專利名稱：發(fā)射端性能自動優(yōu)化的光傳輸系統(tǒng)及自動優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通訊領(lǐng)域中的傳輸設(shè)備，具體地說，涉及其中激光調(diào)制傳輸和接收系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動優(yōu)化而對發(fā)射端進(jìn)行自動調(diào)節(jié)的裝置，及所采用的自動控制方法。
背景技術(shù)：
光傳輸系統(tǒng)光源的特性對系統(tǒng)性能有影響，光源經(jīng)強(qiáng)度調(diào)制后，主要的特征有平均功率和啁啾。平均功率體現(xiàn)光信號輸出的強(qiáng)度，啁啾是在強(qiáng)度調(diào)制信號上附加的相位變化特性，體現(xiàn)載波的動態(tài)變化。在其它條件不變，輸入到傳輸線路中的平均功率大小對傳輸系統(tǒng)性能的影響是在平均功率較低時(shí)，由于線路中噪聲的存在使接收性能變壞(用Q值表示)；而在平均功率較高時(shí)，由于光纖傳輸?shù)姆蔷€性效應(yīng)增強(qiáng)使接收性能變壞；最優(yōu)的Q值發(fā)生在功率P適中時(shí)(圖1.a)。在其他條件不變，調(diào)制信號光啁啾強(qiáng)弱對傳輸系統(tǒng)性能的影響是首先定義啁啾系數(shù)a＝2(dΦ/dt)/(dln p/dt)，其中Φ是光信號載波的瞬時(shí)相位，p是光信號瞬時(shí)功率。當(dāng)啁啾系數(shù)a＞0、且絕對值較大時(shí)，或者啁啾系數(shù)a＜0、且絕對值較大時(shí)，接收端性能將變壞(圖1.b)；使系統(tǒng)性能最優(yōu)的啁啾系數(shù)值和線路色散等狀況有關(guān)。一般地，光源經(jīng)過強(qiáng)度調(diào)制后，會帶有一定程度的啁啾。
一般情況下設(shè)計(jì)的發(fā)射機(jī)，將平均輸出功率預(yù)定在某固定的值(或一個(gè)較小范圍內(nèi))，并盡量選擇啁啾小的調(diào)制方案，由于傳輸線路特性的差異，有時(shí)接收性能并不理想，需要在系統(tǒng)工作條件下進(jìn)行人工調(diào)整。
人工對發(fā)射機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)比較煩瑣，尤其是在光源數(shù)量較多時(shí)(例如一種160波光傳輸設(shè)備，單向發(fā)射端具有160只光發(fā)射機(jī))；長距離傳輸系統(tǒng)接收端在遠(yuǎn)端(數(shù)公里至數(shù)千公里)，因此現(xiàn)場調(diào)試很困難。
另外在波長路由光網(wǎng)絡(luò)中，光信號的傳輸通道會實(shí)時(shí)發(fā)生變化，需要對光源進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)路由變化，獲得最優(yōu)的系統(tǒng)性能。
在已公開的專利設(shè)計(jì)中，對系統(tǒng)各光接口的功率進(jìn)行調(diào)整的，多以目標(biāo)檢測點(diǎn)的功率水平為目標(biāo)，以期在接收點(diǎn)達(dá)到預(yù)定的功率要求。我們認(rèn)為，預(yù)定的功率目標(biāo)與最佳的系統(tǒng)性能并不等同，需要在光通道所承載的信號傳送質(zhì)量上來考量。
公開的美國專利申請US 20020054648(Method for equalizing channelquality differences in a WDM system)提出，可以測定所有接收機(jī)的接收性能，導(dǎo)出合適的誤碼門限，然后通過調(diào)節(jié)發(fā)射功率實(shí)現(xiàn)誤碼率的均衡，這種調(diào)節(jié)方法，目的是為了在點(diǎn)到點(diǎn)傳送時(shí)使各通道具有相同的傳輸質(zhì)量。該項(xiàng)發(fā)明僅是以功率為調(diào)節(jié)手段，不能在更大的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化，且不能進(jìn)行自動化調(diào)節(jié)。
公開的專利申請美國US 20020178417(Communication channeloptimization using forward error correction statistics)提出，用FEC(前向糾錯(cuò))裝置在接收端統(tǒng)計(jì)誤碼發(fā)生情況，然后將調(diào)節(jié)指令發(fā)送到發(fā)射端。調(diào)節(jié)發(fā)射端性能使誤碼降低(例如調(diào)節(jié)功率)。公開的專利申請US 20030016695(System and method for automatic optimization of optical communicationsystems)中進(jìn)一步提出，用FEC裝置在接收端周期性地統(tǒng)計(jì)誤碼，然后根據(jù)結(jié)果調(diào)節(jié)發(fā)射端所有性能參數(shù)，例如波長、相位、RZ(歸零)系數(shù)等，統(tǒng)計(jì)、比較、調(diào)整反復(fù)進(jìn)行。公開的專利申請US 20020039217(Method ofadaptive signal degradation compensation)也提出，對于有FEC編碼的信號，在接收端確定降級系數(shù)，然后反饋到發(fā)射端，根據(jù)結(jié)果調(diào)節(jié)預(yù)啁啾性質(zhì)，使系統(tǒng)性能得到優(yōu)化。這些專利申請所聲明的裝置，均限于信號帶有FEC編碼的光傳輸系統(tǒng)。
公開的專利申請US 20020048062(Wavelength division multiplexing opticalcommunication system and wavelength division multiplexing opticalcommunication method)中，提出波分復(fù)用系統(tǒng)中在接收端進(jìn)行光信噪比和誤碼率檢測，將檢測結(jié)果傳送至發(fā)射端，調(diào)節(jié)發(fā)射端預(yù)均衡和啁啾，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能優(yōu)化。我們認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化時(shí)無需進(jìn)行光信噪比測試；而對誤碼率進(jìn)行測試則會由于測試時(shí)間較長，導(dǎo)致系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)節(jié)時(shí)間過長，損害該發(fā)明的實(shí)用性，尤其是在誤碼率較低時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決以上問題，提出了一種以信號Q值為目標(biāo)對發(fā)射端進(jìn)行自動優(yōu)化的光傳輸系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上提出一種對發(fā)射端性能進(jìn)行自動優(yōu)化的方法。
