阅读说明：本技术 一种光谱对准方法、装置、发射机及光网络系统 (Spectrum alignment method and device, transmitter and optical network system ) 是由 罗小东 张超 李海源 唐松 李明洋 于 2020-07-20 设计创作，主要内容包括：本申请实施例提供一种光谱对准的方法、装置、发射机及光网络系统,所述装置包括：温度监控单元,被配置为检测激光器和滤波器中之一的温度变化量；控制单元,被配置为接收所述温度变化量,并根据所述温度变化量确定温度调整值；温度调整单元,被配置为依据所述温度调整值调整所述激光器的温度或者调整所述滤波器单元的温度；其中,当所述温度监控单元用于监控所述激光器的温度变化量时,则所述温度调整值用于调整所述滤波器的温度；当所述温度监控单元用于监控所述滤波器的温度变化量时,则所述温度调整值用于调整所述激光器的温度。本申请实施例在提高系统集成度的基础上实现了激光器和光谱整形单元的光谱对准。(The embodiment of the application provides a method and a device for aligning a spectrum, a transmitter and an optical network system, wherein the device comprises: a temperature monitoring unit configured to detect a temperature change amount of one of the laser and the filter; a control unit configured to receive the temperature variation and determine a temperature adjustment value according to the temperature variation; a temperature adjustment unit configured to adjust a temperature of the laser or adjust a temperature of the filter unit according to the temperature adjustment value; when the temperature monitoring unit is used for monitoring the temperature variation of the laser, the temperature adjusting value is used for adjusting the temperature of the filter; and when the temperature monitoring unit is used for monitoring the temperature variation of the filter, the temperature adjusting value is used for adjusting the temperature of the laser. The embodiment of the application realizes the spectrum alignment of the laser and the spectrum shaping unit on the basis of improving the system integration level.)

一种光谱对准方法、装置、发射机及光网络系统

技术领域

本申请涉及光通信领域，具体而言，涉及一种光谱对准方法、装置、发射机及光网络系统。

背景技术

现有的直接调制激光器(directly modulated laser，DML)由于啁啾影响不能进行长距离传输，而啁啾管理激光器(Chirp Managed Laser，CML)在直接调制激光器的基础上增加了光谱整形元器件(Optical Spectrum Reshaper，OSR)，光谱整形元器件对直接调制激光器输出的光谱进行滤波，滤除部分啁啾效应，其中滤除的啁啾效应主要是指直接调制激光器分别调制1bits和0bits时产生绝热啁啾，会分别输出不同的光波长，而光谱整形元器件将0bits的光滤除，去掉了绝热啁啾，同时可以提升消光比。

由于绝热啁啾的大小会受到直接调制激光器的输入电流偏置电流和调制电流的影响，产生不同的绝热啁啾，所以调整激光器光谱和光谱整形元器件滤波光谱之间的对应关系，直接影响到啁啾管理激光器的输出效果，即要尽量的滤除bit 0的光谱，保留bit 1的光谱，使得啁啾管理激光器达到最佳输出性能。

因此如何提升啁啾管理激光器的激光器与光谱整形元件的对准关系成了亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种光谱对准方法、装置、发射机及光网络系统，本申请实施例可以根据激光器的温度漂移系数、OSR的温漂系数关系以及检测到的OSR温度变化，去调整激光器温度，一方面可以达到对准激光器和光谱整形元件的对准，另一方面也可以仅通过调整激光器的温度即可达到对准的技术目的，相比于现有技术提升了设备的集成度。此外，本申请实施例还提供了标定CML的初始最佳值的方法。

第一方面，本申请实施例提供一种光谱对准的装置，所述装置包括：温度监控单元，被配置为监测滤波器的温度变化量；控制单元，被配置为接收所述温度变化量，并根据所述温度变化量确定温度调整值；温度调整单元，被配置为依据所述温度调整值调整激光器的温度。

本申请实施例在提高系统集成度的基础上实现了激光器和光谱整形单元OSR的光谱对准。例如，对于对激光器绝对波长无要求的场合，本申请实施例可以通过一个检测激光器或者滤波器中之一温度的变化量并通过一个温度调整单元就可以实现相对波长的对准，技术方案更加简单实用。

在一些实施例中，所述控制单元还被配置为：根据所述激光器的温度系数、所述滤波器的温度系数以及所述温度变化量来确定所述温度调整值。

本申请实施例提供了一种根据温度系数确定温度调整值的技术方案，使得通过监控激光器或者OSR之一的温度变化即可确定两者中剩余一个的温度，技术实现方案更加简单且节省了温度调整单元的数量增加了设备集成度。

在一些实施例中，所述装置还包括：温度反馈单元，被配置为向所述控制单元反馈温度调整结果其中，所述控制单元还被配置为根据所述温度调整结果判断温度调整过程结束。

本申请实施例可以随时监控温度调整过程是否结束，方便在温度调整过程终止时即时停止调整，保证激光器和滤波器的光谱对准。

第二方面，本申请实施例提供一种光谱对准方法，应用于包括激光器和滤波器的啁啾管理激光器，所述方法包括：获取温度变化量，其中，所述温度变化量为所述滤波器的温度变化量；根据所述温度变化量确定温度调整值，以调整所述激光器的温度；依据所述温度调整值调整所述激光器的温度或者调整所述滤波器的温度。

