一种带闭环光功率控制功能的波分复用器及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种带闭环光功率控制功能的波分复用器及控制方法，属于通信领域。包括阵列可调光衰减器、阵列波导光栅，波长及功率监控单元、模块程序及电路控制单元；1~N输入通道分别与阵列可调光衰减器的1~N衰减器的输入端一一连接，阵列可调光衰减器中的1~N衰减器的输出端分别与阵列波导光栅的1~N通道连接，阵列波导光栅输出端与波长及功率监控单元连接，波长及功率监控单元与模块程序及电路控制单元连接，模块程序及电路控制单元与阵列可调光衰减器连接。本发明专利技术模块可以解决现有模块动态调节差，速率慢，控制复杂的问题。智能化的动态监控和调节系统业务信号光功率，解决系统增益不平坦的问题，提升系统业务保护能力。

【技术实现步骤摘要】
一种带闭环光功率控制功能的波分复用器及控制方法
本专利技术涉及通信领域，特别涉及一种带闭环光功率控制功能的波分复用器及控制方法。
技术介绍
基于人们对带宽的需求，DWDM技术的不断升级，通信网中的信道数量越来越多，信道速率不断提高，容量也越来越大，由于EDFA放大器输出的增益本身的不平坦，使得DWDM传输系统中的不同波长的光信号经过EDFA放大传输后，导致通道间对应的波长增益不一致，而且随着传输距离的不断增加，通信系统中往往采用多个EDFA放大器的多级级联，进一步使得这种增益不平坦性不断的积累和劣化，造成系统中所传输的信道(波长)的功率分配不均匀，从而导致系统的动态失衡；因此，对系统商和设备商而言，为保证光网络在多信道和高速率情况下运行稳定可靠，必须在光网络中对各个光通道信号的功率实现监控和自动调节。目前系统应用的常规的光功率可调波分复用(VMUX)模块由多通道衰减器和阵列波导光栅组成，只能实现通道光信号增益人工操作配置完成，在实际使用中，每一个模块业务均需要人工在工程开通时完成模块通道衰减配置，监控效率低，动作慢，完成一条工程链路上面的增益配置过程所需要的设备繁多，耗费时间往往需要几天以上。并且，目前的传输系统业务量巨大，使用环境也越来越趋于复杂化，当DWDM系统中传输的信道数量增加或减少，或者DWDM系统中信道业务信息改变时，或者传输的某一路或某几路信道波长光功率发生改变时，加上其它信道功率本身的跳变，那么在系统终端接收机中接收到的各个信道中所收到的光功率大小和光信噪比(OSNR)便各不相同，这种功率的跳变和非均衡性对DWDM整个系统的传输稳定性非常有害，传统可调波分模块无法实时快速监控和调节系统的准确性，从而造成系统中所传输的信道(波长)的光功率分配的不均匀，常规传统的可调波分模块无法满足这种实时性、动态快速响应的要求，导致传输系统产生动态失衡，甚至业务中断。
技术实现思路
本专利技术的技术目的是克服现有模块存在的问题，提供一种带闭环光功率控制功能的波分复用器及控制方法，本专利技术模块可以解决现有模块动态调节差，速率慢，控制复杂的问题。智能化的动态监控和调节系统业务信号光功率，解决系统增益不平坦的问题，提升系统业务保护能力。本专利技术的技术方案是：一种带闭环光功率控制功能的波分复用器，包括用于对输入波分复用器的1～N通道的信号光进行衰减的阵列可调光衰减器、用于对从阵列可调光衰减器出来的信号光进行合波的阵列波导光栅，还包括用于实时监控波长和功率以及输出业务信号的波长及功率监控单元、用于对波分复用器中各模块进行控制的模块程序及电路控制单元；所述波分复用器的1～N输入通道分别与阵列可调光衰减器中的1～N衰减器的输入端一一连接，阵列可调光衰减器中的1～N衰减器的输出端分别与阵列波导光栅的1～N通道连接，阵列波导光栅输出端与波长及功率监控单元连接，所述波长及功率监控单元与模块程序及电路控制单元连接，所述模块程序及电路控制单元与阵列可调光衰减器连接。