本發(fā)明中的發(fā)射端性能自動優(yōu)化的光傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)射端和接收端兩部分以及傳輸路線和監(jiān)控通道路由；所述發(fā)射端包括連續(xù)波光源、強(qiáng)度調(diào)制器、相位調(diào)制器、強(qiáng)度調(diào)制驅(qū)動電路、相位調(diào)制驅(qū)動電路、采樣光耦合器、自動功率控制電路、CPU系統(tǒng)、發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器、輸出光接口；傳輸信號一部分經(jīng)過強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路進(jìn)行適當(dāng)放大和偏置后形成驅(qū)動信號接入強(qiáng)度調(diào)制器，對連續(xù)波光源輸出到所述強(qiáng)度調(diào)制器的光進(jìn)行調(diào)幅；所述傳輸信號的另一部分經(jīng)過所述相位調(diào)制器驅(qū)動電路進(jìn)行適當(dāng)放大和偏置后形成驅(qū)動信號接入所述相位調(diào)制器，使所述強(qiáng)度調(diào)制器輸出光再經(jīng)過所述相位調(diào)制器進(jìn)行啁啾調(diào)整；調(diào)制后輸出的信號經(jīng)過所述采樣耦合器后，經(jīng)過所述輸出光接口進(jìn)入傳輸線路；所述采樣耦合器與所述自動功率控制電路相連接，在所述CPU系統(tǒng)輸出的功率選擇電平的控制下，所述自動功率控制電路通過對所述連續(xù)波光源的反饋控制，使輸出到所述傳輸線路的光信號平均功率被鎖定；所述CPU系統(tǒng)對所述強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路、所述相位調(diào)制器驅(qū)動電路、所述自動功率控制電路進(jìn)行控制，并且與所述發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器相連，向其發(fā)送指令或數(shù)據(jù)，也可以接收其送來的指令或數(shù)據(jù)；所述接收端包括輸入光接口、輸入光耦合器、接收機(jī)、Q值測試儀、控制CPU、接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器；光信號經(jīng)過所述輸入光接口、所述輸入光耦合器進(jìn)入所述光接收機(jī)；所述輸入光耦合器接所述Q值測試儀，該Q值測試儀與所述控制CPU相連，該控制CPU還與所述接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器相連，可以通過其發(fā)送指令或數(shù)據(jù)，也可以通過其接收指令或數(shù)據(jù)。本發(fā)明的控制分分布式控制和集中式控制兩種方式，在分布式控制的情況下，所述輸出光接口和輸入光接口之間通過傳輸路線相連，發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器與接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器通過監(jiān)控通道路由相連。在集中式控制的情況下，還包括一個(gè)集中控制點(diǎn)，集中控制點(diǎn)包括一個(gè)集中控制點(diǎn)路由轉(zhuǎn)發(fā)器和中心控制器；所述輸出光接口和輸入光接口之間通過傳輸路線相連，集中控制點(diǎn)路由轉(zhuǎn)發(fā)器通過路由與發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器相連，經(jīng)路由與接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器相連。
對多路信號的處理，本發(fā)明的方案也包括發(fā)射端和接收端以及傳輸路線和監(jiān)控通道路由；所述發(fā)射端部分包括多路光處理單元、合波器、光輸出接口、設(shè)備總線、終端控制器、發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器；所述每路光處理單元包括連續(xù)波光源、強(qiáng)度調(diào)制器、相位調(diào)制器、強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路、相位調(diào)制器驅(qū)動電路、采樣光耦合器、自動功率控制電路、CPU系統(tǒng)；每路信號經(jīng)過該單元的采樣光耦合器后在所述合波器處合在一起后通過所述光輸出接口進(jìn)入傳輸線路；所述終端控制器通過所述設(shè)備總線與每路光處理單元的CPU系統(tǒng)連接，所述終端控制器還與所述發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器連接；所述接收端部分包括輸入光接口、分波器、多個(gè)輸入光耦合器、多個(gè)接收機(jī)、多路選一光開關(guān)或光開關(guān)組、Q值測試儀、控制CPU、接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器；光信號通過所述輸入光接口輸入到所述分波器，分成多路光通道，分別經(jīng)過所述采樣光耦合器后進(jìn)入所述各個(gè)接收機(jī)，從所述各輸入光耦合器采樣的光信號通過所述多路選一光開關(guān)或光開關(guān)組選擇后進(jìn)入所述Q值測試儀，該Q值測試儀測試時(shí)所使用的光通道由所述控制CPU控制，該控制CPU還與所述接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器連接，可以通過其發(fā)送指令或數(shù)據(jù)，也可以通過其接收指令或數(shù)據(jù)。
對多路信號的處理系統(tǒng)，本發(fā)明也包括分布式控制和集中式控制兩種方式，在分布式控制的情況下，所述輸出光接口和輸入光接口之間通過傳輸路線相連，發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器與接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器通過監(jiān)控通道路由相連。在集中式控制的情況下，還包括一個(gè)集中控制點(diǎn)，集中控制點(diǎn)包括一個(gè)集中控制點(diǎn)路由轉(zhuǎn)發(fā)器和中心控制器；所述輸出光接口和輸入光接口之間通過傳輸路線相連，集中控制點(diǎn)路由轉(zhuǎn)發(fā)器通過路由與發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器相連，經(jīng)路由與接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器相連。
本發(fā)明中的發(fā)射端自動優(yōu)化的方法，包括以下步驟步驟一發(fā)送指令至接收端，進(jìn)行Q值檢測；步驟二對發(fā)射端功率進(jìn)行迭代控制，同時(shí)檢測接收端Q值并進(jìn)行分析，直至Q值達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)；步驟三對發(fā)射端相位進(jìn)行迭代控制，同時(shí)檢測接收端Q值并進(jìn)行分析，直至Q值達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)；
步驟四判斷以上步驟二和步驟三所獲得的Q值，當(dāng)滿足控制精度要求時(shí)，調(diào)節(jié)停止。
根據(jù)本說明書所述裝置和工作步驟，本發(fā)明旨在于光傳輸系統(tǒng)中以發(fā)射端光信號的功率和相位特性為自變量所構(gòu)成的Q值空間中(圖1.c)，自動實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能最優(yōu)化。圖中，Qopt發(fā)生在P＝Popt、a＝aopt時(shí)，Qopt＞Q1＞Q2＞Q3＞Q4＞Q5＞Q6＞Q7。經(jīng)過以上的工作步驟，可以使(P，a)經(jīng)過n次迭代從(P1，a1)變?yōu)?Pn，an)，對應(yīng)的Q值逐步接近于Qopt，直到滿足控制精度要求后靜止。
