處，實現(xiàn)光多子信道的整形，裝置中各部件可分離或以各種方式組合。2.所述多子信道的增益平坦方法，基于反饋控制方案，可實現(xiàn)光多子信道的增益自動連續(xù)監(jiān)控，保持系統(tǒng)性能長期穩(wěn)定。3.通過掃描監(jiān)測不同子信道的功率，控制波長選擇開關(guān)適時調(diào)整各光子信道的增益，獲得平整的增益曲線。由于動態(tài)掃描周期短，控制的精度高，能獲得最優(yōu)的監(jiān)控效果。4.可調(diào)濾波器和光功率探測器可替代光譜儀記錄比較不同子信道處的功率，控制單元可基于低速簡單DSP甚至單片機實現(xiàn)，可代替電腦等龐大設(shè)備。5.由于多子信道的增益平坦裝置不采用光譜儀，硬件實現(xiàn)成本較低，便于集成，可用于實際大量部署。


圖I為背景技術(shù)中基于光譜儀和波長選擇開關(guān)的監(jiān)控-反饋控制裝置；圖2為本發(fā)明實施例多子信道的增益平坦裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明多子信道的增益平坦方法的流程圖。
附圖標記波長選擇開關(guān)1，光放大器2，分光器3，可調(diào)濾波器4，光功率探測器5，控制單元6。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。如圖2所示，本發(fā)明多子信道的增益平坦裝置，包括波長選擇開關(guān)I、光放大器2和分光器3、可調(diào)濾波器4、光功率探測器5和控制單元6，上述所有部件構(gòu)成多子信道的頻譜監(jiān)控回路，控制單元6控制波長選擇I開關(guān)和可調(diào)濾波器4，輸入信號進入波長選擇開關(guān)1，在波長選擇開關(guān)I衰減后，經(jīng)過光放大器2放大進入分光器3，分光器3分出部分功率的信號光反饋送入可調(diào)濾波器4，其中一部分光信號輸入反饋回路用于監(jiān)測，其余作為輸出信號光；可調(diào)濾波器4濾出部分子信道的信號光輸入光功率探測器5進行功率探測，光功率探測器5將探測結(jié)果輸入控制單元6，控制單元6計算不同子信道對應(yīng)的衰減量，并控制波長選擇開關(guān)I實現(xiàn)增益平坦。如圖2和圖3所示，本發(fā)明基于多子信道增益平坦裝置的增益平坦方法，包括如下步驟SI.首次信號光通過時，波長選擇開關(guān)I設(shè)置為光全部通過，信號光依次經(jīng)光放大器2放大、分光器3分光后，部分信號光反饋至可調(diào)濾波器4。S2.控制單元6調(diào)整可調(diào)濾波器4的濾波中心波長和濾波寬度，從輸入的信號光中濾取上述濾波中心波長和濾波寬度范圍內(nèi)的頻譜進入光功率探測器5。本實施例中以濾波中心波長Xi和濾波寬度(Oi為例，可調(diào)濾波器4截取的頻率應(yīng)該位于超寬光信道各子信道中心，因此中心波長λ j應(yīng)對準超寬光信道第i個子信道的中心波長,濾波寬度Qi應(yīng)小于對應(yīng)的第i個子信道的頻譜寬度。S3.光功率探測器5測得可調(diào)濾波器4對準第i個子信道中心波長λ i時穩(wěn)定的光功率。S4.控制單元6判斷并控制可調(diào)濾波器4循環(huán)掃描不同子信道，得到超寬光信道所占用波長范圍內(nèi)的功率譜分布。具體為，控制單元6判斷是否掃描完整個超寬光信道，若是，則直接進入S5 ;若否，調(diào)整可調(diào)濾波器4的濾波中心波長，重復(fù)步驟S2和S3，直至得到超寬光信道波長范圍內(nèi)的全部子信道的功率譜分布后，進入S5。在實際超寬光信道中，各子信道的寬度相等，因此可依據(jù)λ +1=λ +ω獲得各子信道中心波長，濾波寬度不變。S5.根據(jù)所述功率譜分布，以各子信道光功率中間值為基準，算出各子信道需增減的光功率，也就是各子信道對應(yīng)的衰減調(diào)整值，控制單元6向波長選擇開關(guān)I輸出超寬光信道覆蓋波長范圍內(nèi)各子信道對應(yīng)的光衰減設(shè)置。S6.波長選擇開關(guān)I根據(jù)光衰減設(shè)置實現(xiàn)超寬光信道范圍內(nèi)的增益平坦，輸出期望的平坦波形，轉(zhuǎn)入S2。