其中，所述波长及功率监控单元包括第一1×2分路器、第二1×2分路器、可调滤波器、光功率探测器；阵列波导光栅输出端与第一1×2分路器的输入端连接，第一1×2分路器第一输出端与第二1×2分路器输入端连接，第一1×2分路器第二输出端与可调滤波器输入端连接，可调滤波器输出端与光功率探测器输入端连接，第二1×2分路器第一输出端作为模块输出COM公共端，第二1×2分路器第二输出端作为模块输出MON监控端。其中，所述模块程序及电路控制单元包括阵列可调衰减器控制电路、可调滤波器控制电路、光功率采集电路、模块主控制电路单元；阵列可调光衰减器和阵列可调衰减器控制电路连接，可调滤波器和可调滤波器控制电路连接，光功率探测器和光功率采集电路连接，阵列可调衰减器控制电路、可调滤波器控制电路、光功率采集电路均与模块主控制电路单元连接。其中，所述模块程序及电路控制单元还包括MCU主程序控制单元，所述模块主控制电路单元与MCU主程序控制单元连接，MCU主程序控制单元与标准通信接口连接。其中，所述第一1×2分路器采用1/99～20/80分光比范围中任意分光比的耦合器，且大分光比输出端为第一输出端，小分光比输出端为第二输出端。其中，所述第二1×2分路器采用1/99～20/80分光比范围中任意分光比的耦合器，且大分光比输出端为第一输出端，小分光比输出端为第二输出端。其中，所述阵列可调光衰减器为一个具有多通道调节光功率大小的集成式的可调衰减器。其中，阵列可调光衰减器通过标准高速信号线和阵列可调衰减器控制电路连接，可调滤波器通过标准高速信号线和可调滤波器控制电路连接，光功率探测器通过标准高速信号线和光功率采集电路连接，阵列可调衰减器控制电路、可调滤波器控制电路、光功率采集电路通过标准高速信号线均与模块主控制电路单元连接，模块主控制电路单元通过标准高速信号线与MCU主程序控制单元连接，MCU主程序控制单元通过标准高速信号线与标准通信接口连接；阵列可调光衰减器中的1～N衰减器的输出端通过标准光纤分别与阵列波导光栅的1～N通道连接。一种采用上述所述的带闭环光功率控制功能的波分复用器的控制方法，包括如下步骤：步骤201、设定阵列可调光衰减器的通道配置信息；步骤202、模块程序及电路控制单元接收目标光功率，获取当前通道功率信息，计算当前功率与目标功率偏差；步骤203、根据步骤202的计算结果，模块程序及电路控制单元设置目标通道衰减器的衰减值；步骤204、模块程序及电路控制单元通过波长及功率监控单元获取设置后的通道功率信息，分析计算当前功率与目标功率偏差是否超过设置的偏差阈值；若是，则返回步骤202；若否，则执行步骤205；步骤205、模块程序及电路控制单元下发配置信息，保持当前配置，且波长及功率监控单元实时获取当前通道光功率；步骤206、如果在保持当前模块工作状态时，进入当前通道的光信号业务没有发生改变，模块程序及电路控制单元控制保持模块工作状态，重复步骤205；步骤207、如果在保持当前模块工作状态时，进入当前通道的光信号业务发生改变，模块程序及电路控制单元自动控制模块重复步骤202、步骤203、步骤204、步骤205、步骤206，并将业务改变的告警信息上报给用户，由用户判断是否进入步骤201。其中，当同时控制多个通道时，对每个通道不断重复步骤202～步骤207。本专利技术具有下列优点：1、可同时监控和调节模块所有通道波长的插入损耗(IL)和光功率强度、衰减精度、波长精度、带宽、增益平坦度、隔离度等光学指标；2、通道数支持1～N(N＞40)，波长范围可以兼容ITU-U标准Cband和Lband全波长范围；3、所有监控指标可以独立设置阈值范围，模块组件系统自动完成设计中组件间的切换和测试记录，且具备自动调节和上报告警的功能；4、模块具有智能的控制模式，用户可以根据业务需求设置目标值，自动监控和保持目标状态并自动选择和切换。5、模块通信速率支持300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400、43000、56000、57600、115200等通信波特率，标准通信接口可同时支持串口RS232、TTL及IIC高速接口。