一种用于雪崩光电二极管（“ＡＰＤ”）光接收器和激光器系统以在系统运行期间调整其性能而不干扰网络流量的系统和方法。通过控制一组主系统参数可以将小变化自适应地应用到系统的一些关键部分，这些参数包括：Ｑ因子、比特误码率（ＢＥＲ）、“１”和“０”电平的直方图、输入光功率以及激光器输出功率。可以在系统运行期间执行该自适应的例行程序，以保持主系统参数接近它们的最优值。在调整期间，可将系统分成独立的部分。每部分的调整可以独立于系统的其它部分。对于光网络系统，可以基于网络信道架构来分配不同部分的优化和优先级。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术要求于2008年4月19日提交的美国专利申请第11/785,631号的优先权， 其是基于并要求于2005年9月16日提交的美国临时申请第60/717， 193号的权利的于2006 年9月18日提交的美国专利申请第11/522， 517号的部分连续案；以及其是基于并要求于 2005年9月16日提交的在先美国临时申请第60/717， 194号的权利的于2006年9月18日 提交美国专利申请第11/522， 515号的部分连续案，其全部内容作为参考合并于此。 本专利技术通常涉及可以在系统运行期间调整其性能而不干扰网络流量的雪崩光电 二极管(APD)光接收器和激光器系统。具体地，本专利技术旨在通过控制一组主系统参数将 小变化自适应地应用到系统的关键部分。自适应的例行程序可以在系统运行期间执行，以 保持主系统参数接近它们的最优值。在调整期间，系统可以划分成独立的系统部分。每部 分的调整可以独立于系统的其它部分。对于光网络系统，可基于网络信道架构来分配不同 部分的最优化和优先级。 具体地，本专利技术涉及通过使用以下五个受控的特征来自适应地调整光网络系统不 同部分的参数的设备和方法Q因子；比特误码率(BER) ;1和0电平的直方图；输入光 功率；以及激光器输出功率。然而，本领域普通技术人员应当认识到，其它关键特征也可以 和本专利技术的设备和方法结合使用。
技术介绍
光网络系统的实时监测对于控制和改善光学系统的性能很重要。 一种已知的实 时监测的实现包括使用本地存储器、控制器以及查找表(LUT)电路来调整和设置主系统参 数。然而，这种方法的主要缺陷是这种方法要求在使用系统之前对光网络信道进行复杂的 初始校准。 实际上，与自调整(可选地，文中称作自适应调整)相似的方法也用以调整光学系 统的参数。例如，在美国专利第5， 929， 982号描述的系统中，通过接收器的信噪比的自适应 最优化来实现APD增益的自适应调整。具体地，为了监测目的，测量超过某些阈值的噪声水 平并将其用于自适应地设置。然而，基于超过某些阈值的噪声的测量使用自适应的系统来 调整APD增益以及计算信噪比的缺点在于尽管这种方法可以在接收的光信号具有完全打 开的眼图的良好质量时给出适当的结果，但当眼图的质量不好时，例如，当光纤中存在光色 散或者没有足够的信号时间抖动时，这种方法不能提供清晰的结果，并且将不能解决在信 号连接中的故障。
技术实现思路
因此，在该
存在对于不需要复杂的初始校准，而提供清晰的结果并将解 决信号连接中故障的自适应调整的设备和方法的需求。本专利技术通过提供使用以下五种受控 的特征来自适应地调整光网络系统不同部分的参数的设备和方法来解决上述以及其他要3求Q因子、BER、1和0电平的直方图、输入光功率以及激光器输出功率。这些被监测 的参数将全面地解决光学系统运行中的不同问题，这是因为在光链路故障中可能牵涉光学 系统的不同部分。使用上述的五个参数使用户可以确定和定位系统发生故障的部分，例如， 发送器，光纤，或者接收器。 根据以下对本专利技术的详细描述以及附图，其它目的，特征和优点对于本领域普通 技术人员是明显的。附图说明 为了更完整地理解本专利技术、其满足的需求，以及其目的、特征和优点，现在将结合 附图的以下描述作为参考。图1示出了可与本专利技术的实施例结合使用的光网络信道的视图； 图2示出了如与本专利技术的实施例结合使用的示例性眼图及其相对于Q因子的关系； 图3示出了描述根据本专利技术实施例的BER相对于Q因子的关系的视图； 图4A和4B示出了如与本专利技术的实施例结合使用的眼图和对应的直方图的视图； 图5示出了如与本专利技术的实施例结合使用的描述APD偏置电压相对于温度的关系 的视图； 图6示出了在标准电平1或0的一个中具有噪声的实例的视图； 图7示出了根据本专利技术的实施例比较在执行均衡前和执行均衡后的激光器特性的视图； 图8示出了根据本专利技术的实施例比较在执行均衡前和执行均衡后的系统功率预 算的视图； 图9示出了根据本专利技术的实施例对于整个接收器系统的自适应调整的任务流程 的示例图； 图10示出了根据本专利技术的实施例的具有各种硬件部件和其它特征的示例性系统 图； 图11示出了根据本专利技术的实施例的具有各种硬件部件和其它特征的示例性系统 具体实施例方式现在参考图l，其中示出了诸如密集波分复用器(DWDM)信道的光网络信道的总架 构。