本發(fā)明不局限于上述實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種多子信道的增益平坦裝置，包括波長選擇開關(guān)、光放大器和分光器，其特征在于還包括可調(diào)濾波器、光功率探測器和控制單元，上述所有部件構(gòu)成多子信道頻譜的監(jiān)控回路，控制單元控制波長選擇開關(guān)和可調(diào)濾波器，輸入信號進入波長選擇開關(guān)，在波長選擇開關(guān)輸出后，經(jīng)過光放大器后進入分光器，分光器分出部分功率的信號光反饋送入可調(diào)濾波器，可調(diào)濾波器濾出部分子信道的信號光輸入光功率探測器，光功率探測器將探測結(jié)果輸入控制單元，控制單元計算不同子信道對應(yīng)的衰減量，并控制波長選擇開關(guān)實現(xiàn)增益平坦。
2.一種基于權(quán)利要求I中所述的多子信道增益平坦裝置的增益平坦方法，其特征在于，包括如下步驟 51.首次信號光通過時，波長選擇開關(guān)設(shè)置為光全部通過，信號光依次經(jīng)光放大器放大、分光器分光后，部分信號光反饋至可調(diào)濾波器； 52.控制單元調(diào)整可調(diào)濾波器的濾波中心波長和濾波寬度，可調(diào)濾波器從輸入的信號光中濾取上述濾波中心波長和濾波寬度范圍內(nèi)的頻譜進入光功率探測器； 53.光功率探測器測得可調(diào)濾波器對準濾波中心波長后穩(wěn)定的光功率； 54.控制單元判斷并控制可調(diào)濾波器循環(huán)掃描不同子信道，得到超寬光信道所占用波長范圍內(nèi)的功率譜分布； 55.根據(jù)所述功率譜分布，以各子信道功率中間值為基準，算出各子信道對應(yīng)的衰減調(diào)整值，向波長選擇開關(guān)輸出不同子信道對應(yīng)的光衰減設(shè)置； 56.波長選擇開關(guān)通過光衰減設(shè)置實現(xiàn)超寬光信道范圍內(nèi)的增益平坦，輸出期望的平坦波形，轉(zhuǎn)入S2。
3.如權(quán)利要求2所述的多子信道增益平坦裝置的增益平坦方法，其特征在于所述S2中可調(diào)濾波器的截取頻率位于超寬光信道各子信道中心，每個濾波中心波長對準超寬光信道對應(yīng)子信道的中心波長。
4.如權(quán)利要求3所述的多子信道增益平坦裝置的增益平坦方法，其特征在于所述S2中符合條件的頻譜為濾波寬度小于對應(yīng)的子信道的頻譜寬度。
5.如權(quán)利要求I所述的多子信道增益平坦裝置的增益平坦方法，其特征在于所述S4中，控制單元判斷是否掃描完整個超寬光信道，若是，則直接進入S5 ;若否，調(diào)整可調(diào)濾波器的濾波中心波長和濾波寬度，重復(fù)步驟S2和S3，直至得到超寬光信道波長范圍內(nèi)的所有子信道功率譜分布后，進入S5。
6.如權(quán)利要求I所述的多子信道增益平坦裝置的增益平坦方法，其特征在于所述S5中各子信道對應(yīng)的衰減調(diào)整值，即為以各子信道功率的中間值為基準，算出各子信道需增減的光功率。
7.如權(quán)利要求I所述的多子信道增益平坦裝置的增益平坦方法，其特征在于所述S5中，調(diào)整各子信道對應(yīng)的衰減調(diào)整值，滿足逐步收斂的要求，逐步逼近預(yù)期的平坦波形。
全文摘要
一種多子信道的增益平坦裝置及方法，涉及光通信系統(tǒng)中子信道增益的調(diào)整，包括波長選擇開關(guān)、光放大器和分光器，還包括可調(diào)濾波器、光功率探測器和控制單元，上述所有部件構(gòu)成多子信道頻譜的監(jiān)控回路，控制單元控制波長選擇開關(guān)和可調(diào)濾波器，輸入信號進入波長選擇開關(guān)，在波長選擇開關(guān)輸出后，經(jīng)過光放大器后進入分光器，分光器分出部分功率的信號光反饋送入可調(diào)濾波器，可調(diào)濾波器濾出部分子信道的信號光輸入光功率探測器，光功率探測器將探測結(jié)果輸入控制單元，控制單元計算不同子信道對應(yīng)的衰減量，并控制波長選擇開關(guān)實現(xiàn)增益平坦；本發(fā)明不使用光譜儀，降低硬件成本，實現(xiàn)多子信道增益的自動監(jiān)控，設(shè)備集成度高，利于大范圍采用。
文檔編號H04B10/294GK102932065SQ20121045053
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者劉武, 楊奇, 羅鳴, 胡榮, 賀志學(xué) 申請人:武漢郵電科學(xué)研究院