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CN104471878B - 一种监控光信号方法、信号监测装置和光网络系统 - Google Patents

一种监控光信号方法、信号监测装置和光网络系统 Download PDF

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CN104471878B
CN104471878B CN201380000807.9A CN201380000807A CN104471878B CN 104471878 B CN104471878 B CN 104471878B CN 201380000807 A CN201380000807 A CN 201380000807A CN 104471878 B CN104471878 B CN 104471878B
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Abstract

本发明实施例公开了一种监控光信号的方法，包括：接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号；监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功率；根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，使得所述第二电信号的监测功率为所述目标监测功率；根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。相应地，本发明实施例还公开了相关的装置和系统。本发明实施例可以实现精确控制光信号的消光比。

Description

一种监控光信号方法、信号监测装置和光网络系统
技术领域
本发明涉及光领域，尤其涉及一种监控光信号方法、信号监测装置和光网络系统。
背景技术
光网络中的光信号的消光比是一个非常重要的参数，消光比过小会导致信噪比变差，信噪比变差这样就需要高质量的光信号传输通道为弥补这个缺陷，从而消光比过小就会导致光信号传输的通道代价增大，而消光比过大会导致啁啾增大，啁啾增大就需要高色散性能的光信号传输通道为弥补这个缺陷，从而消光比过大就会导致光传输的通道色散代价增大。即需要精确控制光信号的消光比。
发明内容
本发明实施例提供了一种监控光信号方法、信号监测装置和光网络系统，可以实现精确控制光信号的消光比。
第一方面，本发明实施例提供一种监控光信号的方法，包括：
接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号；
监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功率；
根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，使得所述第二电信号的监测功率为所述目标监测功率；
根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。
在第一方面的第一种可能的实现方式中，述获取所述第一电信号的监测功率之前包括：
对所述第一电信号进行放大，对所述放大后的第一电信号进行功率监测。
结合第一方面的上述任一实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述获取所述第一电信号的监测功率包括：
获取所述第一电信号的平均功率和所述第一电信号的交流功率。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能实现方式中，所述第一电信号的目标监测功率包括所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的目标交流功率。
结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，所述根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，包括：
根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率，调整所述第一电信号的偏置电流，使得调整后的第一电信号的偏置电流为目标偏置电流，根据所述第一电信号的目标交流功率和所述第一电信号的交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流；
根据所述第一电信号的目标偏置电流和目标调制电流，输出第二电信号，所述第二信号的偏置电流为所述目标偏置电流，所述第二信号的调制电流为所述目标调制电流。
结合第一方面上述任一实现方式，在第一方面的第五种可能实现方式中，所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系与所述第一光信号的斜效率存在关联。
第二方面，本发明实施例提供信号监测装置，包括：光电二极管、监测单元、调整单元和输出单元，其中：
所述光电二极管，用于接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号；
所述监测单元，用于监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功率；
所述调整单元，用于根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，使得所述第二电信号的监测功率为所述目标监测功率；
所述输出单元，用于根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。
在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述装置还包括放大器，其中：
所述放大器的输入端与所述光电二极管的输出端连接，所述放大器的输出端与所述监测单元的输入端连接，所述放大器用于对所述电信号进行放大，对所述放大后的电信号进行功率监测。
结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述监测单元包括平均功率监测单元和交流功率监测单元，其中：
所述平均功率监测单元的输入端与所述放大器的输出端连接，所述平均功率监测单元用于获取所述第一电信号的平均功率；
