以适应温度和老化的平均功率传送光学信号的方法和设备，及相应计算机程序和程序介质技术

一种数据传输方法，包括如下步骤：通过根据激光束功率对激光束发射器设备的激光二极管的激励电流进行伺服控制并通过因变于要传输的数据来调制激励电流以便使用激光束功率电平对数据进行编码，来控制激励电流，该方法的特征在于其包括测量激光二极管附近的温度(T

【技术实现步骤摘要】
以适应温度和老化的平均功率传送光学信号的方法和设备，及相应计算机程序和程序介质


[0001]本专利技术涉及传送数据，且更具体地涉及通过光学信号来传送数据。

技术介绍

[0002]一种用于通过光学信号进行通信的系统一般包括光学信号发射器设备、光学信号接收器设备以及在发射器设备和接收器设备之间延伸的光纤。
[0003]发射器设备通常包括激光二极管和放大器部件，放大器部件对激光二极管进行电流驱动，以便根据来自处理器的数字信号来调制激光学信号，该处理器根据用于传输的通信协议来格式化供传输的数据。发射器设备发射到光纤中的光学信号由一系列功率电平组成，这些功率电平因变于时间而变化，以形成具有数字值的符号，该数字值取决于接收器设备在每一接收码元的中心时间处接收到的瞬时功率。
[0004]当激光二极管受到幅值大于激光阈值(I
TH
)的激励电流时，激光二极管产生功率束。在图1中，绘制了由激励电流I
Drive
供电的激光二极管所产生的激光束的功率P
out
。可以看到，当激励电流的幅值I
Drive
超过激光阈值I
TH
时，激光二极管产生功率束P
out
，该功率束以几乎线性方式随激励电流的增加而增加，从激光阈值直至被称为“翻转(rollover)”的拐点，超过该拐点，尽管激励电流的量值增加，功率仍会降低。激光二极管的效率(SE)是绘制功率的曲线的线性部分因变于激励电流的斜率。
[0005]此外，为了能用于传送信号，已知激光束需要具有位于与足够大的消光比(ER)相关联的预定义范围内的平均功率P
avg
。消光比等于并且因此它表示对应于逻辑电平1的相对高光功率P1除以对应于逻辑电平0的相对低光功率P0的比率：发射功率P1和P0之间的差需要足够大，以确保在接收器设备接收的光学信号中，逻辑电平1可以与逻辑电平0区分开来。平均功率P
avg
是所传送信号的功率的平均值，并且可以通过计算功率P1和P0的平均值来近似。图2示出了作为激励电流I
Drive
的函数来绘制的光学信号的功率P
out
，其中功率P1对应于激励电流I1，且功率P0对应于激励电流I0。
[0006]已知的是，激光二极管的激光阈值和效率特性随着激光二极管的温度和年龄的增加而降级：因而，为了产生激光束，需要有更高的激励电流，并且随着激励电流的增加，输出功率增加得更慢。图1示出了对应于20℃温度的功率曲线和对应于85℃温度的功率曲线，并且比较这些曲线表明，在85℃时，需要施加到激光二极管上的电流更高，其效率更小，并且翻转发生得更快。
[0007]有两种已知的技术用于控制驱动激光二极管的激励电流的电子装置。
[0008]第一种技术将驱动器约束定义为温度的函数。二极管的温度被周期性地测量，并从模型中获得需要施加的激励电流值。
[0009]该技术相对简单，并且可将激励电流电平预定义为温度的函数，同时考虑放大器输送高电流的能力以及翻转。
[0010]相比之下，未考虑激光二极管老化，也未考虑所使用的激光二极管与模型所基于的二极管之间存在的差异。
[0011]在第二种技术中，根据光束的功率对激励电流进行伺服控制。为此，控制电子装置在激光二极管附近放置有光电二极管，以测量来自激光二极管的杂散辐射。杂散辐射的功率与激光二极管输出的光束的功率成正比，并且光电二极管被选择成PIN型，使得通过它的电流与温度无关，使得通过光电二极管的电流与激光二极管输出的光束的功率之间存在线性关系。设定点值是恒定的，并且它们是在工厂中执行的校准阶段期间通过每一发射器设备的相继迭代来确定的。该技术的性能取决于光电二极管的属性。该控制技术的操作限制也取决于非线性，诸如放大器提供与光束所需功率对应的激励电流的能力，以及诸如所使用的激光二极管的翻转点因变于其老化的变化。为了弥补这一缺点，已知在整个工作范围内对所需功率进行限制，以避免伺服控制系统达到非线性范围。然而，这不能使信噪比最大化成为可能。
[0012]专利技术目的
[0013]本专利技术的特定目的是控制激光二极管，使其在整个工作范围内产生尽可能高的平均功率的激光束。