本裝置自動實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能優(yōu)化，無需在系統(tǒng)開通時(shí)進(jìn)行大量的人工調(diào)試，符合在線設(shè)備運(yùn)營維護(hù)要求。尤其在以下方面一、適用于任意屬性的光纖介質(zhì)；二、運(yùn)用開機(jī)自動運(yùn)行模式，本發(fā)明所述裝置可以按本發(fā)明所述工作方法自動實(shí)現(xiàn)性能預(yù)調(diào)；設(shè)備具有“裝配后不管”的特點(diǎn)。三、在自發(fā)啟動模式下，會周期性地監(jiān)測傳輸性能，在線路光纖因環(huán)境影響發(fā)生隨機(jī)變化時(shí)，本發(fā)明所述裝置具有自適應(yīng)功能，可以按本發(fā)明所述工作方法自動實(shí)現(xiàn)輸出信號約束；四、在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下，當(dāng)需要改變發(fā)射端屬性時(shí)，只需要向本發(fā)明所述裝置下達(dá)功率或啁啾調(diào)整指令，本發(fā)明所述裝置即按本發(fā)明所述工作方法自動實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)目標(biāo)。
本發(fā)明所述增益調(diào)節(jié)方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，取得了光通信設(shè)備控制方式的進(jìn)步，既適用于有信號有FEC編碼的系統(tǒng)，也適用于信號無FEC編碼的系統(tǒng)。此外，本裝置不對接收端的光信噪比進(jìn)行測試，也不需要根據(jù)光信噪比測試結(jié)果對發(fā)射機(jī)進(jìn)行預(yù)均衡調(diào)節(jié)，簡化了優(yōu)化控制手段。另外根據(jù)Q值檢測反饋結(jié)果實(shí)施控制，與根據(jù)誤碼率檢測結(jié)果實(shí)施控制相比，反映速度更快，尤其是在誤碼率較低時(shí)。


圖1.a是發(fā)射端入纖功率和傳輸性能關(guān)系示意圖；圖1.b是發(fā)射端信號啁啾變化和傳輸性能關(guān)系示意圖；圖1.c是發(fā)射端入纖功率、信號啁啾變化和傳輸性能關(guān)系示意圖；圖2.a是本發(fā)明的系統(tǒng)和一種實(shí)施例示意圖(分布控制)；圖2.b是本發(fā)明的系統(tǒng)的另一種實(shí)施例圖(集中控制)；圖3是本發(fā)明中的發(fā)射端性能自動優(yōu)化方法的流程圖；圖4是本發(fā)明解決多路信號的系統(tǒng)實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。圖中各標(biāo)記分別表示1輸入信號2傳輸線路3設(shè)備監(jiān)控路由(連接在發(fā)射端和接收端之間)4發(fā)射端合波器5接收端分波器10發(fā)射端輸出光接口11連續(xù)波激光源12強(qiáng)度調(diào)制器13相位調(diào)制器14驅(qū)動電路1，是強(qiáng)度調(diào)制器的驅(qū)動電路15驅(qū)動電路2，是相位調(diào)制器的驅(qū)動電路16輸出光耦合器17激光器自動功率控制電路18對發(fā)射端進(jìn)行控制的CPU系統(tǒng)19發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器20發(fā)射端總控制器21發(fā)射端多路控制總線31設(shè)備監(jiān)控路由(連接在發(fā)射端和集中控制站點(diǎn)之間)32設(shè)備監(jiān)控路由(連接在接收端和集中控制站點(diǎn)之間)41集中控制站點(diǎn)路由轉(zhuǎn)發(fā)器42集中控制站點(diǎn)中心控制器51Q值測試儀控制電路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)端口信號52Q值測試儀控制和數(shù)據(jù)采集端口信號53多路選一光開關(guān)控制信號70接收端多路光信號采樣選擇輸出101接收端輸入光接口102輸入光耦合器103光接收機(jī)104帶電接口的Q值測試儀
105Q值測試儀控制電路106接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器107多路選一光開關(guān)，或具有多路選一功能的光開關(guān)陣列141強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路的輸出信號151相位調(diào)制器驅(qū)動電路的輸出信號181驅(qū)動電路2控制信號(驅(qū)動電平選擇)182驅(qū)動電路1控制信號(驅(qū)動電平選擇)183自動功率控制電路功率等級選擇信號184發(fā)射端CPU數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)端口信號185發(fā)射端CPU的人工控制指令接口201終端控制器的人工控制指令接口421集中控制站點(diǎn)中心控制器的人工控制指令接口1a，1b發(fā)射端多路輸入信號7a，7b接收端多路采樣光信號11a，11b多路連續(xù)波激光源12a，12b多路強(qiáng)度調(diào)制器13a，13b多路相位調(diào)制器14a，14b多路強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路15a，15b多路相位調(diào)制器驅(qū)動電路141a，141b多路強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路輸出信號151a，151b多路相位調(diào)制器驅(qū)動電路輸出信號16a，16b多路輸出光耦合器17a，17b多個(gè)自動功率控制電路18a，18b多個(gè)發(fā)射光源的控制電路181a，181b多個(gè)相位調(diào)制器驅(qū)動電路的控制信號182a，182b多個(gè)強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路的控制信號183a，183b多個(gè)自動功率控制電路的功率選擇信號184a，184b多個(gè)控制電路與總線的接口102a，102b接收端多路輸入光耦合器103a，103b接收端多路光接收機(jī)圖2給出了本發(fā)明處理單路信號的系統(tǒng)方框圖。
如圖2.a所示，是分布控制的系統(tǒng)裝置圖。所謂分布控制，是指發(fā)射端直接從接收端獲取Q值信息，通過發(fā)射端自身的CPU系統(tǒng)進(jìn)行分析后，直接對發(fā)射端進(jìn)行控制。
傳輸信號1經(jīng)過強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路14進(jìn)行適當(dāng)放大和偏置后形成驅(qū)動信號141，接入強(qiáng)度調(diào)制器12，實(shí)現(xiàn)對連續(xù)波光源11輸出光調(diào)幅。輸出光在調(diào)制過程可能會產(chǎn)生附加啁啾。再經(jīng)過相位調(diào)制器13進(jìn)行啁啾調(diào)整。相位調(diào)制器是通過由驅(qū)動電路15對傳輸信號1進(jìn)行適當(dāng)放大和偏置后的信號151進(jìn)行驅(qū)動的。
可將傳輸信號1歸一化幅度表示為s(t)。例如對半高全寬＝碼元周期的NRZ碼，幅度調(diào)制器輸出表示為p(t)≈2P*s(t)/(1+η)，其中P是平均功率，η＜1是消光比。消光比在驅(qū)動電路14通過驅(qū)動信號141作用于強(qiáng)度調(diào)制器12時(shí)已經(jīng)確定。驅(qū)動電路可以是一程序控制放大電路，必要時(shí)可由CPU系統(tǒng)18輸出的182電平進(jìn)行調(diào)節(jié)。
相位調(diào)制器驅(qū)動電路15，舉例地說，可以應(yīng)用對數(shù)電路加程序控制放大電路構(gòu)成，其中放大電路的放大倍數(shù)可通過電平181實(shí)時(shí)選定。則相位調(diào)制器驅(qū)動電路輸出信號151表示為v(t)≈V*ln[s(t)]，V受CPU系統(tǒng)18輸出電平181控制，是驅(qū)動電路響應(yīng)特性的調(diào)節(jié)值。
本實(shí)施例中，取相位調(diào)制器在0偏置時(shí)相位為0，且具有線性相位特性，在v(t)的驅(qū)動下，相位調(diào)制器的附加相移為Φ(t)＝V*ln(s(t))*π/Vπ，其中Vπ是相位為π時(shí)的驅(qū)動電壓。則根據(jù)上文說述啁啾系數(shù)定義表達(dá)式，在相位調(diào)制器所形成的附加啁啾為a＝2(dΦ/dt)/(dln p/dt)＝2Vπ/Vπ。
