專利名稱：光網(wǎng)絡(luò)中的調(diào)制器控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)抗光網(wǎng)絡(luò)中組件的溫度和老化漂移的調(diào)制器控制系統(tǒng)和方法。本發(fā)明尤其涉及使用可控制的傳輸參數(shù)來優(yōu)化多條路徑上的光突發(fā)的傳輸性能的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
鈮酸鋰MZ調(diào)制器通常被使用在現(xiàn)代光傳輸裝備中以生成非常高質(zhì)量的傳輸信號(hào)。高質(zhì)量的傳輸信號(hào)因具有高性能余量以抵消諸如光噪聲和色散之類的傳輸減損而可傳播很長距離。對(duì)于一階，這些調(diào)制器對(duì)很寬范圍的輸入功率和波長不敏感。然而，這些類型的調(diào)制器容易發(fā)生老化和溫度漂移效應(yīng)。需要實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制方案 以把這些組件成功地實(shí)現(xiàn)到現(xiàn)實(shí)生活中的傳輸裝備產(chǎn)品中?，F(xiàn)有若干用于控制可應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)WDM發(fā)射機(jī)的MZ調(diào)制器的既定技術(shù)，例如正如在被轉(zhuǎn)讓給Azea網(wǎng)絡(luò)公司的美國專利公開號(hào)US2006/0210210中公開的。通常建立調(diào)幅的發(fā)射機(jī)并對(duì)其進(jìn)行控制以達(dá)到最大消光比，其中邏輯‘I’輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)于該調(diào)制器的最大吞吐量，并且邏輯‘0’輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)于該調(diào)制器的最小吞吐量。為實(shí)現(xiàn)最大光學(xué)消光比，電驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅應(yīng)當(dāng)在MZ的兩個(gè)組合臂中的兩個(gè)光級(jí)之間創(chuàng)建180度的峰-峰相位差。創(chuàng)建180度峰-峰相位差的驅(qū)動(dòng)振幅通常被稱為“Vpi”驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅。還需要DC偏置電壓，以便這兩個(gè)輸入邏輯電平電壓的絕對(duì)相位差發(fā)生在對(duì)應(yīng)于最大和最小光級(jí)的O和180度相位差點(diǎn)。如在圖I中示出的，最優(yōu)DC偏置電壓通常被稱為正交偏置點(diǎn)。對(duì)于鈮酸鋰MZ調(diào)制器，該最優(yōu)DC偏置電壓可能隨時(shí)間和溫度顯著地漂移，因此需要偏置控制回路以維持最優(yōu)性能，如圖2所示。對(duì)該調(diào)制器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅要求(例如，Vpi)并不顯著改變，然而驅(qū)動(dòng)信號(hào)放大器和相關(guān)聯(lián)的電子器件會(huì)老化，所以通常實(shí)現(xiàn)控制回路以維持Vpi驅(qū)動(dòng)信號(hào)。現(xiàn)有若干已知的調(diào)制器偏置控制方案。一示例為把調(diào)制器輸出光功率與經(jīng)優(yōu)化的參考值進(jìn)行周期性比較以確定用于偏置校正的誤差信號(hào)的方案。此辦法需要用于整個(gè)輸入功率和波長范圍的經(jīng)校準(zhǔn)的查找表，并且易發(fā)生隨時(shí)間推移的老化效應(yīng)問題。替換辦法是使用誤差信號(hào)從相對(duì)的光功率差確定的抖動(dòng)控制信號(hào)。此技術(shù)具有在無需復(fù)雜校準(zhǔn)規(guī)程的情況下工作在很寬的輸入功率和波長范圍上的優(yōu)勢。對(duì)于偏置控制，小的攝動(dòng)性抖動(dòng)信號(hào)被施加于驅(qū)動(dòng)器增益?？墒褂媚M控制電子器件或數(shù)字微處理器控制回路來生成該抖動(dòng)信號(hào)。該驅(qū)動(dòng)器增益變化引起對(duì)該驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅的小步改變，該小步改變進(jìn)而引起在該調(diào)制器輸出處小的光功率改變。該光功率改變被用作校正偏置電壓的誤差信號(hào)。對(duì)于MZ調(diào)制器，該光功率改變(或誤差信號(hào))合宜地在最優(yōu)偏置位置趨于零，如圖2所示。