所述交流功率监测单元的输入端与所述放大器的输出端连接，所述交流功率监测单元用于获取所述第一电信号的交流功率。
结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述第一电信号的目标监测功率包括所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的目标交流功率。
结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述调整单元包括偏置电流调整单元和调制电流调整单元，其中：
所述偏置电流调整单元的输入端与所述平均功率监测单元的输出端连接，所述偏置电流调整单元用于根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率，调整所述第一电信号的偏置电流，使得调整后的第一电信号的偏置电流为目标偏置电流；
所述调制电流调整单元的输入端与所述交流功率监测单元的输出端连接，所述调制电流调整单元用于根据所述第一电信号的目标交流功率和所述第一电信号的交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流；
输出子单元，用于根据所述第一电信号的目标偏置电流和目标调制电流，输出第二电信号，所述第二信号的偏置电流为所述目标偏置电流，所述第二信号的调制电流为所述目标调制电流。
结合第二方面的第四种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述输出子单元包括偏置电流源和调制电流源，其中：
所述偏置电流源用于输出所述目标偏置电流；
所述调制电流源用于输出所述目标调制电流。
结合第二方面的第五种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，所述偏置电流调整单元包括第一比较器，所述第一比较器的第一输入端与所述平均功率监测单元的输出端连接，所述第一比较器的第二输入端连接用于表示所述第一电信号的目标平均功率的第一参考值，所述第一比较器的输出端与所述偏置电流源连接，所述第一比较器用于根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率，调整所述偏置电流源输出的电流，以使所述偏置电流源输出的电流为目标偏置电流。
结合第二方面的第五种可能的实现方式或者第六种可能的实现方式，在第二方面的第七种可能的实现方式中，所述调制电流调整单元包括第二比较器，所述第二比较器的第一输入端与所述交流功率监测单元的输出端连接，所述第二比较器的第二输入端连接用于表示所述第一电信号的目标交流功率的第二参考值，所述第二比较器的输出端与所述调制电流源连接，所述第二比较器用于根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率调整所述调制电流源输出的电流，以使所述调制电流源输出的电流为目标调制电流。
第三方面，本发明实施例提供的一种光网络系统，所述光网络系统包括:光线路终端和光网络单元，所述光线路终端和光网络单元通过光分布网进行连接，所述光线路终端包括第二方面的上述任一实现方式中的信号监测装置，和/或所述光网络单元包括第二方面的上述任一实现方式中的信号监测装置。
上述技术方案中，接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号；监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功率；根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，使得所述第二电信号的监测功率为所述目标监测功率；根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。这样可以在精确控制监测功率基础上实现精确控制光信号的消光比。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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监控光信号的方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种监控光信号的方法的流程示意图
图3-5是本发明实施例提供的可选的对应关系示意图；
图6是本发明实施例提供的一种信号监测装置的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的另一信号监测装置的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的另一信号监测装置的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的另一信号监测装置的结构示意图；
图10是本发明实施例提供的另一种信号监测装置的结构示意图；
图11是本发明实施例提供的另一种信号监测装置的结构示意图；
图12是本发明实施例提供的一种光网络系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明实施例提供的一种监控光信号的方法的流程示意图，如图1所示，包括：
101、接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号。
具体可以是通过光电二极管将第一光信号进行光电转换输出第一电信号，例如：电流信号。
102、监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功率。
具体可以是获取出第一电信号的平均功率和/交流功率。
103、根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，使得所述第二电信号的监测功率为所述目标监测功率。
即对第一电信号进行调整得到第二电信号，具体可以是调整第一电信号的电流或者电压。
104、根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。
由于第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比成对应关系，当第二电信号的监测功率为上述目标监测功率时，第二电信号转换后的第二光信号的消光比就为上述目标消光比。即根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系可以通过第二电信号的监测功率可以确定第二光信号的消光比，反之通过第二光信号的消光比可以确定第二电信号监测信号的监测功率。