技术实现思路

[0014]为此，根据本专利技术，提供了一种数据传输方法，包括如下步骤：通过根据激光束功率对激光束发射器设备的激光二极管的激励电流进行伺服控制并通过因变于供传输的数据来调制激励电流以便用激光束功率电平对数据进行编码，来控制激励电流。该传输方法包括测量激光二极管附近温度的步骤，以便：
[0015]·
在最高达第一预定温度阈值的情况下执行第一操作模式，在该模式中，通过使用分别对应于低功率电平和高功率电平的标称低设定点值和标称高设定点值对激励电流进行伺服控制，以使光束具有对于传送数据而言最佳的平均功率和消光比；
[0016]·
在温度超过第一温度阈值的情况下执行第二操作模式，在该模式中，根据分别对应于低功率电平和高功率电平的经降低的低设定点值和经降低的高设定点值对激励电流进行伺服控制，以使光束具有经降低的平均功率电平，同时保持对于传送数据而言可接受的消光比。
[0017]在标称工作模式中，设定点值被选择成通过使激光二极管以最佳功率(例如，对于激光二极管的某个预定寿命，确定得尽可能高)工作来允许信号尽可能高效地传送。当温度超过温度阈值时，通过被适当地选择成始终小于与经降级操作模式相对应的温度范围内的功率曲线的拐点，设定点值被降低。因此，出现伺服控制无法处理的非线性风险因而被限制。为了避免伺服控制回路中的非线性，激光二极管因此受到考虑温度的功率伺服控制。
[0018]本专利技术还提供了一种用于发射激光束以传送数据的激光束发射器设备，该设备包括用于产生表示待传送数据的电流信号的电子处理器电路、接收电流信号作为输入并输出用于激光二极管的激励电流的放大器、放大器控制电路、以及连接到处理器电路以提供表示激光二极管附近温度的信号的温度探头，该放大器控制电路具有接收设定点值的第一输入端和连接到光电二极管的第二输入端，该光电二极管被放置于激光二极管附近以向控制电路提供表示激光束功率的电流；处理器电路被布置成执行本专利技术的传输方法。
[0019]本专利技术还提供了一种用于执行该方法的计算机程序以及包含该程序的数据介质。
[0020]在阅读了以下对本专利技术的特定且非限制性实现的描述之后，本专利技术的其他特征及优点将变得显而易见。
附图说明
[0021]参考附图，在附图中：
[0022]图1是针对两个不同温度的、由激励电流I
Drive
供电的激光二极管所产生的激光束的功率P
out
的标绘。
[0023]图2是由激励电流I
Drive
供电的激光二极管产生的激光束的功率的标绘，并示出了激光束的消光比和平均功率；
[0024]图3是本专利技术的发射器设备的示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据传输方法，包括如下步骤：通过根据激光束功率对激光束发射器设备的激光二极管的激励电流进行伺服控制并通过因变于要传输的数据来调制所述激励电流以便使用激光束功率电平对所述数据进行编码，来控制所述激励电流，所述方法的特征在于其包括测量所述激光二极管附近的温度(T
INT
)的步骤，以便：
·
在最高达第一预定温度阈值的情况下执行第一操作模式，在该模式中，通过使用分别对应于低功率电平和高功率电平的标称低设定点值(L
0_A
)和标称高设定点值(L
1_A
)对所述激励电流进行伺服控制，以使光束具有对于传送所述数据而言最佳的平均功率和消光比；
·
在温度超过所述第一温度阈值的情况下执行第二操作模式，在该模式中，根据分别对应于低功率电平和高功率电平的经降低的低设定点值(L
0_B
，L
0_T
)和经降低的高设定点值(L
1_B
，L
1_T
)对所述激励电流进行伺服控制，以使光束具有经降低的平均功率电平，同时保持对于传送数据而言可接受的消光比。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经降低的设定点值(L
0_B
，L
1_B
)是在校准阶段期间通过相继迭代来确定的。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经降低的设定点值(L
0_B
，L
1_B
)是通过基于标称设定点值(L
0_A
，L
1_A
)进行计算来确定的。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经降低的设定点值(L
0_T
，L
1_T
)是通过在所述发射器设备的操作期间进行计算来确定的，并且所述计算是基于标称设定点值(L
0_A
，L
1_A
)、所确定的温度(T
INT
)以及所述第一工作温度阈值(T
SEUIL
)进行线性插值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述线性插值还基于经降低的理论设定点值(L
0_B
，L
1_B
)，对于第二工作温度阈值(T
MAX
)使得：
·
用于伺服控制的经降低的低设定点值(L
0_T
)等于
·
用于伺服控制的经降低的高设定点值(L
1_T
)等于6.根据权利要求3至5中的任一项所述的方法，其特征在于，在预定时段内确定所述激光二极管附近的温度(T
INT
)，并针对该时段计算经降低的设定点值(L
0_B
和L
...

【专利技术属性】
技术研发人员：JP，
申请(专利权)人：萨基姆宽带联合股份公司，
类型：发明
国别省市：