替換地，可用類似的例程來優(yōu)化該驅(qū)動(dòng)器振幅。在此可以使該偏置電壓而不是使增益抖動(dòng)，并且以相同方式監(jiān)視光功率改變，以創(chuàng)建該驅(qū)動(dòng)器增益的誤差信號(hào)。也可以順序地運(yùn)行偏置和增益抖動(dòng)優(yōu)化例程兩者，其中最優(yōu)偏置或增益值是在不管另一偏置/增益狀態(tài)的情況下找到的。該抖動(dòng)例程被設(shè)計(jì)成以比任何溫度和老化效應(yīng)都快的速率操作，因此可終生維持該最優(yōu)偏置和增益位置。直接功率和抖動(dòng)調(diào)制器控制技術(shù)兩者都可被成功實(shí)現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)WDM傳輸裝備中，在其中以固定波長使用標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)波(CW)激光器。然而，對(duì)于使用光突發(fā)交換技術(shù)的下一代系統(tǒng)，現(xiàn)有技術(shù)控制方案有數(shù)個(gè)限制從而使得這些方案不可使用。對(duì)于突發(fā)模式發(fā)射機(jī)，激光器被迅速切換成開和關(guān)并且可被設(shè)置成任何波長或功率。因此該控制回路必須對(duì)非常快速的激光器功率和波長改變不敏感。而且，該激光器可能被長時(shí)期關(guān)機(jī)；因此該調(diào)制器偏置可能在沒有反饋控制的情況下漂移。對(duì)于直接光功率反饋控制方案，快速突發(fā)包絡(luò)檢測器和比較器可被用以將光功率與特定波長設(shè)置的參考功率作比較。然而，此方案的問題在于其依賴于會(huì)隨時(shí)間推移改變的復(fù)雜校準(zhǔn)規(guī)程。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)抖動(dòng)控制方案，調(diào)制器輸入功率和波長必須在兩個(gè)相繼的控制步驟期間保持恒定以便正確測量光功率差。因此對(duì)于每個(gè)突發(fā)，光功率必須被采樣兩次；這要求非常 快速的采樣與抖動(dòng)電路、對(duì)每個(gè)突發(fā)的起始與結(jié)束的知識(shí)、和與波長相關(guān)的突發(fā)設(shè)置。這是復(fù)雜的規(guī)程，實(shí)現(xiàn)起來很昂貴，并且易因突發(fā)傳輸效應(yīng)(例如，功率瞬變)發(fā)生大的控制誤差出入。因此需要提供一種調(diào)制器控制系統(tǒng)和方法以對(duì)抗光網(wǎng)絡(luò)中的組件的溫度和老化漂移問題并且使用可控制的傳輸參數(shù)來優(yōu)化多條路徑上的光突發(fā)的傳輸性能。
發(fā)明概要如在隨附的權(quán)利要求中闡述的，根據(jù)本發(fā)明提供實(shí)現(xiàn)在光突發(fā)模式發(fā)射機(jī)中的光調(diào)制器控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括用于以第一采樣率從調(diào)制器測量多個(gè)光功率采樣值和相關(guān)聯(lián)的光波長數(shù)據(jù)值的裝置，其中平均功率表從每個(gè)采樣周期的所述值生成并且被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；用于以第二采樣率從兩個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)著的平均功率表執(zhí)行控制誤差計(jì)算以計(jì)算單個(gè)誤差值來提供增益和/或偏置控制信號(hào)的裝置，其中該第二采樣率是以比第一采樣率慢的速率被采樣的。本發(fā)明描述用于突發(fā)模式發(fā)射機(jī)的成功優(yōu)化隨溫度和壽命推移的調(diào)制器性能的控制方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的控制方案提供以下優(yōu)勢·與每個(gè)突發(fā)相關(guān)聯(lián)的可快速切換的輸入?yún)?shù)(例如，波長、功率、FEC增益、比特率)?！ぴ诓ㄩL指派基礎(chǔ)上的可快速切換的啁啾，用于改進(jìn)色散容限并且增加系統(tǒng)作用范圍 在其中無需波長分配的路由的長的無話務(wù)時(shí)段期間的持續(xù)性能優(yōu)化?！づc突發(fā)時(shí)序安排異步的小抖動(dòng)信號(hào)，用于偏置和增益控制?！?duì)調(diào)制器輸出處的突發(fā)的異步光功率采樣?！亩鄠€(gè)輸入?yún)?shù)計(jì)算單個(gè)控制誤差值。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)制器包括啁啾化MZ調(diào)制器，其包括色散受限路徑。在一個(gè)實(shí)施例中，第一控制回路包括用于鎖定到該MZ調(diào)制器的傳遞函數(shù)的正或負(fù)斜率上以產(chǎn)生正或負(fù)啁啾化的光數(shù)據(jù)的裝置。