其中，上述消光比具体可以为用于控制光信号发射的脉冲电平为高电平(例如：“1”)时上述第一电信号产生的功率与该脉冲电平为低电平(例如：“0”)时上述第一电信号产生的功率的比值。
上述方法可以是应用于任何可以发送光信号的设备，例如：激光器。
上述技术方案中，接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号；监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功率；根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，使得所述第二电信号的监测功率为所述目标监测功率；根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。这样可以在精确控制监测功率基础上实现精确控制光信号的消光比。
图2是本发明实施例提供的另一种监控光信号的方法的流程示意图，如图2所示，包括：
201、接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号。
具体可以是对步骤201输出的电信号进行放大，即在步骤202之前，所述方法还可以包括：
对所述第一电信号进行放大，对所述放大后的第一电信号进行功率监测。即步骤202可以是对放大后的第一电信号进行功率监测。
具体可以是光电二极管对所述第一光信号进行光电转换，以及通过放大电路对第一光信号进行放大，例如：通过监控二极管(Monitor Photodiode Detector，MPD)对所述第一光信号进行光电转换，以及通过跨阻放大器(Transimpedance Amplifier，TIA)对第一光信号进行放大，其中，MPD具体可以是低速率监控光电二极管。其中，通过TIA放大后的第一电信号具体可以为电压信号。
202、监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的平均功率和所述第一电信号的交流功率。
其中，获取所述第一电信号的交流功率具体可以包括：
对所述放大后的第一信号进行滤波，并获取所述滤波后的第一电信号的交流功率。即对步骤201放大后的第一电信号进行滤波，经过滤波后的第一电信号就为交流信号，这样计算所述滤波后的第一电信号的功率就为交流功率，即得到放大后的第一电信号的交流功率。其中，上述滤波具体可以是通过带通滤波器(Band Pass Filter，BPF)、高通滤波器或者通过耦合电容对监测信号进行滤波，即阻塞了第一电信号的直流功率得到监测信号的交流功率。
203、根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率，调整所述第一电信号的偏置电流，使得调整后的第一电信号的偏置电流为目标偏置电流，根据所述第一电信号的目标交流功率和所述第一电信号的交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流。
204、根据所述第一电信号的目标偏置电流和目标调制电流，输出第二电信号，所述第二信号的偏置电流为所述目标偏置电流，所述第二信号的调制电流为所述目标调制电流。
其中，具体可以是上述目标平均功率与目标偏置电流存在对应关系，这样就可以根据第一电信号的目标平均功率，调整所述第一电信号的平均功率为目标平均功率，而第一电信号的目标平均功率与目标偏置电流的一一对应关系，可知，当所述第一电信号的平均功率调整到目标平均功率时，所述第一电信号输出的偏置电流即为目标偏置电流。上述目标交流功率与目标调制电流存在对应关系，这样就可以根据第一电信号的目标交流功率，调整所述第一电信号的交流功率为目标交流功率，而第一电信号的目标交流功率与目标调制电流的一一对应关系，可知，当所述第一电信号的交流功率调整到目标交流功率时，所述第一电信号输出的调制电流即为目标调制电流。
205、根据第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。
即在上面实施例中的所述第一电信号的目标监测功率具体可以包括所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的目标交流功率。所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系具体可以包括：第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系。
其中，上述第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系具体可以如下式所示：
其中，Pmod为第一电信号的目标平均功率，re为第一光信号的目标消光比，K是由上述第一电信号的目标平均功率而变化的常数，即当上述第一电信号的目标平均功率不变时，K为常数。其中，K具体可以如下式所示：
其中，Pavg为上述第一电信号的目标平均功率，上述Tb为码元周期，f第一电信号的频率，上述H(f)为BPF为滤波频率，G(f)为第一电信号的频谱(即第一电信号脉冲的傅立叶变换)，上述R具体可以是对第一电信号进行监测的中的MPD的响应度，上述Rt具体可以是对第一电信号进行监测的中的TIA的跨阻。
例如：第一光信号的功率如下式所示：
其中，Plaser(t)为第一光信号的功率，ak＝{0,1}代表二进制数据，P1是比特位“1”的功率,P0是比特位“0”的功率。g(t)代表发送信号脉冲。假设MPD的响应度为R，则上述第一电信号可以如下所示：
其中，I(t)为上述第一电信号，R为MPD的响应度。
假设TIA的跨阻为Rt。上述第一电信号被TIA放大后的第一电信号可以如下式所示：
其中，V(t)表示上述放大后的第一电信号。
当上述滤波为通过带通滤波器实现的，由于MPD通常有低通频率响应HMPD(f)。假设MPD有理想的响应，将MPD频率响应归并到带通滤波器中H(f)＝HMPD(f)·HTIA(f)·HBPF(f)，这里HBPF(f)为带通滤波器频率响应，HTIA(f)为跨阻放大器的频率响应。
对应随机的二进制数据，如ak不相关，上述第一电信号V(t)的功率谱密度可以如下式所示：
其中，Sv(f)为第一电信号V(t)的功率谱密度，f第一电信号的频率，Tb为码元周期，G(f)为信号脉冲的频谱，m为整数，δ(f)为单位脉冲响应函数，例如：狄拉克(Dirac)函数。