在獲得a＝『amin，amax』范圍時(shí)，對應(yīng)的驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)值的范圍為V＝[aminVπ/(2π)，amaxVπ/(2π)]。
例如在取得a＝-1時(shí)，相位調(diào)制器驅(qū)動電路輸出信號為v(t)＝-Vπl(wèi)n[s(t)]/(2π)，有v max(t)＝|Vπl(wèi)nη/(2π)|，v min(t)＝0。
調(diào)制后輸出的信號經(jīng)過采樣耦合器16后，經(jīng)過發(fā)射端輸出光接口連接器10進(jìn)入傳輸線路2。
耦合器16與自動功率控制電路17相連接。在CPU系統(tǒng)18輸出的功率選擇電平183的控制下，自動功率控制電路17通過對連續(xù)波光源11的反饋控制，使輸出到傳輸線路2的光信號平均功率被鎖定。當(dāng)功率選擇電平183發(fā)生變化時(shí)，自動功率控制電路17的工作點(diǎn)發(fā)生改變，因此輸出到傳輸線路2的光信號平均功率P發(fā)生改變。所以功率受到CPU系統(tǒng)18的控制。
如果不使用耦合器16，另一種實(shí)施方案是通過光源的背向輸出光檢測信號來獲得反饋，其獲得的工作結(jié)果與上述方案相同。
控制電路18實(shí)現(xiàn)對發(fā)射端各個(gè)功能單元的控制功能，并且通過184與路由轉(zhuǎn)發(fā)器19相連。該控制電路可以通過184向路由轉(zhuǎn)發(fā)器19發(fā)送指令或數(shù)據(jù)，也可以通過184接收路由轉(zhuǎn)發(fā)器19送來的指令或數(shù)據(jù)。當(dāng)本裝置的自動控制功能啟動時(shí)，將由此向接收端發(fā)送Q值檢測指令，并接收返回的檢測結(jié)果。
在接收端，傳輸后的光信號經(jīng)過接收端輸入光接口連接器101、輸入光耦合器102進(jìn)入光接收機(jī)103。
為了量化地采集進(jìn)入接收機(jī)的信號性能指標(biāo)，在輸入光耦合器接Q值測試儀104，該Q值測試儀通過其控制電接口信號52與控制電路105相連。該Q值測試儀將在控制電路52的啟動指令激發(fā)下，啟動測試功能，并在測試結(jié)束后將結(jié)果數(shù)據(jù)返回給52。所述Q值測試裝置可以固定設(shè)計(jì)在接收端設(shè)備內(nèi)，也可以設(shè)計(jì)成在自動調(diào)節(jié)結(jié)束后自設(shè)備拆離，以便進(jìn)一步降低系統(tǒng)制造成本。
控制電路105還通過51與路由轉(zhuǎn)發(fā)器106相連。該控制電路可以通過51向路由轉(zhuǎn)發(fā)器106發(fā)送指令或數(shù)據(jù)，也可以通過51接收路由轉(zhuǎn)發(fā)器106送來的指令或數(shù)據(jù)。當(dāng)51存在Q值檢測指令時(shí)，控制電路105即啟動Q值測試儀，并將返回的測試結(jié)果數(shù)據(jù)經(jīng)106按照信源地址返回。
發(fā)射端和接收端的路由轉(zhuǎn)發(fā)器19，106是通過監(jiān)控通道路由3連接的。當(dāng)檢測結(jié)果被送到發(fā)射端，發(fā)射端控制電路18識別后，按照下文所述工作流程對檢測結(jié)果進(jìn)行分析，再分別控制15、17等各部分。
如圖2.b所示，是集中控制的系統(tǒng)裝置圖。所謂集中控制，是指由集中控制站點(diǎn)從接收端獲取Q值信息，由中心控制器42分析后，根據(jù)需要將控制指令傳遞給發(fā)射端，發(fā)射端執(zhí)行指令控制。
圖2.b中的11，12，13，14，15，16，17，18，19，101，102，103，104，105，106等各部分及與各部分相連接的信號實(shí)質(zhì)上與圖1中相同，所以這里省略對它們的說明。與圖2.a所示系統(tǒng)不同的部分是31，32，41，42，集中控制站點(diǎn)由路由轉(zhuǎn)發(fā)器41和中心控制器42構(gòu)成。當(dāng)本裝置的自動控制功能啟動時(shí)，將由42經(jīng)路由32向接收端發(fā)送Q值檢測指令，接收端檢測結(jié)果值將返回到集中控制站點(diǎn)，42接收到返回的檢測結(jié)果后，按照下文所述工作流程對檢測結(jié)果進(jìn)行分析，根據(jù)需要將控制指令經(jīng)路由31發(fā)送到發(fā)射端18，再分別控制15、17等各部分。
圖3是用流程圖表示的在本發(fā)明中的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)發(fā)射端性能自動優(yōu)化的方法。適用于上文所述分布控制和集中控制兩種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明中的發(fā)射端自動優(yōu)化的方法，主要包括以下步驟發(fā)送指令至接收端，進(jìn)行Q值檢測；對發(fā)射端功率進(jìn)行迭代控制，同時(shí)檢測接收端Q值并進(jìn)行分析，直至Q值最優(yōu)；對發(fā)射端相位進(jìn)行迭代控制，同時(shí)檢測接收端Q值并進(jìn)行分析，直至Q值最優(yōu)；判斷以上步驟和所獲得的Q值，當(dāng)滿足控制精度要求時(shí)，調(diào)節(jié)停止。下面進(jìn)行詳細(xì)說明。
第1步開機(jī)。開機(jī)后，將首先對工作數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化，包括工作模式標(biāo)志、發(fā)射端功率級別、相位調(diào)制器初始狀態(tài)、優(yōu)化控制迭代截止條件ε、閾值Qth等。
第2步判斷工作模式，本系統(tǒng)將區(qū)分3種工作模式進(jìn)入自動性能優(yōu)化控制過程。即存在3種啟動模式1、開機(jī)自動運(yùn)行；2、自發(fā)啟動(即在指標(biāo)劣化超過閾值時(shí)自動啟動)；3、指令啟動。
下面分別說明。
按照工作模式一開機(jī)啟動第1-1步發(fā)送指令至接收端，進(jìn)行Q值檢測。在分布控制結(jié)構(gòu)中，指令由控制器18發(fā)出；在集中控制結(jié)構(gòu)中，指令由控制器42發(fā)出，并在檢測后接收數(shù)據(jù)結(jié)果。
第1-2步進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，變調(diào)節(jié)邊檢測，形成功率控制迭代過程，直到接收端Q值達(dá)到一個(gè)優(yōu)化值，記為Qopt1。迭代過程截止條件可以采用兩種方式，一種方式是相鄰兩次迭代控制的結(jié)果相差小于一個(gè)很小的值ε，另一種方式是最后一次控制的結(jié)果超過一個(gè)閾值Qth。進(jìn)行功率調(diào)節(jié)的具體步驟舉例為首先按照一定步長提高功率，當(dāng)Q值提高時(shí)繼續(xù)提高功率，若Q值降低則適當(dāng)改變步長減小功率；或相反，首先按照一定步長降低功率，當(dāng)Q值提高時(shí)繼續(xù)降低功率，若Q值降低則適當(dāng)改變步長提高功率。在本步驟中，包含至少一步迭代控制過程。
第1-3步進(jìn)行啁啾調(diào)節(jié)，邊調(diào)節(jié)邊檢測，形成相位調(diào)制器驅(qū)動迭代過程，直到接收端Q值達(dá)到一個(gè)優(yōu)化值，記為Qopt2。迭代過程截止條件參看第1-2步。進(jìn)行啁啾調(diào)節(jié)的具體步驟舉例為首先按照一定步長提高啁啾系數(shù)，當(dāng)Q值提高時(shí)繼續(xù)提高，若Q值降低則適當(dāng)改變步長減小啁啾；或相反，首先按照一定步長降低啁啾，當(dāng)Q值提高時(shí)繼續(xù)降低啁啾，若Q值降低則適當(dāng)改變步長提高啁啾。在本步驟中，包含至少一步迭代控制過程。