在一個(gè)實(shí)施例中，提供了用于在波長指派的基礎(chǔ)上為所述調(diào)制器提供可快速切換的啁啾的裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，該調(diào)制器包括在該MZ調(diào)制器上的高帶寬專用電極，其包括用于提供在快速波長改變之間的快速非破壞性偏置改變以增加所述色散受限路徑的裝置。
在一個(gè)實(shí)施例中，誤差計(jì)算過程包括用于為不同波長路由指派的輸入?yún)?shù)進(jìn)行誤差值的比例縮放的手段。在一個(gè)實(shí)施例中，所指派的輸入?yún)?shù)包括可切換的啁啾值，以便單獨(dú)的啁啾偏置電極電壓決定是選擇正還是負(fù)的MZ調(diào)制器斜率來增加所述色散受限路徑。在一個(gè)實(shí)施例中，通過為每條波長路由使用預(yù)先確定的啁啾符號(hào)常量參考表來調(diào)節(jié)差量誤差值，以補(bǔ)償因MZ調(diào)制器的斜率值引起的誤差符號(hào)改變，其中啁啾符號(hào)常量具有+1或-I值。 在一個(gè)實(shí)施例中，抖動(dòng)信號(hào)被施加于增益控制信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，該抖動(dòng)信號(hào)包括小抖動(dòng)振幅以使抖動(dòng)噪聲最小化。在一個(gè)實(shí)施例中，第一采樣率被挑選成比第二采樣率快數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)。在一個(gè)實(shí)施例中，光突發(fā)功率是參照系統(tǒng)中的突發(fā)時(shí)序安排被異步采樣的。在一個(gè)實(shí)施例中，規(guī)定對(duì)于每個(gè)光米樣功率，相應(yīng)的設(shè)定激光器波長被讀取，以便使用FPGA來處理該光采樣和波長數(shù)據(jù)并且向存儲(chǔ)器發(fā)送這些值作為平均功率表。在一個(gè)實(shí)施例中，在采樣周期的末尾，為通過最小采樣計(jì)數(shù)準(zhǔn)則的每個(gè)波長條目計(jì)算該平均功率表，以便為在該采樣周期期間具有足夠采樣計(jì)數(shù)的那些波長計(jì)算準(zhǔn)確的平均功率。在一個(gè)實(shí)施例中，該誤差計(jì)算處理來自多個(gè)功率表的信息和可切換突發(fā)輸入?yún)?shù)，以計(jì)算用于增益或偏置控制的單個(gè)誤差值。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)制器包括無光功率值，控制系統(tǒng)包括用于提供專用的‘關(guān)(off)’激光器波長以維持無話務(wù)時(shí)段期間通過該調(diào)制器的光功率的裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置包括定位在該調(diào)制器的輸出處的光信道濾波器，以阻止該‘關(guān)’波長傳播到光網(wǎng)絡(luò)上。在一個(gè)實(shí)施例中，以類數(shù)據(jù)的模式調(diào)制該‘關(guān)’波長以提供用于第一控制回路的誤差信號(hào)，并且鎖定至想要的經(jīng)優(yōu)化的增益和偏置點(diǎn)。在另一實(shí)施例中，提供了使用實(shí)現(xiàn)在光突發(fā)模式發(fā)射機(jī)中的光調(diào)制器控制系統(tǒng)來控制該光突發(fā)模式發(fā)射機(jī)的方法，所述方法包括以下步驟在第一控制回路上以第一采樣率從調(diào)制器測量多個(gè)光功率采樣值和相關(guān)聯(lián)的光波長數(shù)據(jù)值，其中平均功率表從每個(gè)采樣周期的所述值生成并且被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；以第二采樣率從兩個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)著的平均功率表執(zhí)行控制誤差計(jì)算以計(jì)算單個(gè)誤差值來提供增益和/或偏置控制信號(hào)，其中該第二采樣率是以比第一采樣率慢的速率被采樣的。