第一电信号V(t)经过BPF滤波后的功率谱密度可以如下式所示：
SBPF(f)＝|H(f)|2Sv(f)
其中，H(f)为BPF为滤波频率。
具体可以是将BPF的低频截止频率设置到0以上，高频截止频率设置到数据率以下，BPF滤波后的功率谱密度就可以如下式所示：
则通过BPF滤波后的功率谱密度就可以是得到第一电信号的交流功率可以通过下式所示：
其中，Pmod为第一电信号的交流功率，A可以通过下式所示：
即对应给定的MPD、TIA和BPF，就可以得到A，即A可以是常数。因此放大后的第一电信号的交流功率Pmod就与“1”的功率P1成比例，且第一电信号的平均功率Pavg、“1”的功率P1和消光比re满足如下关系：
即可以得到第一电信号的交流功率Pmod、第一电信号的平均功率Pavg和消光比re满足如下关系：
即可以得到上述第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系具体可以如下式所示：
其中，上述第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系可以如图3所示。如图所示，在第一电信号的消光比和第一电信号的交流功率之间存在一一对应关系。因此，交流功率可用来监控消光比。在正常工作期间，交流功率可连续监控并与第一参考值比较，如果测量的与第一参考值存在差异，则调整调制电流直到测量值与参考值相等。具体可以是预先设置第一参考值，步骤203在调整交流功率与第一参考值进行比较，再根据比较结果调整调制电流。同时，还可以是预先设置第二参考值，步骤203在调整平均功率与第二参考值进行比较，再根据比较结果调整偏置电流。
对给定的消光比，如果发送光信号设备的斜效率不同、发送光信号设备到MPD的耦合效率不同、调制信号的占空比不同和IA增益不同，测量的交流功率存在一定变化。如图4所示为3个不同10Gbps直接调制激光器(Direct Modulation LD，DML)测试结果。为了精确控制消光比，对特定的DML收发器，交流功率和消光比之间的关系需要进行校准。监控光信号的消光比之前即在步骤201之前进校准，并将校准的参考值(例如：上述第一参考值和上述第二参考值)存储在存储器中以备正常操作时使用，当然可以存储对应于不同的多个目标消光比的多个参考值。下面以一个具体校准实例进行说明，当然在本实施例中对校准的方式不作限定：
例如：校准消光比和上述平均功率Pavg可以在DML收发器上电时进行，从0到一特定值(DML最大工作电流)扫描激光器发送的光信号的电流Ilaser。同时，测量并记录平均功率Pavg，基于测量的Pavg与Ilaser之间的关系函数，记为Pavg(Ilaser)。对于目标消光比ERtarget，可以确定调制电流Imod和偏置电流IB，即可以目标消光比ERtarget对应的平均功率Pavg，可以将该平均功率Pavg作为用于调整上述监测信号的平均功率的第一参考值。例如，对于给定的激光器偏置电流IB(DML偏置电流由平均光功率决定)，可通过给定的调制电流确定消光比，即可以得到调制电流与消光比的对应关系，而上述监测信号的交流功率与调制电流满足对应关系，这样就可以实现通过调整调制电流实现调整上述监测信号的交流功率以实现调整光信号的消光比。例如，如果调制电路为Imod，测量到的对应比特“1”光功率P1avg(IB+0.5·Imod)可以通过Pavg与Ilaser之间的关系曲线决定。测量到的对应比特“0”的光功率P0avg(IB–0.5·Imod)也可以通过类似方法得到。则消光比可简单的表示为ER＝P1avg(IB+0.5·Imod)/P0avg(IB–0.5·Imod)，相反，给定消光比，调制电流Imod可通过Pavg与Ilaser之间的关系曲线或者斜效率决定。当Imod确定后，激光器可以工作在正常模式。此时，对应的消光比值和测量的Pmod作为第二参考值Pmod,ref，步骤203就可以通过该第二参考值Pmod,ref调整上述监测信号的交流功率。
作为一种可选的实施方式，所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系与所述第一光信号的斜效率存在关联。即对于不同的斜效率所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系会不同。其中，斜效率具体可以是阈值以上单位电流转化成光功率的大小，具体可以是偏置电流转化成第一光信号的光功率的大小和/或调制电流转化成第一光信号的光功率的大小，而第一光信号的光功率与上述第一电信号的监测功率存在一定对应关系，具体可以参考上述公式，这样斜效率就为监测偏置电流、调制电流与第一电信号的监测功率的关系，而偏置电流、调制电流与第一光信号的消光比存在一定对应关系，即第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系与所述第一光信号的斜效率存在关联。即本实施例中可以根据第一电信号的斜效率校准所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，可以通过如下例子校准：
例如：上述第二参考值Pmod,ref为与目标消比对应的目标交流功率，就可以根据斜效率调整上述第二参考值Pmod,ref。下面以一个具体的调整实例进行说明，当然本实施例中对调整上述第二参考值Pmod,ref的调整方式不作限定。例如：在实际应用中，DML的斜效率也许会随温度变化或老化的影响而变化。当DML斜效率发生变化时，Pmod和ERtarget之间的关系可能不会变化也可能会作很小的变化。为了校准正常工作时斜效率的变化，需要在正常工作时校准用于调整上述第一电信号的目标交流功率的第二参考值Pmod,ref。这可以通过微调偏置电流来实现。如增加第一电信号的偏置电流IB电流使IB＝5mA。则输出功率也会略微增加，这不会影响功率预算和用于接收光信号的接收机正常工作。当偏置电流设定在IB和IB+IB时，可测量对应的Pavg(IB)和Pavg(IB+IB)。从此两点可确定Pavg和IB的关系，对于给定的第一电信号的目标消光比，第一电信号的调制电流Imod也可以确定。则调制电流可以设定到新的确定值，测量Pmod值并作为新的第二参考值Pmod,ref。Pavg和IB的线性关系也可以通过多点测量得到。如测量三点功率Pavg(IB)、Pavg(IB+IB1)和Pavg(IB+IB2)也可确定Pavg和IB的线性关系。由于校准基于MDL输出功率和偏置电流之间线性关系的假设(此关系通常在激光器工作在阈值以上和最大电流以下正确)，当调制电流比激光器阈值低时则不能工作。在10Gbps或更高工作速率下，为了避免开关延时问题，调制电流通常不能在阈值以下。故线性关系假设是成立的。