第1-4步當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定的優(yōu)化結(jié)果時(shí)，控制過程結(jié)束，否則回到第1-2步?？刂七^程結(jié)束的條件是|Qopt1-Qopt2|＜ε，或者最后一次控制的結(jié)果超過一個(gè)閾值Qth。
按照工作模式2自發(fā)啟動，系統(tǒng)在自動發(fā)覺接收端信號性能低于Qth時(shí)啟動。
第2-1步發(fā)送指令至接收端，進(jìn)行Q值檢測。
第2-2步判斷性能是否滿足Q＞Qth？若是，進(jìn)入第2-3步；若否，進(jìn)入第2-4步。
第2-3步經(jīng)過一個(gè)延遲周期，回到第2-1步。
第2-4步執(zhí)行過程同1-2，執(zhí)行后進(jìn)入第2-5步第2-5步執(zhí)行過程同1-3，執(zhí)行后進(jìn)入第2-6步第2-6步當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定的優(yōu)化結(jié)果時(shí)，控制過程結(jié)束進(jìn)入第2-7步，否則回到第2-4步?？刂七^程結(jié)束的條件是|Qopt1-Qopt2|＜ε，或者最后一次控制的結(jié)果超過閾值Qth。
第2-7步控制過程完成后，如果獲得的Q值結(jié)果低于原定的Qth，說明系統(tǒng)最優(yōu)性能劣化，則需要將Qth降低到一個(gè)新的水平。如果獲得的Q值結(jié)果高于原定的Qth，則可以維持原來的閾值。然后進(jìn)入第2-1步。
按照工作模式3指令啟動，系統(tǒng)將在接收到優(yōu)化控制指令情況下啟動。
第3-1步控制裝置對指令棧進(jìn)行查詢。在分布控制結(jié)構(gòu)中，控制裝置是指CPU電路18，是通過其外部接口185獲得指令；在集中控制結(jié)構(gòu)中，控制裝置是指控制器42，是通過其外部接口421獲得指令。
第3-2步若指令棧不存在人工下發(fā)的性能調(diào)節(jié)命令，則進(jìn)入第3-3步；若有性能調(diào)節(jié)命令，則進(jìn)入第3-4步。
第3-3步經(jīng)過一個(gè)延遲周期，回到第3-1步。
第3-4步發(fā)送指令至接收端，進(jìn)行Q值檢測。
第3-5步執(zhí)行過程同1-2，執(zhí)行后進(jìn)入第3-6步第3-6步執(zhí)行過程同1-3，執(zhí)行后進(jìn)入第3-7步第3-7步當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定的優(yōu)化結(jié)果時(shí)，控制過程結(jié)束進(jìn)入第3-1步，否則回到第3-4步?？刂七^程結(jié)束的條件是|Qopt1-Qopt2|＜ε，或者最后一次控制的結(jié)果超過閾值Qth。
圖4表示在多路信號情況下本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例。在方框圖中，發(fā)射端有多路輸入信號1a，1b，......，多路連續(xù)波激光源11a，11b，......，多路強(qiáng)度調(diào)制器12a，12b，......，多路相位調(diào)制器13a，13b，......，多路強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路14a，14b，......，多路相位調(diào)制器驅(qū)動電路15a，15b，......，多路強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路輸出信號141a，141b，......，多路相位調(diào)制器驅(qū)動電路輸出信號151a，151b，......，多路輸出光耦合 16a，16b，......，多個(gè)自動功率控制電路17a，17b，......，多個(gè)發(fā)射光源的控制電路18a，18b，......，多個(gè)相位調(diào)制器驅(qū)動電路的控制信號181a，181b，......，多個(gè)強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路的控制信號182a，182b，......，多個(gè)自動功率控制電路的功率選擇信號183a，183b，......，多個(gè)控制電路與總線的接184a，184b，......，接收端多路輸入光耦合器102a，102b，......，接收端多路采樣光信號7a，7b，......，接收端多路光接收機(jī)103a，103b，......，在圖4中，以上各項(xiàng)都分別表示出了2個(gè)，實(shí)際上可以是多個(gè)(2個(gè)以上)，也可以是任意設(shè)置的許多個(gè)。每個(gè)光源的中心波長不同。
在圖4中，多路連續(xù)波激光源11a，11b，......，多路強(qiáng)度調(diào)制器12a，12b，......，多路相位調(diào)制器13a，13b，......，多路強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路14a，14b，......，多路相位調(diào)制器驅(qū)動電路15a，15b，......，多路強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路輸出信號141a，141b，......，多路相位調(diào)制器驅(qū)動電路輸出信號151a，151b，......，多路輸出光耦合器16a，16b，......，多個(gè)自動功率控制電路17a，17b，......，多個(gè)發(fā)射光源的控制電路18a,18b，......，多個(gè)相位調(diào)制器驅(qū)動電路的控制信號181a，181b，......，多個(gè)強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路的控制信號182a，182b，......，多個(gè)自動功率控制電路的功率選擇信號183a，183b，......，接收端多路輸入光耦合器102a，102b，......，接收端多路光接收機(jī)103a，103b，......，分別與圖2中所示的連續(xù)波激光源11，強(qiáng)度調(diào)制器12，相位調(diào)制器13b，強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路14，相位調(diào)制器驅(qū)動電路15，強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路輸出信號141，相位調(diào)制器驅(qū)動電路輸出信號151，輸出光耦合器16，自動功率控制電路17，發(fā)射光源的控制電路18，相位調(diào)制器驅(qū)動電路的控制信號181，強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路的控制信號182，自動功率控制電路的功率選擇信號183，接收端多路輸入光耦合器102，光接收機(jī)103功能和意義實(shí)質(zhì)上是相同的，所以這里省略對它們的說明。
在波分復(fù)用系統(tǒng)中，發(fā)射端存在合波器4，將多路光信號合在一起發(fā)射出去。發(fā)射端的設(shè)備通信總線21，將一終端控制器20和多個(gè)發(fā)射光源的控制電路18a，18b，......相連接。以上各控制電路20，18a，18b，......與總線的接口分別為202，184a，184b，......。終端控制器還具備一個(gè)人工控制接口201。終端控制器20通過203與路由轉(zhuǎn)發(fā)器相連接。
在接收端，光信號首先通過分波器5分成多個(gè)光通道，分別進(jìn)入接收機(jī)103a，103b，......。接收端的多路采樣光信號通過多路選一光開關(guān)(或光開關(guān)組)107的輸入端口7a，7b，......輸入，選擇后經(jīng)過輸出端口70進(jìn)入Q值測試儀104。Q值測試儀每一次測試時(shí)所使用的光通道，由接收端控制器105控制的多路選一光開關(guān)107來選擇，選擇信號在53輸出。