在一些实施例中，所述根据所述温度变化量确定温度调整值，包括：根据所述激光器的温度系数、所述滤波器的温度系数以及所述温度变化量来确定所述温度调整值。

在一些实施例中，所述方法还包括：接收反馈的温度值，以判断是否完成了依据所述温度调整值进行的温度调整过程。

在一些实施例中，所述获取温度变化量之前，所述方法还包括：根据消光比和眼图模板确定初始锁定值。

在一些实施例中，所述根据消光比和眼图模板确定初始锁定值，包括：设置所述激光器的偏置电流、射频幅度电流以及所述激光器的管芯温度；确定所述消光比大于第一目标值；确定所述光功率大于第二目标值；根据所述眼图模板确定输出的眼图满足条件，则存储当前所述激光器的偏置电流、射频幅度电流、所述激光器的管芯温度以及所述激光器的驱动电流。

第三方面，本申请实施例提供一种发射机，所述发射机包括：激光器、滤波器以及上述第一方面所述的光谱对准的装置。

第四方面，本申请实施例提供一种收发机，所述收发射机包括：激光器、探测器、滤波器以及上述第一方面所述的光谱对准的装置。

第五方面，本申请实施例提供一种光网络系统，所述光网络系统包括光线路终端和光网络单元，其中，所述光线路终端和/或所述光网络单元至少包括上述第三方面所述的发射机。

第六方面，本申请实施例提供一种光网络系统，所述光网络系统包括光线路终端和光网络单元，其中，所述光线路终端和/或所述光网络单元至少包括上述第四方面所述的收发机。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种包含光谱对准的装置发射机组成框图；

图2为本申请实施例提供的另一种包含光谱对准的装置发射机组成框图；

图3为本申请实施例提供的光谱对准方法的流程图；

图4为本申请实施例提供的测试系统测试连接图；

图5为本申请实施例提供的锁定初值的方法流程图；

图6为本申请实施例提供的光网络系统的组成框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本申请实施例提供一种光谱对准的装置，所述装置包括：温度监控单元，被配置为监测滤波器的温度变化量；控制单元，被配置为接收所述温度变化量，并根据所述温度变化量确定温度调整值；温度调整单元，被配置为依据所述温度调整值调整所述激光器的温度。

请参看图1，图1为本申请实施提供的包含光谱对准装置10的发射机组成框图。图1的发射机包括：激光器驱动单元600(用于接收输入的电数据)、直接调制激光器300(用于根据输入信息得到调制后的光信号)、滤波器OSR400(用于根据输入光信号得到光谱整形后的信号)以及光谱对准装置10。

本申请实施例的光谱对准装置10至少可以包括两个示例。

在一个示例中，如图1所示，对准装置10包括与直接调制激光器300连接的温度调整单元500，与滤波器OSR连接的温度监控单元100以及与温度监控单元100和温度调整单元500连接的控制单元200。其中，温度监控单元100被配置为检测图1的滤波器OSR的温度变化量；控制单元200，被配置为接收所述温度变化量，并根据所述温度变化量确定温度调整值；温度调整单元500，被配置为依据所述温度调整值调整所述直接调制激光器300的温度。例如，根据所述激光器的温度系数、所述滤波器的温度系数以及所述温度变化量来确定所述温度调整值。

需要说明的是，为了进一步确认温度调整过程是否结束，本申请实施例可以采用温度反馈单元采用闭环反馈模式进行控制。也就是说，当控制单元200得到的温度调整值用于调整所述激光器温度时，所述温度反馈单元与所述激光器连接，以获取所述激光器的温度；其中，所述控制单元200还被配置为根据所述温度调整结果判断温度调整过程结束。

作为一个示例，如图1所示，本申请实施例的光谱对准装置10包括与直接调制激光器300连接的温度调整单元500和温度反馈单元800，与滤波器OSR400连接的温度监控单元100，以及与温度监控单元100和温度调整单元500连接的控制单元200。其中，温度监控单元100被配置为监测图1的滤波器OSR400的温度变化量；控制单元200，被配置为接收所述温度变化量，并根据所述温度变化量确定温度调整值；温度调整单元500，被配置为依据所述温度调整值调整所述直接调制激光器300的温度；温度反馈单元800，被配置为向所述控制单元200反馈对直接调制激光器300的温度调整结果。

本申请实施例可以通过温度反馈单元和控制单元来随时监控温度调整过程是否结束，方便在温度调整过程终止时即时停止调整，保证激光器和滤波器的光谱对准。

需要说明的是，如图1所示，本申请实施例的对准装置10还可以包括多个模数转换单元700，具体地可以包括图1的第一模数转换单元700和第二模数转换单元700，其中的模数转换单元700用于将接受的模拟信号转化为数字信号并输入控制单元200。