从源侧到目的侧的数据业务经由光纤使用波长、发送，并通过APD接收器在光纤的目 的侧被接收。经由光纤将光信号入2和入3传输到发送侧，而不干扰由、输送的信号。例 如，、可以是数据业务，入2和、可以包括管理信号。 对于网络系统结构，用于自适应系统调整的系统参数特征组可以包括至少五个参 数Q因子，以块Q表示；比特误码率，以块BER表示；1和0电平的直方图，以块H表示； 激光器输出功率水平；以及接收器中测量的输入功率水平，以块IP表示。 如所示出的，温度监测器和APD偏置控制器被连接，这是因为与没有过多噪声的 有利增益相对应的APD的最优高电压范围受温度影响。例如，最优高电压在70度时可以为A，在75度时可以为A+1。 这五个参数的使用使得在检查进入接收器的输入信号在执行精确自适应调整的 恰当范围内之后对接收器部分进行精确地自适应调整。 在图1中，块1 、 2和3分别对应于激光器部分，APD (雪崩光电二极管)接收器部分 以及DW匿处理器部分。激光器部分具有连续波长的激光，其由内部调制器调制。激光器输 出功率和消光比(ER)被共同监测，并且可以通过激光器输出功率控制器调节。APD接收器 部分由APD本身、维持APD处的最优偏置电压的APD偏置控制器块、以及输入功率和温度监 测块组成。APD接收器部分还具有两个放大级转阻放大器(TIA)和后置放大器(PA)。图 1的最后一部分是DW匿处理器部分3。这部分的块均衡器被配置为补偿当沿着长光纤传输 光信号时发生的信号光色散。DW匿也可以包括时钟数据恢复(CDR)单元。 尽管图1示出了仅包括激光器部分(1)和APD部分(2)的第二侧，第二侧还可以 类似于第一侧所示出的，包括DWDM部分。 激光器输屮,功率水平L 为了控制光纤中的衰减，监测激光器输出功率水平L在保持系统的期望性能中 (特别是对于接收器部分)以保证输入信号的水平足以执行对接收器部分的自适应调整是 很重要的。对激光器输出信号(L)的值和测量的输入光功率(IP)进行比较来允许确定光 纤是否损坏。此外，使用整组系统参数和不同部分(例如接收器和发送器)，给出灵活性和 全组监测特征，以控制整个网络系统而不干扰业务信号。 Q因子Q Q因子被定义为 Q = abs(ii「 ii。)/(c^+o。) [方程(l)] 其中abs表示绝对值，abs(y「i!。)是指数字信号1和0电平的强度之间的 距离，(0,0。)指的是围绕电平1和0的强度的标准偏差之和。 图2示出了 Q和眼图质量之间的关系的实例。眼图是通过在示波屏上叠加多个脉 冲来展示数字光纤链路性能的一种普遍方式。在图2中，视图200代表生成眼图的脉冲叠 加。眼的区域被示为201 ，它应当是在1和0 电平之间没有干扰的区域。全1脉 冲应该在眼区域的上方，而全O脉冲应该在眼区域的下方。这个眼区域(可选地本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自适应地调整雪崩光电二极管（ＡＰＤ）光接收器和激光器系统的方法，所述方法包括：确定Ｑ因子、最优比特误码率（ＢＥＲ）、输入信号功率的直方图Ｈ上的电平“１”和“０”的强度、输入光功率以及激光器输出功率中至少一个的值；以及调整由所述Ｑ因子、所述最优ＢＥＲ、所述输入信号功率的直方图Ｈ上的电平“１”和“０”的强度、所述输入光功率以及所述激光器输出功率所组成的组中的至少一个参数。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-4-19 11/785,631一种自适应地调整雪崩光电二极管(APD)光接收器和激光器系统的方法，所述方法包括确定Q因子、最优比特误码率(BER)、输入信号功率的直方图H上的电平“1”和“0”的强度、输入光功率以及激光器输出功率中至少一个的值；以及调整由所述Q因子、所述最优BER、所述输入信号功率的直方图H上的电平“1”和“0”的强度、所述输入光功率以及所述激光器输出功率所组成的组中的至少一个参数。2. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括将所述系统分成独立的部分，并独立于所 述系统的其它部分调整每个部分。3. 根据权利要求2所述的方法，进一步包括基于网络信道架构确定将分配给所述系统 的部分的优先级；并且以基于所述部分的优先级的顺序来调整每个部分。4. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括通过控制所述激光器输出功率和所述输入光功率确定光纤的质量； 如果所述光纤被确定为质量不好，则调整所述光纤的质量；以及 如果所述光纤被确定为质量良好，则继续监测并自...
【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉费迪亚金，贺来信教，维塔利吉洪诺夫，
申请(专利权)人：阿列德泰莱西斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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