在多路信號情況下，仍可實(shí)現(xiàn)分布或集中控制。在這種情況下的集中控制與單路信號的集中控制是一樣的，不再重復(fù)。多路信號情況下的自動優(yōu)化方法與單路信號的自動優(yōu)化方法與圖3所示控制方法和流程相同。需要補(bǔ)充說明的一點(diǎn)是對每一個(gè)光通道可以分別進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，所測試的通道對應(yīng)于調(diào)節(jié)請求，接收機(jī)控制器105所接收到的控制指令中應(yīng)包含通道標(biāo)志，接收端控制器105按照通道標(biāo)志控制光開關(guān)107，在啟動Q值測試儀對相應(yīng)通道進(jìn)行測試。當(dāng)測試結(jié)果反饋到發(fā)射端時(shí)，結(jié)果中也應(yīng)包含通道標(biāo)志，終端控制器20將確認(rèn)通道標(biāo)志及進(jìn)行判斷后，當(dāng)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)動作時(shí)按照指定的通道標(biāo)志，通過總線20將調(diào)節(jié)指令發(fā)送到對應(yīng)的CPU控制電路(多個(gè)CPU控制電路18a，18b中的一個(gè))。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)射端性能自動優(yōu)化的光傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)射端和接收端兩部分以及傳輸路線(2)和監(jiān)控通道路由(3)；所述發(fā)射端包括連續(xù)波光源(11)、強(qiáng)度調(diào)制器(12)、相位調(diào)制器(13)、強(qiáng)度調(diào)制驅(qū)動電路(14)、相位調(diào)制驅(qū)動電路(15)、采樣光耦合器(16)、自動功率控制電路(17)、CPU系統(tǒng)(18)、發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(19)、輸出光接口(10)；傳輸信號一部分經(jīng)過強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路(14)進(jìn)行適當(dāng)放大和偏置后形成驅(qū)動信號接入強(qiáng)度調(diào)制器(12)，對連續(xù)波光源(11)輸出到強(qiáng)度調(diào)制器(12)的光調(diào)幅；傳輸信號的另一部分經(jīng)過相位調(diào)制器驅(qū)動電路(15)進(jìn)行適當(dāng)放大和偏置后形成驅(qū)動信號接入相位調(diào)制器(13)，經(jīng)過強(qiáng)度調(diào)制器(12)輸出光再經(jīng)過相位調(diào)制器(13)進(jìn)行啁啾調(diào)整；調(diào)制后輸出的信號經(jīng)過采樣耦合器(16)后，經(jīng)過輸出光接口(10)進(jìn)入傳輸線路；耦合器(16)與自動功率控制電路(17)相連接，在CPU系統(tǒng)(18)輸出的功率選擇電平的控制下，自動功率控制電路(17)通過對連續(xù)波光源(11)的反饋控制，使輸出到傳輸線路的光信號平均功率被鎖定；CPU系統(tǒng)(18)對強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路(14)、相位調(diào)制器驅(qū)動電路(15)、自動功率控制電路(17)進(jìn)行控制，并且與路由轉(zhuǎn)發(fā)器(19)相連，向其發(fā)送指令或數(shù)據(jù)，也可以接收其送來的指令或數(shù)據(jù)；所述接收端包括輸入光接口(101)、輸入光耦合器(102)、接收機(jī)(103)、Q值測試儀(104)、控制CPU(105)、接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(106)；光信號經(jīng)過輸入光接口(101)、輸入光耦合器(102)進(jìn)入光接收機(jī)(103)；所述輸入光耦合器(102)接Q值測試儀(104)，該Q值測試儀(104)與控制CPU(105)相連，該控制CPU(105)還與接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(106)相連，可以通過其發(fā)送指令或數(shù)據(jù)，也可以通過其接收指令或數(shù)據(jù)；所述輸出光接口(10)和輸入光接口(101)之間通過所述傳輸路線(2)相連，發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(19)與接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(106)通過所述監(jiān)控通道路由(3)相連。
2.一種發(fā)射端性能自動優(yōu)化的光傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)射端和接收端和集中控制點(diǎn)三部分，以及傳輸路線(2)和發(fā)射端監(jiān)控通道路由(31)、接收端監(jiān)控通道路由(32)；所述發(fā)射端包括連續(xù)波光源(11)、強(qiáng)度調(diào)制器(12)、相位調(diào)制器(13)、強(qiáng)度調(diào)制驅(qū)動電路(14)、相位調(diào)制驅(qū)動電路(15)、采樣光耦合器(16)、自動功率控制電路(17)、CPU系統(tǒng)(18)、發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(19)、輸出光接口(10)；傳輸信號一部分經(jīng)過強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路(14)進(jìn)行適當(dāng)放大和偏置后形成驅(qū)動信號接入強(qiáng)度調(diào)制器(12)，對連續(xù)波光源(11)輸出到強(qiáng)度調(diào)制器(12)的光調(diào)幅；傳輸信號的另一部分經(jīng)過相位調(diào)制器驅(qū)動電路(15)進(jìn)行適當(dāng)放大和偏置后形成驅(qū)動信號接入相位調(diào)制器(13)，經(jīng)過強(qiáng)度調(diào)制器(12)輸出光再經(jīng)過相位調(diào)制器(13)進(jìn)行啁啾調(diào)整；調(diào)制后輸出的信號經(jīng)過采樣耦合器(16)后，經(jīng)過輸出光接口(10)進(jìn)入傳輸線路；耦合器(16)與自動功率控制電路(17)相連接，在CPU系統(tǒng)(18)輸出的功率選擇電平的控制下，自動功率控制電路(17)通過對連續(xù)波光源(11)的反饋控制，使輸出到傳輸線路的光信號平均功率被鎖定；CPU系統(tǒng)(18)對強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路(14)、相位調(diào)制器驅(qū)動電路(15)、自動功率控制電路(17)進(jìn)行控制，并且與路由轉(zhuǎn)發(fā)器(19)相連，向其發(fā)送指令或數(shù)據(jù)，也可以接收其送來的指令或數(shù)據(jù)；所述接收端包括輸入光接口(101)、輸入光耦合器(102)、接收機(jī)(103)、Q值測試儀(104)、控制CPU(105)、接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(106)；光信號經(jīng)過輸入光接口(101)、輸入光耦合器(102)進(jìn)入光接收機(jī)(103)；所述輸入光耦合器(102)接Q值測試儀(104)，該Q值測試儀(104)與控制CPU(105)相連，該控制CPU(105)還與接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(106)相連，可以通過其發(fā)送指令或數(shù)據(jù)，也可以通過其接收指令或數(shù)據(jù)；所述集中控制點(diǎn)包括中心控制器(42)和由所述中心控制器(42)控制的集中控制點(diǎn)路由轉(zhuǎn)發(fā)器(41)；所述輸出光接口(10)和輸入光接口(101)之間通過所述傳輸路線(2)相連，集中控制點(diǎn)路由轉(zhuǎn)發(fā)器(41)通過所述發(fā)射端監(jiān)控通道路由(31)與發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(19)相連，經(jīng)所述接收端監(jiān)控通道路由(32)與接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(106)相連。