一種用于在光網(wǎng)絡(luò)中使用的控制系統(tǒng)包括用于以第一采樣率從調(diào)制器測量多個(gè)光功率采樣值和相關(guān)聯(lián)的光波長數(shù)據(jù)值的裝置，其中平均功率表從每個(gè)采樣周期的所述值生成并且被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；用于以第二采樣率從兩個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)著的平均功率表執(zhí)行控制誤差計(jì)算以計(jì)算單個(gè)誤差值來提供增益和/或偏置控制信號(hào)的裝置，其中該第二采樣率是以比第一采樣率慢的速率被采樣的。還提供了一種包括用于使計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行以上方法的程序指令的計(jì)算機(jī)程序，其可被實(shí)施在記錄介質(zhì)、載波信號(hào)或只讀存儲(chǔ)器上。附圖簡要描述參照附圖從僅藉由示例給出的本發(fā)明實(shí)施例的以下描述將可更清楚地理解本發(fā)明，附圖中圖I解說了 MZ調(diào)制器在其驅(qū)動(dòng)振幅和DC偏置工作點(diǎn)意義上的特性；圖2示出MZ調(diào)制器偏置漂移以及對(duì)性能和控制誤差信號(hào)的作用的示例；圖3示出對(duì)于固定啁啾和可切換啁啾應(yīng)答器的色散容限的示例；圖4示出經(jīng)校正的誤比特率對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)和增強(qiáng)FEC增益數(shù)據(jù)的色散的示例；圖5解說光突發(fā)切換環(huán)形網(wǎng)絡(luò)示例和不同的波長路由的路徑；圖6解說根據(jù)本發(fā)明的用于突發(fā)模式調(diào)制器控制方案的關(guān)鍵構(gòu)建框；圖7解說根據(jù)本發(fā)明的用于該突發(fā)模式調(diào)制器控制方案的詳細(xì)拓?fù)洌?圖8示出頂層的調(diào)制器偏置控制算法的流程圖；圖9示出頂層的驅(qū)動(dòng)器增益控制算法的流程圖；
圖10示出光功率采樣例程的流程圖；圖11示出小步控制誤差計(jì)算例程的流程圖；圖12示出啁啾輸入設(shè)置、光功率采樣、功率差和偏置誤差對(duì)照信道波長的參考表示例；并且圖13示出比例/偏移控制誤差計(jì)算例程的流程圖。附圖詳細(xì)描述現(xiàn)在參照?qǐng)D5，圖中解說了光突發(fā)交換的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，在該環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)在可變長度突發(fā)中被傳輸，其中每個(gè)突發(fā)具有指派的載波波長。波長域被用以將突發(fā)話務(wù)從源節(jié)點(diǎn)光學(xué)地路由至目的地節(jié)點(diǎn)。每個(gè)突發(fā)在目的地節(jié)點(diǎn)處投下之前可路由通過數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)和不同跨長。發(fā)射激光器波長可被迅速地調(diào)諧至任何信道分配，以允許實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的任何節(jié)點(diǎn)的完全網(wǎng)狀連通性。對(duì)于每個(gè)發(fā)射機(jī)，可為每個(gè)突發(fā)設(shè)置數(shù)個(gè)光、電和數(shù)據(jù)層參數(shù)以管理路徑性能余量，例如，光功率、啁啾、FEC增益等。這些輸入?yún)?shù)是在每條波長分配的路由的起始設(shè)置的。圖6和7解說本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中提供由附圖標(biāo)記10和20總括地指示的突發(fā)模式調(diào)制器控制方案以優(yōu)化在圖5中示出的光突發(fā)模式環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)射機(jī)和路徑性能余量。在圖5和6中示出的該控制方案包括具有用于以第一采樣率從調(diào)制器測量多個(gè)光功率采樣值和相關(guān)聯(lián)的光波長數(shù)據(jù)值的裝置的第一控制回路。平均功率表從每個(gè)采樣周期的這些值生成并且被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。第二控制回路包括用于以第二采樣率從兩個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)著的平均功率表執(zhí)行控制誤差計(jì)算以計(jì)算單個(gè)誤差值來提供增益和/或偏置控制信號(hào)的裝置，其中該第二采樣率是以比第一采樣率慢的速率被采樣的。