附图说明图1是本专利技术一种带闭环光功率控制功能的波分复用器的设计结构图；图2是本专利技术一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带闭环光功率控制功能的波分复用器，包括用于对输入波分复用器的1~N通道的信号光进行衰减的阵列可调光衰减器（4）、用于对从阵列可调光衰减器（4）出来的信号光进行合波的阵列波导光栅（5），其特征在于，还包括用于实时监控波长和功率以及输出业务信号的波长及功率监控单元（6）、用于对波分复用器中各模块进行控制的模块程序及电路控制单元（9）；所述波分复用器的1~N输入通道分别与阵列可调光衰减器（4）中的1~N衰减器的输入端一一连接，阵列可调光衰减器（4）中的1~N衰减器的输出端分别与阵列波导光栅（5）的1~N通道连接，阵列波导光栅（5）输出端与波长及功率监控单元（6）连接，所述波长及功率监控单元（6）与模块程序及电路控制单元（9）连接，所述模块程序及电路控制单元（9）与阵列可调光衰减器（4）连接。

【技术特征摘要】
1.一种带闭环光功率控制功能的波分复用器，包括用于对输入波分复用器的1~N通道的信号光进行衰减的阵列可调光衰减器（4）、用于对从阵列可调光衰减器（4）出来的信号光进行合波的阵列波导光栅（5），其特征在于，还包括用于实时监控波长和功率以及输出业务信号的波长及功率监控单元（6）、用于对波分复用器中各模块进行控制的模块程序及电路控制单元（9）；所述波分复用器的1~N输入通道分别与阵列可调光衰减器（4）中的1~N衰减器的输入端一一连接，阵列可调光衰减器（4）中的1~N衰减器的输出端分别与阵列波导光栅（5）的1~N通道连接，阵列波导光栅（5）输出端与波长及功率监控单元（6）连接，所述波长及功率监控单元（6）与模块程序及电路控制单元（9）连接，所述模块程序及电路控制单元（9）与阵列可调光衰减器（4）连接。2.根据权利要求1所述的一种带闭环光功率控制功能的波分复用器，其特征在于，所述波长及功率监控单元（6）包括第一1×2分路器（6-1）、第二1×2分路器（6-2）、可调滤波器（6-3）、光功率探测器（6-4）；阵列波导光栅（5）输出端与第一1×2分路器（6-1）的输入端连接，第一1×2分路器（6-1）第一输出端与第二1×2分路器（6-2）输入端连接，第一1×2分路器（6-1）第二输出端与可调滤波器（6-3）输入端连接，可调滤波器（6-3）输出端与光功率探测器（6-4）输入端连接，第二1×2分路器（6-2）第一输出端作为模块输出COM公共端（7），第二1×2分路器（6-2）第二输出端作为模块输出MON监控端（8）。3.根据权利要求2所述的一种带闭环光功率控制功能的波分复用器，其特征在于，所述模块程序及电路控制单元（9）包括阵列可调衰减器控制电路（9-1）、可调滤波器控制电路（9-2）、光功率采集电路（9-3）、模块主控制电路单元（9-4）；阵列可调光衰减器（4）和阵列可调衰减器控制电路（9-1）连接，可调滤波器（6-3）和可调滤波器控制电路（9-2）连接，光功率探测器（6-4）和光功率采集电路（9-3）连接，阵列可调衰减器控制电路（9-1）、可调滤波器控制电路（9-2）、光功率采集电路（9-3）均与模块主控制电路单元（9-4）连接。4.根据权利要求3所述的一种带闭环光功率控制功能的波分复用器，其特征在于，所述模块程序及电路控制单元（9）还包括MCU主程序控制单元（9-5），所述模块主控制电路单元（9-4）与MCU主程序控制单元（9-5）连接，MCU主程序控制单元（9-5）与标准通信接口（12）连接。5.根据权利要求2所述的一种带闭环光功率控制功能的波分复用器，其特征在于，所述第一1×2分路器（6-1）采用1/99～20/80分光比范围中任意分光比的耦合器，且大分光比输出端为第一输出端，小分光比输出端为第二输出端。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈辉，吴晓平，肖清明，王文刚，
申请(专利权)人：武汉光迅科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42