3.一種發(fā)射端性能自動優(yōu)化的光傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)射端和接收端兩部分，以及傳輸路線(2)和監(jiān)控通道路由(3)；所述發(fā)射端部分包括多路光處理單元、合波器(4)、光輸出接口(10)、設(shè)備總線(21)、終端控制器(20)、發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(19)；所述每路光處理單元包括連續(xù)波光源(11)、強(qiáng)度調(diào)制器(12)、相位調(diào)制器(13)、強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路(14)、相位調(diào)制器驅(qū)動電路(15)、采樣光耦合器(16)、自動功率控制電路(17)、CPU系統(tǒng)(18)；每路信號經(jīng)過該單元的采樣光耦合器(16)后在合波器(4)處合在一起后通過光輸出接口(10)進(jìn)入傳輸線路；終端控制器(20)通過設(shè)備總線(21)與每路光處理單元的CPU系統(tǒng)(18)連接，終端控制器還與發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(19)連接；所述接收端部分包括輸入光接口(101)、分波器(5)、多個(gè)輸入光耦合器、多個(gè)接收機(jī)、多路選一光開關(guān)或光開關(guān)組(70)、Q值測試儀(104)、控制CPU(105)、接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(106)；光信號通過輸入光接口(101)輸入分波器，分成多路光通道，分別經(jīng)過輸入光耦合器后進(jìn)入接收機(jī)，從各輸入光耦合器采樣的光信號通過多路選一光開關(guān)或光開關(guān)組(70)選擇后進(jìn)入Q值測試儀(104)，Q值測試儀(104)測試時(shí)所使用的光通道由控制CPU(105)控制，控制CPU(105)還與接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(106)連接，可以通過其發(fā)送指令或數(shù)據(jù)，也可以通過其接收指令或數(shù)據(jù)；所述輸出光接口(10)和輸入光接口(101)之間通過傳輸路線(2)相連，發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(19)與接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(106)通過監(jiān)控通道路由(3)相連。
4.權(quán)利要求3所述的發(fā)射端性能自動優(yōu)化的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)射端的多路光處理單元，包含多路輸入信號，多路連續(xù)波激光源，多路強(qiáng)度調(diào)制器，多路相位調(diào)制器，多路強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路，多路相位調(diào)制器驅(qū)動電路，多路強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路輸出信號，多路相位調(diào)制器驅(qū)動電路輸出信號，多路輸出光耦合器，多個(gè)自動功率控制電路，多個(gè)發(fā)射光源的控制電路，多個(gè)相位調(diào)制器驅(qū)動電路的控制信號，多個(gè)強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路的控制信號，多個(gè)自動功率控制電路的功率選擇信號，多個(gè)控制電路與總線的接口。
5.一種發(fā)射端性能自動優(yōu)化的光傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)射端和接收端和集中控制點(diǎn)三部分，以及傳輸路線(2)和發(fā)射端監(jiān)控通道路由(31)、接收端監(jiān)控通道路由(32)所述發(fā)射端部分包括多路光處理單元、合波器(4)、光輸出接口(10)、設(shè)備總線(21)、終端控制器(20)、發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(19)；所述每路光處理單元包括連續(xù)波光源(11)、強(qiáng)度調(diào)制器(12)、相位調(diào)制器(13)、強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路(14)、相位調(diào)制器驅(qū)動電路(15)、采樣光耦合器(16)、自動功率控制電路(17)、CPU系統(tǒng)(18)；每路信號經(jīng)過該單元的采樣光耦合器(16)后在合波器(4)處合在一起后通過光輸出接口(10)進(jìn)入傳輸線路；終端控制器(20)通過設(shè)備總線(21)與每路光處理單元的CPU系統(tǒng)(18)連接，終端控制器還與發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(19)連接；所述接收端部分包括輸入光接口(101)、分波器(5)、多個(gè)輸入光耦合器、多個(gè)接收機(jī)、多路選一光開關(guān)或光開關(guān)組(70)、Q值測試儀(104)、控制CPU(105)、接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(106)；光信號通過輸入光接口(101)輸入分波器，分成多路光通道，分別經(jīng)過輸入光耦合器后進(jìn)入接收機(jī)，從各輸入光耦合器采樣的光信號通過多路選一光開關(guān)或光開關(guān)組(70)選擇后進(jìn)入Q值測試儀(104)，Q值測試儀(104)測試時(shí)所使用的光通道由控制CPU(105)控制，控制CPU(105)還與接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(106)連接，可以通過其發(fā)送指令或數(shù)據(jù)，也可以通過其接收指令或數(shù)據(jù)；所述集中控制點(diǎn)包括中心控制器(42)和由所述中心控制器(42)控制的集中控制點(diǎn)路由轉(zhuǎn)發(fā)器(41)；所述輸出光接口(10)和輸入光接口(101)之間通過傳輸路線(2)相連，集中控制點(diǎn)路由轉(zhuǎn)發(fā)器(41)通過路由(31)與發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(19)相連，經(jīng)路由(32)與接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器(106)相連。
6.權(quán)利要求5所述的發(fā)射端性能自動優(yōu)化的光傳輸系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)射端的多路光處理單元，包含多路輸入信號，多路連續(xù)波激光源，多路強(qiáng)度調(diào)制器，多路相位調(diào)制器，多路強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路，多路相位調(diào)制器驅(qū)動電路，多路強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路輸出信號，多路相位調(diào)制器驅(qū)動電路輸出信號，多路輸出光耦合器，多個(gè)自動功率控制電路，多個(gè)發(fā)射光源的控制電路，多個(gè)相位調(diào)制器驅(qū)動電路的控制信號，多個(gè)強(qiáng)度調(diào)制器驅(qū)動電路的控制信號，多個(gè)自動功率控制電路的功率選擇信號，多個(gè)控制電路與總線的接口。