在另一个实施例中，由于第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系如下关系：
在实际应用中，剧烈的消光比变化导致第一电信号的交流功率微小变化。因而，当消光比较大时采用上式所示的消光比与第一电信号的交流功率之间的关系会造成一定误差。理想情况下，测量参数和控制参数之间线性关系较好。具体可以是将第一电信号的交流功率乘以(re,target+1)，其中，re,target为，即可以得到下式：
即(re,target+1).Pmod与第一光信号的消光比满足线性关系，具体可以如图5所示，这样步骤203中的根据所述第一电信号的目标交流功率和所述第一电信号的交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流，可以包括：
根据所述第一电信号的目标交流功率和第一电信号的乘法交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流。其中，乘法交流功率为第一电信号的交流功率乘以(re,target+1)得到交流功率。由于乘法交流功率与消光比为线性关系，这样可以通过乘法交流功率更好地控制消光比。
上述技术方案中，在上述实施例的基础上实现了多种可选的实施方式，且都可以实现精确控制消光比。
下面为本发明装置实施例，本发明装置实施例用于执行本发明方法实施例一至二实现的方法，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例一和实施例二。
图6是本发明实施例提供一种信号监测装置的结构示意图，如图6所示，包括：光电二极管61、监测单元62、调整单元63和输出单元64，其中：
光电二极管61，用于接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号。
光电二极管61具体可以是将第一电信号转换为电信号，即得到上述第一电信号。
监测单元62，用于监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功率。
具体可以是计算出第一电信号的平均功率和/交流功率。其中，上述第一光信号具体可以是将上述第一电信号进行光电转换得到光信号。
调整单元63，用于根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，使得所述第二电信号的监测功率为所述目标监测功率。
即对第一电信号进行调整得到第二电信号，具体可以是调整第一电信号的电流或者电压。
输出单元64，用于根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。
由于第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比成对应关系，当第二电信号的监测功率为上述目标监测功率时，第二电信号转换后的第二光信号的消光比就为上述目标消光比。即根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系可以通过第二电信号的监测功率可以确定第二光信号的消光比，反之通过第二光信号的消光比可以确定第二电信号监测信号的监测功率。
其中，上述消光比具体可以为用于控制光信号发射的脉冲电平为高电平(例如：“1”)时上述第一电信号产生的功率与该脉冲电平为低电平(例如：“0”)时上述第一电信号产生的功率的比值。
上述装置可以是应用于任何可以发送光信号的设备中，例如：激光器。
上述技术方案中，接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号；监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功率；根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，使得所述第二电信号的监测功率为所述目标监测功率；根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。这样可以在精确控制监测功率基础上实现精确控制光信号的消光比。
图7是本发明实施例提供另一种信号监测装置的结构示意图，如图7所示，包括：光电二极管71、监测单元73、调整单元73和输出单元74，其中监测单元72包括平均功率监测单元721和交流功率监测单元722，调整单元73包括偏置电流调整单元731、调制电流调整单元732和输出子单元733，其中：
光电二极管71，用于接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号。
其中，所述装置还可以包括放大器75其中，放大器75的输入端与光电二极管71的输出端连接，所述放大器75的输出端与监测单元72的输入端连接，所述放大器75用于对所述电信号进行放大，对所述放大后的电信号进行功率监测。即监测单元72可以是对放大后的第一电信号进行功率监测。其中，放大器75具体可以是TIA，光电二极管71具体可以是MPD。
均功率监测单元721，用于获取所述第一电信号的平均功率。其中，平均功率监测单元721的输入端具体可以与光电二极管71的输出端连接，或者平均功率监测单元721的输入端具体可以是与放大器75的输出端连接。
交流功率监测单元722，用于获取所述第一电信号的交流功率。其中，交流功率监测单元72的输入端具体可以是与光电二极管71的输出端连接，或者交流功率监测单元722的输入端具体可以是与放大器74的输出端连接。
可选的，所述装置还可以包括滤波单元76，其中：
滤波单元76用于对所述第一电信号进行滤波，其中，滤波单元76的输入端与光电二极管71的输出端连接，或者滤波单元76的输入端与放大器75的输出端连接，滤波单元76的输出端与交流功率监测单元722的输入端连接，交流功率监测单元722具体可以用于获取所述滤波后的第一电信号的交流功率。
其中，滤波单元76具体可以是BPF、高通滤波器或者通过耦合电容对监测信号进行滤波，即阻塞了监测信号的直流功率得到监测信号的交流功率。