對(duì)于本發(fā)明，優(yōu)選使與該第二控制回路相關(guān)聯(lián)的調(diào)制器偏置和增益刷新率比光突發(fā)功率采樣率慢。以此方式，可充分補(bǔ)償任何緩慢的溫度改變和老化特性，并且可捕捉到足夠的采樣以實(shí)現(xiàn)可靠的誤差信號(hào)。在本發(fā)明的上下文中，該第一和第二控制回路可被視作單個(gè)控制系統(tǒng)。圖8和9解說示出可如何設(shè)置偏置和增益控制信號(hào)的流程圖?？蛇M(jìn)一步通過在色散受限路徑上優(yōu)選地使用固有地啁啾化的MZ調(diào)制器來增加系統(tǒng)余量。所描述的調(diào)制器偏置控制回路可鎖定到該MZ調(diào)制器傳遞函數(shù)的正或斜率上，因此產(chǎn)生正或負(fù)啁啾化光數(shù)據(jù)。如圖3所示，使用自適應(yīng)啁啾符號(hào)發(fā)射機(jī)可使應(yīng)答器的色散容限增加達(dá)>50%。該控制系統(tǒng)在波長指派的基礎(chǔ)上提供可快速切換的啁啾。優(yōu)選使用該MZ調(diào)制器上的高帶寬專用電極以提供快速偏置改變，例如，具有>1ΜΗζ的偏置端口帶寬的雙電極。這避免在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的電極上產(chǎn)生任何串?dāng)_。所施加的啁啾偏置電壓可以是兩個(gè)值之一。優(yōu)選地,這兩個(gè)啁啾偏置電壓值之間的電壓差應(yīng)當(dāng)是Vpi，即，這兩個(gè)MZ斜率的正交點(diǎn)之間的電壓離距。該可切換啁啾方案要求在啁啾偏置電壓改變期間對(duì)數(shù)據(jù)源極性和誤差信號(hào)符號(hào)進(jìn)行同步改變。對(duì)于調(diào)制器偏置優(yōu)化，可向該調(diào)制器驅(qū)動(dòng)器放大器增益控制電壓施加抖動(dòng)信號(hào)。挑選小的抖動(dòng)振幅，以使得給數(shù)據(jù)流帶來的抖動(dòng)噪聲最小化但提供足夠強(qiáng)的擾動(dòng)以便找到 可靠的誤差信號(hào)。例如，典型抖動(dòng)調(diào)制振幅被選為〈5%，以對(duì)〈O. 2dB的數(shù)據(jù)模式給予消光比懲罰。該抖動(dòng)步周期可以比突發(fā)周期長得多(數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí))以考慮溫度/老化效應(yīng)和控制電路帶寬限制，但優(yōu)選短到足以得到合理的控制回路響應(yīng)，這在例如裝備啟動(dòng)時(shí)期是很有用的。對(duì)于本發(fā)明，所施加的抖動(dòng)信號(hào)是獨(dú)立于突發(fā)狀態(tài)的。當(dāng)在調(diào)制器輸出處對(duì)光功率進(jìn)行采樣時(shí)，光監(jiān)視器應(yīng)當(dāng)具有足以測量突發(fā)包絡(luò)功率的帶寬(或分辨率)，以便例如分辨亞微秒突發(fā)。采樣率被選成比抖動(dòng)步速率快數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)。最大光功率采樣率被選成對(duì)突發(fā)內(nèi)的任何數(shù)據(jù)模式內(nèi)容以及任何突發(fā)輸入設(shè)置參數(shù)不敏感?？蓞⒄胀话l(fā)時(shí)序安排來異步地采樣光突發(fā)功率。所描述的控制方案并不取決于突發(fā)當(dāng)前狀態(tài)，即，一系列測得的采樣可以來自相同波長突發(fā)、不同波長突發(fā)，或無突發(fā)存在的時(shí)段期間。大量的光采樣在每個(gè)抖動(dòng)步循環(huán)期間被捕捉。對(duì)于每個(gè)光采樣功率，讀取相應(yīng)的設(shè)定激光器波長。使用FPGA或等效處理手段來處理該光采樣和波長數(shù)據(jù)，并且將這些值發(fā)送到臨時(shí)存儲(chǔ)器位置。從存儲(chǔ)器和通信帶寬的視角來看，為每個(gè)波長而不是個(gè)體的值處理累積的采樣功率值和采樣計(jì)數(shù)是優(yōu)選的。在該抖動(dòng)周期的末尾，為通過最小采樣計(jì)數(shù)準(zhǔn)則的每個(gè)波長條目計(jì)算平均功率。以此方式，就為在該抖動(dòng)步周期期間具有足夠采樣計(jì)數(shù)的波長找到準(zhǔn)確的平均功率。該平均功率表被發(fā)送至調(diào)制器控制處理器(或由其請(qǐng)求)，其存儲(chǔ)該值表直至誤差計(jì)算例程被運(yùn)行。由FPGA在每個(gè)抖動(dòng)步的起始將用于累積功率和采樣計(jì)數(shù)記憶的臨時(shí)存儲(chǔ)器位置復(fù)位。圖10解說示出如何從數(shù)個(gè)不同采樣生成光功率表的流程圖。 