7.一種在光傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行發(fā)射端性能自動優(yōu)化的方法，包括以下步驟步驟一發(fā)送指令至接收端，進(jìn)行Q值檢測；步驟二對發(fā)射端功率進(jìn)行迭代控制，同時(shí)檢測接收端Q值并進(jìn)行分析，直至Q值達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)；步驟三對發(fā)射端相位進(jìn)行迭代控制，同時(shí)檢測接收端Q值并進(jìn)行分析，直至Q值達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)；步驟四判斷以上步驟二和步驟三所獲得的Q值，當(dāng)滿足控制精度要求時(shí)，調(diào)節(jié)停止。
8.權(quán)利要求7所述的在光傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行發(fā)射端性能自動優(yōu)化的方法，其特征在于，存在多種運(yùn)行模式，在設(shè)備運(yùn)行過程中，可以運(yùn)用其中一種或多種1、開機(jī)自動運(yùn)行；2、自發(fā)啟動，即在指標(biāo)劣化超過閾值時(shí)自動啟動；3、指令啟動。
9.權(quán)利要求8所述的在光傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行發(fā)射端性能自動優(yōu)化的方法，其特征在于，按照開機(jī)啟動模式，工作步驟為1-1發(fā)送指令至接收端，進(jìn)行Q值檢測；1-2進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，邊調(diào)節(jié)邊檢測，形成功率控制迭代過程，直到接收端Q值達(dá)到一個(gè)優(yōu)化值Qopt1；1-3進(jìn)行啁啾調(diào)節(jié)，邊調(diào)節(jié)邊檢測，形成相位調(diào)制器驅(qū)動迭代過程，直到接收端Q值達(dá)到一個(gè)優(yōu)化值Qopt2；1-4當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定的優(yōu)化結(jié)果時(shí)，控制過程結(jié)束，否則回到步驟1-2；
10.權(quán)利要求8所述的在光傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行發(fā)射端性能自動優(yōu)化的方法，其特征在于，按照自發(fā)啟動模式，即系統(tǒng)在自動發(fā)覺接收端信號性能低于Qth時(shí)啟動，工作步驟為2-1發(fā)送指令至接收端，進(jìn)行Q值檢測；2-2判斷性能是否滿足Q＞Qth？，Qth是預(yù)先設(shè)定的值；若是，進(jìn)入第2-步；若否，進(jìn)入步驟2-4；2-3經(jīng)過一個(gè)延遲周期，回到步驟2-1；2-4進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，邊調(diào)節(jié)邊檢測，形成功率控制迭代過程，直到接收端Q值達(dá)到一個(gè)優(yōu)化值Qopt1，執(zhí)行后進(jìn)入步驟2-5；2-5進(jìn)行啁啾調(diào)節(jié)，邊調(diào)節(jié)邊檢測，形成相位調(diào)制器驅(qū)動迭代過程，直到接收端Q值達(dá)到一個(gè)優(yōu)化值Qopt2，執(zhí)行后進(jìn)入步驟2-6；2-6當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定的優(yōu)化結(jié)果時(shí)，控制過程結(jié)束進(jìn)入步驟2-7，否則回到步驟2-4；2-7控制過程完成后，如果獲得的Q值結(jié)果低于原定的Qth，說明系統(tǒng)最優(yōu)性能劣化，則需要將Qth降低到一個(gè)新的水平；如果獲得的Q值結(jié)果高于原定的Qth，則可以維持原來的閾值；然后進(jìn)入步驟2-1；
11.權(quán)利要求8所述的在光傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行發(fā)射端性能自動優(yōu)化的方法，其特征在于，按照指令啟動模式，即系統(tǒng)將在接收到優(yōu)化控制指令情況下啟動，工作步驟為3-1控制裝置對指令棧進(jìn)行查詢；3-2若指令棧不存在人工下發(fā)的性能調(diào)節(jié)命令，則進(jìn)入步驟3-3；若有性能調(diào)節(jié)命令，則進(jìn)入步驟3-4；3-3經(jīng)過一個(gè)延遲周期，回到步驟3-1；3-4發(fā)送指令至接收端，進(jìn)行Q值檢測；3-5進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，邊調(diào)節(jié)邊檢測，形成功率控制迭代過程，直到接收端Q值達(dá)到一個(gè)優(yōu)化值Qopt1；執(zhí)行后進(jìn)入步驟3-6；3-6進(jìn)行啁啾調(diào)節(jié)，邊調(diào)節(jié)邊檢測，形成相位調(diào)制器驅(qū)動迭代過程，直到接收端Q值達(dá)到一個(gè)優(yōu)化值Qopt2；執(zhí)行后進(jìn)入步驟3-7；3-7當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定的優(yōu)化結(jié)果時(shí)，控制過程結(jié)束進(jìn)入步驟3-1，否則回到步驟3-4。
12.權(quán)利要求9至11任一權(quán)利要求所述的在光傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行發(fā)射端性能自動優(yōu)化的方法，其特征在于，所述的“達(dá)到穩(wěn)定的優(yōu)化結(jié)果”，是指控制過程結(jié)束的條件是|Qopt1-Qopt2|＜ε，或者最后一次控制的結(jié)果超過閾值Qth，其中ε是預(yù)先設(shè)定的值。
全文摘要
本發(fā)明公布了光通訊領(lǐng)域的一種發(fā)射端性能自動優(yōu)化的光傳輸系統(tǒng)及用該系統(tǒng)進(jìn)行自動優(yōu)化的方法。系統(tǒng)包括發(fā)射端和接收端兩部分以及傳輸路線和監(jiān)控通道路由；發(fā)射端包括連續(xù)波光源、強(qiáng)度調(diào)制器、相位調(diào)制器、強(qiáng)度調(diào)制驅(qū)動電路、相位調(diào)制驅(qū)動電路、采樣光耦合器、自動功率控制電路、CPU系統(tǒng)、發(fā)射端路由轉(zhuǎn)發(fā)器、輸出光接口；接收端包括輸入光接口、輸入光耦合器、接收機(jī)、Q值測試儀、控制CPU、接收端路由轉(zhuǎn)發(fā)器。本發(fā)明自動實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能優(yōu)化，無需在系統(tǒng)開通時(shí)進(jìn)行大量的人工調(diào)試，符合在線設(shè)備運(yùn)營維護(hù)要求。既適用于有信號有FEC編碼的系統(tǒng)，也適用于信號無FEC編碼的系統(tǒng)。
文檔編號H04B10/12GK1545223SQ200310112309
公開日2004年11月10日 申請日期2003年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月22日
發(fā)明者王加瑩 申請人:中興通訊股份有限公司