偏置电流调整单元731的输入端与平均功率监测单元721的输出端连接，偏置电流调整单元731用于根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率，调整所述第一电信号的偏置电流，使得调整后的第一电信号的偏置电流为目标偏置电流；
调制电流调整单元732的输入端与交流功率监测单元722的输出端连接，调制电流调整单元732用于根据所述第一电信号的目标交流功率和所述第一电信号的交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流；
输出子单元733，用于根据所述第一电信号的目标偏置电流和目标调制电流，输出第二电信号，所述第二信号的偏置电流为所述目标偏置电流，所述第二信号的调制电流为所述目标调制电流。
其中，具体可以是上述目标平均功率与目标偏置电流存在对应关系，这样就可以根据第一电信号的目标平均功率，调整所述第一电信号的平均功率为目标平均功率，而第一电信号的目标平均功率与目标偏置电流的一一对应关系，可知，当所述第一电信号的平均功率调整到目标平均功率时，所述第一电信号输出的偏置电流即为目标偏置电流。上述目标交流功率与目标调制电流存在对应关系，这样就可以根据第一电信号的目标交流功率，调整所述第一电信号的交流功率为目标交流功率，而第一电信号的目标交流功率与目标调制电流的一一对应关系，可知，当所述第一电信号的交流功率调整到目标交流功率时，所述第一电信号输出的调制电流即为目标调制电流。
输出单元74，用于根据第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。
在另一个实施例中，所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系与所述第一光信号的斜效率存在关联。即对于不同的斜效率所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系会不同。
作为一种可选的实施方式，如图8所示，输出子单元731包括偏置电流源73111和调制电流源7312，其中：
偏置电流源73111用于输出所述目标偏置电流。具体可以接收到偏置电流调整单元731的调整输出所述目标偏置电流。
调制电流源7312用于输出所述目标调制电流。具体可以接收到调制电流调整单元732的调整输出所述目标调制电流。
其中，上述第二电信号具体可以包括上述目标偏置电流和上述目标偏置电流，即第二电信号具体可以包括：偏置电流源73111输出的目标偏置电流和调制电流源7312输出的目标调制电流。
作为一种可选的实施方式，偏置电流调整单元731包括具体可以为第一比较器73112，第一比较器73112的第一输入端与平均功率监测单元721的输出端连接，第一比较器73112的第二输入端连接用于表示所述第一电信号的目标平均功率的第一参考值P0，第一比较器73112的输出端与偏置电流源73111连接，第一比较器73112用于根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率，调整偏置电流7311源输出的电流，以使偏置电流源73111输出的电流为目标偏置电流。
其中，上述第一参考值可以参考前面方法实施例描述的第一参考值。
作为一种可选的实施方式，调制电流调整单元732具体可以为第二比较器7321，第二比较器7321的第一输入端与交流功率监测单元722的输出端连接，第二比较器7321的第二输入端连接用于表示所述第一电信号的目标交流功率的第二参考值Pref，第二比较器7321的输出端与调制电流源7312连接，第二比较器7321用于根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率调整所述调制电流源7312输出的电流，以使所述调制电流源7312输出的电流为目标调制电流。
其中，上述第二参考值可以参考前面方法实施例描述的第二参考值。
作为一种可选的方式，如图9所示，所述电路还可以包括乘法单元77，其中：
乘法单元77的输入端与交流功率监测单元722的输出端连接，所述乘法单元76的输出端与所述第二比较器7321的第一输入端连接，乘法单元77用于将所述交流功率监测单元的输出端输出的第一电信号的交流功率乘以目标函数得到乘法交流功率。
例如：上述第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系满足如下关系：
其中，该关系式具体可以参考前面方法实施例描述的上述第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系的关系，此作重复说明。
在实际应用中，剧烈的消光比变化导致第一电信号的交流功率微小变化。因而，当消光比较大时采用上式所示的消光比与第一电信号的交流功率之间的关系会造成一定误差。理想情况下，测量参数和控制参数之间线性关系较好。具体可以是将第一电信号的交流功率乘以(re,target+1)，即上述乘法单元77具体用于将所述交流功率监测单元的输出端输出的所述第一电信号的交流功率乘以目标函数(re,target+1)得到乘法交流功率(re,target+1).Pmod。
其中
即(re,target+1).Pmod与消光比满足线性关系，具体可以如图5所示，这样第二比较器7321就可以根据所述第一电信号的目标交流功率和第一电信号的乘法交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流。
上述技术方案中，在上述实施例的基础上实现了多种可选的实施方式，且都可以实现精确控制消光比。
图10是本发明实施例提供的一种信号监测装置的结构示意图，如图10所示，包括：输出单元91、转换单元92、监测单元93、调整单元94，其中：
输出单元91包括：驱动电路911、开关单元912、激光器(Laser Diode，LD)913、偏置电流源IB914和调制电流源Imod915，其中：
驱动电路911的输入端连接电源信号DINP和DINN，驱动电路911 的输出端向开关电路912输入端连接，驱动电路911用于向开关电路912传输数据信号，开关电路912用于当输出的数据信号为高电平(例如：“1”)时，开关电路912工作为闭合状态，调制电流源915输出的电流加载至激光器913，激光器913发送第一光信号，此时第一光信号的功率为P1(即上述实施例描述的P1)，开关电路912用于当输出的数据信号为低电平(例如：“0”)时，开关电路912工作为打开状态，偏置电流源914输出的电流加载至激光器913，激光器913发送第一光信号，此时第一光信号的功率为P0(即上述实施例描述的P0)。其中，偏置电流源914为可变的电流源，调制电流源915为可变的电流源