誤差計(jì)算例程處理來自多個(gè)表?xiàng)l目的信息和可切換突發(fā)輸入?yún)?shù)，并且計(jì)算用于增益或偏置控制的單個(gè)誤差值。對(duì)于每個(gè)抖動(dòng)步，從FPGA向調(diào)制器控制微處理器傳輸平均功率對(duì)照信道波長的表。在兩個(gè)相繼的抖動(dòng)步之后，可為每個(gè)有效的波長條目比較兩個(gè)表之間的平均功率差。對(duì)于偏置控制，使用來自兩個(gè)相繼增益抖動(dòng)步的功率差。對(duì)于增益控制，使用來自兩個(gè)相繼偏置抖動(dòng)步的功率差。圖11示出小步控制誤差計(jì)算例程的流程圖。對(duì)于每個(gè)波長，取決于兩個(gè)表?xiàng)l目之間的功率差是正還是負(fù)來計(jì)算+1或-I功率差符號(hào)值。對(duì)于其中未給出功率條目的波長條目，存儲(chǔ)零(O)符號(hào)值。該誤差計(jì)算過程的進(jìn)一步方面是要為不同波長路由指派的輸入?yún)?shù)進(jìn)行誤差值的比例縮放。例如，早前描述的可切換啁啾方案，單獨(dú)啁啾偏置電極電壓決定使用哪個(gè)MZ斜率，并且是與波長路徑相關(guān)的。調(diào)節(jié)功率差誤差值以補(bǔ)償因這兩個(gè)MZ斜率選項(xiàng)引起的誤差符號(hào)改變。為每個(gè)波長路由使用預(yù)先確定的啁啾符號(hào)常量參考表，其中諸條目具有+1或-I值。通過把該啁啾符號(hào)常量乘以功率差符號(hào)值來得到新誤差值。圖12示出可被存儲(chǔ)的啁啾輸入設(shè)置、光功率采樣、功率差、和偏置誤差對(duì)照信道波長的參考表示例。所有新誤差值表?xiàng)l目然后被加總。如果總累積值是正的，那么報(bào)告+1的最終平均誤差值。如果總累積值是負(fù)的，那么報(bào)告-I的最終平均誤差。如果累積誤差值是零，那么最終平均誤差是零。使用該單個(gè)平均誤差值以通過簡單地把該誤差信號(hào)加到當(dāng)前增益或偏置值上來校正增益或偏置設(shè)定點(diǎn)。一旦已經(jīng)更新該設(shè)定點(diǎn)，那么重復(fù)整個(gè)控制回路。在所描述的誤差計(jì)算中，最終誤差信號(hào)對(duì)于每個(gè)循環(huán)取+1、0、或-I值。該小固定步反饋辦法向可能引起不正確的功率監(jiān)視器讀數(shù)的任何外部輸入事件添加了回彈性。
在突發(fā)模式光系統(tǒng)中，可能有無需波長路由的連接路徑因此無需激光器功率的長時(shí)期。本發(fā)明的進(jìn)一步方面是要使用專用的‘關(guān)’激光器波長以在無話務(wù)時(shí)期期間維持通過調(diào)制器的光功率。該‘關(guān)’激光器波長可對(duì)于所有發(fā)射機(jī)相同但必須不是話務(wù)保留的波長。優(yōu)選地，應(yīng)當(dāng)在調(diào)制器輸出處使用光信道濾波器以阻止‘關(guān)’波長傳播到網(wǎng)絡(luò)上。優(yōu)選地，應(yīng)當(dāng)以類數(shù)據(jù)的模式調(diào)制該‘關(guān)’波長，以便為調(diào)制器控制回路提供強(qiáng)誤差信號(hào)并且鎖定至與‘開(on)’信道波長狀態(tài)相同的經(jīng)優(yōu)化增益和偏置點(diǎn)。在本發(fā)明的一替換性實(shí)施例中，最終誤差信號(hào)值可取與諸突發(fā)之間的功率差成比例的一定范圍的值。而且，例如，可把每個(gè)波長值乘以一常量以使控制回路響應(yīng)加速或減速。再進(jìn)一步，可對(duì)每個(gè)功率差值施加一偏移常量以改變偏置和增益控制回路的最優(yōu)鎖定點(diǎn)。通過把一常量加到偏置控制回路的波長值上，便可將目標(biāo)偏置點(diǎn)從正交點(diǎn)移開。已經(jīng)示出通過把偏置點(diǎn)設(shè)置為稍低于正交點(diǎn)可看到輕微性能(消光比)改進(jìn)。圖13示出比例/偏移控制誤差計(jì)算例程的流程圖。替換地，通過把一偏移量加到增益控制回路的波長值上，便將目標(biāo)驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅從調(diào)制器的Vpi移開。除Vpi以外的其它驅(qū)動(dòng)振幅在通過例如改變光占空比或啁啾來改進(jìn)傳輸性能的意義上會(huì)是有益的。將領(lǐng)會(huì)，調(diào)制器控制方案對(duì)具有不同F(xiàn)EC增益(例如，3dB或7dB凈編碼增益)和比特率(例如，9. 95Gbps或11. 3Gbps)的突發(fā)是透明的。因此，路徑性能余量可被增加以允許在富有挑戰(zhàn)性的鏈路上進(jìn)行傳輸，如圖4所示。本發(fā)明中的參照附圖描述的實(shí)施例包括計(jì)算機(jī)裝置和/或在計(jì)算機(jī)裝置中執(zhí)行的過程。