下面结合图2进一步示例性阐述本申请实施例的发射机的结构以及其包括的对准装置10(图2中未用框线标注对准装置10)的示例性结构。

与图1不同的是，本申请实施例的发射机的温度反馈单元800和温度监控单元100可以采用热敏电阻，例如，图2的第一热敏电阻和第二热面电阻。在图2的示例中，温度调整单元500包括温度驱动单元510和TEC520。图2的直接调制激光器300和温度反馈单元800(例如,图2的温度反馈单元800为第一热敏电阻)均位于TEC520的上方。图2的第二热面电阻和OSR位于热沉的底座上部。结合上述内容可知，图2示例中的第一热敏电阻用于执行温度反馈单元的功能，即用于向控制单元反馈DML的温度以使控制单元判断对DML的温度调整过程是否结束；图2示例中的温度监控单元100对应的第二热敏电阻用于执行温度监控即监控OSR的温度变化量，控制单元200接收温度变化量来通过TEC520和温度驱动单元510来调整DML的温度。

图2的发射机包括三个模数转换单元，即图2的第一模数转换单元、第二模数转换单元以及第三模数转换单元，这三个模数转换单元均用于执行模数转换功能将转换后的数字信号发送至控制单元200，以使控制单元200执行光谱对准相关的操作。其中，第一模数转换单元700与第一热敏电阻连接，第二模数转换单元700与第二热敏电阻连接，第三模数转换单元与PD1330连接。图2还包括第一透镜310、隔离器320以及第二透镜410。

下面结合图3示例性阐述光谱对准的方法。

如图3所示，本申请实施例提供一种光谱对准方法，所述方法包括：S101获取温度变化量，其中，所述温度变化量为激光器的温度变化量；S102，根据所述温度变化量确定温度调整值，以调整所述激光器的温度；S103，依据所述温度调整值调整所述激光器的温度。

为了计算温度调整值，作为一个示例，S102可以包括：根据所述激光器的温度系数、所述滤波器的温度系数以及所述温度变化量来确定所述温度调整值。具体地，当OSR温度变化时，OSR的滤波光谱会发生漂移，已知OSR的温漂系数A nm/℃和激光器(例如，图1或者图2的直接调制激光器300)的温漂系数B nm/℃，当OSR温度变化量为Z度时，OSR滤波谱漂移A×Z nm，则激光器需要调节(A×Z)/B℃(即计算得到温度调整量),调节之后激光器和OSR仍然维持之前的光谱对应关系。

在一些实施例中，所述方法还包括：接收反馈的温度值，以判断是否完成了依据所述温度调整值进行的温度调整过程。

结合上述内容可知，本申请实施例可以只对激光器进行温控，来调整激光器光谱和OSR滤波光谱之间的对应关系，保持最佳状态。本申请实施例还可以通过测试系统标定锁定初值之后，开始自动锁定。其中OSR不增加TEC，只增加温度监控单元(例如，热敏电阻)监控OSR温度。

测试系统的组成如图4所示，测试系统的连接图包括依次连接的误码仪401、啁啾管理激光器CML(啁啾管理激光器包括上述图1或者图2中的直接调制激光器、滤波器OSR以及对准装置10)、光开关402以及与光开关402连接的眼图仪403和光功率计404。

也就是说，本申请实施例的光谱对准方法在获取温度变化量之前，所述方法还包括：根据消光比和眼图模板确定初始锁定值。例如，所述根据消光比和眼图模板确定初始锁定值可以包括：设置所述激光器的偏置电流、射频幅度电流以及所述激光器的管芯温度；确定所述消光比大于第一目标值；确定所述光功率大于第二目标值；根据所述眼图模板确定输出的眼图满足条件，则存储当前所述激光器的偏置电流、射频幅度电流、所述激光器的管芯温度以及所述激光器的驱动电流。下面结合图5示例性说明锁定初始值的过程。

结合图5可以看出，本申请实施例的初始锁定值的锁定过程包括：S201，设置激光器偏置电流；S202，设置激光器射频幅度电流；S203，调整激光器管芯温度；S204，判断消光比ER是否大于第一目标值，当小于第一目标值时继续执行S203；当ER大于第一目标值时执行S205的判断光功率是否大于第二目标值，当光功率不大于第二目标值时则返回S201，否则执行S206，将眼图仪检测到的CML输出信号眼图和存在眼图仪中的眼图模板进行比较，满足眼图要求则执行S207的记录当前的参数(记录当前CML中的激光器偏置电流激光器射频幅度电流激光器管芯的控制温度)，否则执行S208的调整CML激光器的驱动器预加重。

如图1所示，本申请实施例提供一种发射机，所述发射机包括：激光器(例如，图1的直接调制激光器300)、滤波器(例如，图1的滤波器OSR)以及图1的光谱对准装置10。

本申请实施例提供一种收发机，所述收发射机包括：激光器、探测器、滤波器以及图1所述的光谱对准的装置。

如图6所示，本申请实施例提供一种光网络系统，所述光网络系统包括光线路终端20和光网络单元30，其中，所述光线路终端和所述光网络单元可以通过光纤互连。在一些示例中，光线路终端20和/或所述光网络单元30至少包括上述图1所述的发射机。在另一些示例中，所述光线路终端20和/或所述光网络单元30至少包括上述的收发机。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。