转换单元92包括MPD921和TIA922其中：
MPD921的负极接地，MPD921的正极与TIA922的输入端连接，用于将激光器913发送的光信号转换为电流信号，TIA922将MPD921转换的电流信号转换为电压信号，即得到第一电信号。
监测单元93包括滤波电路931、平均功率监测单元932和交流功率监测单元933，其中：
平均功率监测单元932的输入端与TIA922的输出端连接，平均功率监测单元932用于计算TIA922的输出端输出的第一电信号的平均功率，滤波电路931的输入端与TIA922的输出端连接，交流功率监测单元933的输入端与滤波电路931的输出端连接，交流功率监测单元933用于计算TIA922的输出端输出的第一电信号的交流功率。
其中，滤波电路931具体可以是BPF或者高通滤波器或者耦合电容等。
调整单元94包括第一比较器941和第二比较器942，其中：
第一比较器941的第一输入端与平均功率监测单元932的输出端连接，第一比较器941的第一输入端连接用于表示第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系指示的与目标消光比对应的目标平均功率的第一参考值P0，第一比较器941的输出端与偏置电流源914的调节端连接，第一比较器941用于调整偏置电流源914的输出电流为目标偏置电流，以使得平均功率监测单元932计算出的平均功率等于第一参考值P0。
第二比较器942的第一输入端与交流功率监测单元933的输出端连接，第二比较器942的第一输入端连接用于表示第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系指示的与目标消光比对应的目标交流功率的第二参考值Prof，第二比较器942的输出端与调制电流源915的调节端连接，第二比较器942用于调整调制电流源915的输出电流为目标调制电流，以使得交流功率监测单元933计算出的交流功率等于第二参考值Prof。
由于偏置电流源914和调制电流源915分别输出目标偏置电流源和目标调制电流，即在输出单元91向输出LD913第二电信号，LD913再将第二电信号转换为第二光信号，该第二光信号的消光比就为目标消光比。
作为一种可选的实施方式，如图11所述电路还可以包括：乘法单元95，其中：
乘法单元95的输入端与交流功率监测单元933的输出端连接，乘法单元95的输出端与第二比较器942的第一输入端连接，乘法单元95用于将交流功率监测单元933输出的交流功率输出的所述第一电信号的交流功率乘以目标函数得到乘法交流功率，其中，乘法交流功率与第一光信号的消光比成线性关系。
例如：上述第一电信号的目标平均功率、第一电信号的目标交流功率与第一光信号的目标消光比的对应关系满足如下关系：
其中，该关系式具体可以参考前面方法实施例描述的上述对应关系的关系，此作重复说明。
在实际应用中，剧烈的消光比变化导致第一电信号的交流功率微小变化。因而，当消光比较大时采用上式所示的消光比与第一电信号的交流功率之间的关系会造成一定误差。理想情况下，测量参数和控制参数之间线性关系较好。具体可以是将第一电信号的交流功率乘以(re,target+1)，即上述乘法单元77具体用于将所述交流功率监测单元的输出端输出的所述第一电信号的交流功率乘以目标函数(re,target+1)得到乘法交流功率(re,target+1).Pmod。
其中
即(re,target+1).Pmod与消光比满足线性关系，具体可以如图5所示，这样第二比较器942就可以根据所述第一电信号的目标交流功率和第一电信号的乘法交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流。
上述技术方案中，在上述实施例的基础上实现了多种可选的实施方式，且都可以实现精确控制消光比。
图12是本发明实施例提供的一种光网络系统的结构示意图，如图12所示，该光网络系统包括:光线路终端(Optical Line Termination，OLT)121和光网络单元(OpticalNetwork Unit，ONU)122或者光网络终端(Optical Network Termination，ONT)122，所述光线路终端121和ONU122通过光分布网(Optical Distribution Network，ODN)123进行连接，或者光线路终端121和ONT 122通过ODN 123进行连接，其中：
OLT121为光网络系统提供网络侧接口，连接一个或多个ODN123。ODN123 是无源分光器件，将OLT121下行的数据分路传输到各个ONU122，同时将多个ONU122/ONT122的上行数据汇总传输到OLT121。ONU122为光网络系统提供用户侧接口，上行与ODN123相连，如果ONU122直接提供用户端口功能，如个人计算机(Personal Computer，PC)上网用的以太网用户端口，则称为ONT122，下文提到的ONU122统指ONU122和ONT122。
ODN123一般分成三部分，无源光分路器(Splitter)1231、主干光纤(Feed Fiber)1232、分布光纤(Distribute Fiber)1233和分路光纤(Drop Fiber)1234，其中分布光纤1233和分路光纤1234可以统称为分支光纤。图12中是具有2级分光的ODN123结构图，对只有一级分光的ODN123只有主干光纤和分路光纤。
从OLT121到ONU122称为下行，反之为上行。下行数据因为光的特性是广播到各ONU122的，各ONU122的上行数据发送由OLT121分配发送区间，时分复用。
光网络系统上行可以采用1310nm的波长，下行采用可以1490nm波长。上行、下行的光可以在同一根光纤中传输，上、下行也可以采用不同光纤来传输。
OLT121可以是如图6至图11所示的实施例中任一实施方式的信号监测装置。
ONU122也可以是如图6至图11所示的实施例中任一实施方式的信号监测装置。
上述技术方案中，这样可以在精确控制监测功率基础上实现精确控制光信号的消光比。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存取存储器(Random AccessMemory，简称RAM)等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (13)

1.一种监控光信号的方法，其特征在于，包括：