然而，本發(fā)明還沿及計(jì)算機(jī)程序，尤其是存儲(chǔ)在適配成把本發(fā)明付諸實(shí)踐的載體之上或之中的計(jì)算機(jī)程序。該程序可以是源代碼、目標(biāo)代碼、或源代碼與目標(biāo)代碼中間的代碼的形式，諸如呈經(jīng)部分編譯的形式或任何其他適合于在根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)現(xiàn)中使用的形式。載體可包括存儲(chǔ)介質(zhì)，諸如例如CD ROM的R0M，或者例如軟盤或硬盤的磁記錄介質(zhì)之類。載體可以是可經(jīng)由電纜或光纜或者由無線電或其他手段傳輸?shù)碾娀蚬庑盘?hào)。本發(fā)明不限定于本文中前述的諸實(shí)施例，而是可在構(gòu)造和細(xì)節(jié)兩者上有所變化。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)在光突發(fā)ホ吳式發(fā)射機(jī)中的光調(diào)制器控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括 用于以第一采樣率從調(diào)制器測量多個(gè)光功率采樣值和相關(guān)聯(lián)的光波長數(shù)據(jù)值的裝置，其中，平均功率表適配成從每個(gè)采樣周期的所述值生成并且被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中；以及 用于以第二采樣率從適配成被選擇的兩個(gè)或更多個(gè)生成并存儲(chǔ)著的平均功率表執(zhí)行控制誤差計(jì)算以計(jì)算單個(gè)誤差值來提供増益和/或偏置控制信號(hào)的裝置，其中，所述第二采樣率是以比所述第一采樣率慢的速率被采樣的。
2.如權(quán)利要求I所述的光調(diào)制器控制系統(tǒng)，其中，所述調(diào)制器包括啁啾化的MZ調(diào)制器，其包括色散受限路徑。
3.如權(quán)利要求2所述的光調(diào)制器控制系統(tǒng)，包括用于鎖定至所述MZ調(diào)制器的傳遞函數(shù)的正或負(fù)斜率以產(chǎn)生正或負(fù)啁啾化光數(shù)據(jù)的裝置。
4.如權(quán)利要求2或3所述的光調(diào)制器控制系統(tǒng)，包括用于在波長指派的基礎(chǔ)上為所述調(diào)制器提供可快速切換的啁啾的裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的光調(diào)制器控制系統(tǒng)，其中，所述調(diào)制器包括在所述MZ調(diào)制器上的高帶寬專用電極，其包括用于提供在快速波長改變之間的快速非破壞性偏置改變以増加所述色散受限路徑的裝置。
6.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光調(diào)制器控制系統(tǒng)，其中，所述誤差計(jì)算過程包括用于為不同波長路由指派的輸入?yún)?shù)進(jìn)行誤差值的比例縮放的裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的光調(diào)制器控制系統(tǒng)，其中，所指派的輸入?yún)?shù)包括可切換的啁啾值，以便單獨(dú)的啁啾偏置電極電壓決定是選擇正還是負(fù)的MZ調(diào)制器斜率來増加所述色散 受限路徑。
8.如權(quán)利要求7所述的光調(diào)制器控制系統(tǒng)，其中，通過為每條波長路由使用預(yù)先確定的啁啾符號(hào)常量參考表來調(diào)節(jié)差量誤差值以補(bǔ)償因所述MZ調(diào)制器的斜率值引起的誤差符號(hào)改變，其中，啁啾符號(hào)常量具有+1或-I值。
9.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的光調(diào)制器控制系統(tǒng)，其中，抖動(dòng)信號(hào)被施加于所述增益控制信號(hào)。
10.如權(quán)利要求9所述的光調(diào)制器控制系統(tǒng)，其中，所述抖動(dòng)信號(hào)包括小抖動(dòng)振幅以使抖動(dòng)噪聲最小化。
11.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的光調(diào)制器控制系統(tǒng)，其中，所述第一采樣率被選成比所述第二采樣率快數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)。
12.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的光調(diào)制器控制系統(tǒng)，其中，光突發(fā)功率是參照所述系統(tǒng)中的突發(fā)時(shí)序安排被異步采樣的。
13.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的光調(diào)制器控制系統(tǒng),其中，對(duì)于姆個(gè)光米樣功率，相應(yīng)的設(shè)定激光器波長被讀取，以便使用FPGA來處理所述光采樣和波長數(shù)據(jù)并且向所述存儲(chǔ)器發(fā)送所述值作為平均功率表。
14.如權(quán)利要求13所述的光調(diào)制器控制系統(tǒng)，其中，在采樣周期的末尾，為通過最小采樣計(jì)數(shù)準(zhǔn)則的每個(gè)波長條目計(jì)算所述平均功率表，以便為在所述采樣周期期間具有足夠采樣計(jì)數(shù)的波長計(jì)算準(zhǔn)確的平均功率。
15.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的光調(diào)制器控制系統(tǒng)，其中，所述誤差計(jì)算過程處理來自多個(gè)功率表的信息和可切換突發(fā)輸入?yún)?shù)以計(jì)算用于增益或偏置控制的所述單個(gè)誤差;值。
16.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的光調(diào)制器控制系統(tǒng)，其中，所述調(diào)制器包括無光功率值，所述控制系統(tǒng)包括用于提供專用的‘關(guān)’激光器波長以在無話務(wù)時(shí)段期間維持通過所述調(diào)制器的光功率的裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的光調(diào)制器控制系統(tǒng)，其中，所述裝置包括定位在所述調(diào)制器的輸出處的光信道濾波器以阻止所述‘關(guān)’波長傳播到光網(wǎng)絡(luò)上。
18.如權(quán)利要求16和/或17所述的光調(diào)制器控制系統(tǒng)，其中，以類數(shù)據(jù)的模式調(diào)制所述‘關(guān)’波長以提供用于所述第一控制回路的誤差信號(hào)并且鎖定至想要的經(jīng)優(yōu)化増益和偏置點(diǎn)。
19.ー種使用實(shí)現(xiàn)在光突發(fā)模式發(fā)射機(jī)中的光調(diào)制器控制系統(tǒng)來控制光突發(fā)模式發(fā)射機(jī)的方法，所述方法包括以下步驟 在第一控制回路上以第一采樣率從調(diào)制器測量多個(gè)光功率采樣值和相關(guān)聯(lián)的光波長數(shù)據(jù)值，其中，平均功率表從每個(gè)采樣周期的所述值生成并且被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中； 以第二采樣率從兩個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)著的平均功率表執(zhí)行控制誤差計(jì)算以計(jì)算單個(gè)誤差值來提供増益和/或偏置控制信號(hào)，其中，所述第二采樣率是以比所述第一采樣率慢的速率被采樣的。
20.ー種包括用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求19的方法的程序指令的計(jì)算機(jī)程序。
21.實(shí)施在記錄介質(zhì)上的如權(quán)利要求20所述的計(jì)算機(jī)程序。
全文摘要
本發(fā)明涉及實(shí)現(xiàn)在光突發(fā)模式發(fā)射機(jī)中的光調(diào)制器控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括用于以第一采樣率從調(diào)制器測量多個(gè)光功率采樣值和相關(guān)聯(lián)的光波長數(shù)據(jù)值的裝置，其中平均功率表從每個(gè)采樣周期的所述值生成并且被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。該控制系統(tǒng)還包括用于以第二采樣率從兩個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)著的平均功率表執(zhí)行控制誤差計(jì)算以計(jì)算單個(gè)誤差值來提供增益和/或偏置控制信號(hào)的裝置，其中該第二采樣率是以比第一采樣率慢的速率被采樣的。該描述的控制系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)制器在光網(wǎng)絡(luò)中隨溫度和壽命推移的性能。
文檔編號(hào)G02F1/01GK102714552SQ201080061175
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者R·奧伯蘭德 申請(qǐng)人:英特尤恩網(wǎng)絡(luò)有限公司