接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号；
监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功率；所述获取所述第一电信号的监测功率包括：获取所述第一电信号的平均功率和所述第一电信号的交流功率；在获取所述第一电信号的交流功率之前，对所述第一电信号进行滤波；
根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，使得所述第二电信号的监测功率为所述目标监测功率；
根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述第一电信号的监测功率之前包括：
对所述第一电信号进行放大，对所述放大后的第一电信号进行功率监测。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一电信号的目标监测功率包括所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的目标交流功率。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，包括：
根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率，调整所述第一电信号的偏置电流，使得调整后的第一电信号的偏置电流为目标偏置电流，根据所述第一电信号的目标交流功率和所述第一电信号的交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流；
根据所述第一电信号的目标偏置电流和目标调制电流，输出第二电信号，所述第二电信号的偏置电流为所述目标偏置电流，所述第二电信号的调制电流为所述目标调制电流。
5.如权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系与所述第一光信号的斜效率存在关联。
6.一种信号监测装置，其特征在于，包括：光电二极管、滤波单元、监测单元、调整单元和输出单元，其中：
所述光电二极管，用于接收第一光信号，对所述第一光信号进行光电转换，输出转换后的第一电信号；
所述滤波单元，用于对所述第一电信号进行滤波；
所述监测单元，用于监测所述第一电信号，获取所述第一电信号的监测功率；所述监测单元包括平均功率监测单元和交流功率监测单元，其中：
所述平均功率监测单元，用于获取所述第一电信号的平均功率；
所述交流功率监测单元，用于获取所述第一电信号的交流功率；
所述调整单元，用于根据所述第一电信号的目标监测功率，调整所述第一电信号的监测功率，输出第二电信号，使得所述第二电信号的监测功率为所述目标监测功率；
所述输出单元，用于根据所述第一电信号的目标监测功率与第一光信号的目标消光比的对应关系，对所述第二电信号进行光电转换，输出转换后的第二光信号，其中，所述第二光信号为具有目标消光比的光信号。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括放大器，其中：
所述放大器的输入端与所述光电二极管的输出端连接，所述放大器的输出端与所述平均功率监测单元的输入端和所述滤波单元的输入端分别连接，所述放大器用于对输入所述放大器的电信号进行放大，对所述放大后的电信号进行功率监测。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一电信号的目标监测功率包括所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的目标交流功率。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调整单元包括偏置电流调整单元和调制电流调整单元，其中：
所述偏置电流调整单元的输入端与所述平均功率监测单元的输出端连接，所述偏置电流调整单元用于根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率，调整所述第一电信号的偏置电流，使得调整后的第一电信号的偏置电流为目标偏置电流；
所述调制电流调整单元的输入端与所述交流功率监测单元的输出端连接，所述调制电流调整单元用于根据所述第一电信号的目标交流功率和所述第一电信号的交流功率，调整所述第一电信号的调制电流，使得调整后的第一电信号的调制电流为目标调制电流；
输出子单元，用于根据所述第一电信号的目标偏置电流和目标调制电流，输出第二电信号，所述第二电信号的偏置电流为所述目标偏置电流，所述第二电信号的调制电流为所述目标调制电流。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述输出子单元包括偏置电流源和调制电流源，其中：
所述偏置电流源用于输出所述目标偏置电流；
所述调制电流源用于输出所述目标调制电流。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述偏置电流调整单元包括第一比较器，所述第一比较器的第一输入端与所述平均功率监测单元的输出端连接，所述第一比较器的第二输入端连接用于表示所述第一电信号的目标平均功率的第一参考值，所述第一比较器的输出端与所述偏置电流源连接，所述第一比较器用于根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率，调整所述偏置电流源输出的电流，以使所述偏置电流源输出的电流为目标偏置电流。
12.如权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述调制电流调整单元包括第二比较器，所述第二比较器的第一输入端与所述交流功率监测单元的输出端连接，所述第二比较器的第二输入端连接用于表示所述第一电信号的目标交流功率的第二参考值，所述第二比较器的输出端与所述调制电流源连接，所述第二比较器用于根据所述第一电信号的目标平均功率和所述第一电信号的平均功率调整所述调制电流源输出的电流，以使所述调制电流源输出的电流为目标调制电流。
13.一种光网络系统，所述光网络系统包括:光线路终端和光网络单元，所述光线路终端和光网络单元通过光分布网进行连接，其特征在于，所述光线路终端包括如权利要求6-12中任一项所述的信号监测装置；和/或
所述光网络单元包括如权利要求6-12中任一项所述的信号监测装置。
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