[发明专利]一种光调制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及光通信领域，特别涉及一种光调制系统和方法。

背景技术

随着科学技术的快速发展，通信领域的信息传送量大量增多，在光通信领域，运营商及设备制造厂家越来越多地关注起DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexed，密集波分复用)技术，DWDM技术利用单模光纤的带宽以及低损耗的特性，采用多个波长作为载波，允许各载波信道在光纤内同时传输。参见图1，为现有技术提供的DWDM系统构成示意图，其中，发送端的光发射机通过多个OTU(Optical Transmit Unit，光传送的单元)发出波长不同而精度和稳定度满足一定要求的光信号，其中各路光信号的波长分别为λ₁、λ₂……λ_n；将各路光信号发送到光波长复用器中；经过光波长复用器复用在一起后发送到掺饵光纤功率放大器弥补由于光波长复用器引起的光信号的功率损失并提高光信号的发送功率；再将经过掺饵光纤功率放大器放大后的光信号送入光纤传输(可以根据实际的情况在光纤传输中配置光线路放大器)；例如波长分别为λ₁、λ₂……λ_n的光信号的载波信号在光纤内可以同时传输，参见图2，为DWDM系统中光信号传输的光谱示意图，经过光纤传输后的光信号到达接收端，光前置放大器将接收的光信号放大，提高光信号接收的灵敏度并延长传输距离；将放大后的光信号发送到光波长分波器，光波长分波器解复用出原来的波长分别为λ₁、λ₂……λ_n的各路光信号。

由于DWDM系统的工作波长较为密集，工作波长之间的波长间隔仅为几个纳米到零点几个纳米，这要求光发射机中产生光信号的激光器要能够产生满足DWDM系统标准的工作波长，并且该工作波长要具有很好的稳定性。在DWDM系统中，对于常用的DFB(Distributed Feed Back，分布反馈激光器)激光器，其控制稳定波长是利用波长和管芯温度对应的特性，通过控制激光器管芯温度来控制波长实现的。例如，规格为1.5μm DFB激光器，波长温度系数约为0.02nm/℃，在15℃-35℃范围内产生的波长符合要求。但是，这种温度反馈控制的方法完全取决于DFB激光器的管芯温度，无法解决由于激光器老化等原因引起的长期波长的变化。因此，参 见图3，现有技术提供了一种利用波长敏感器进行波长反馈控制的系统示意图。DFB激光器发出的光信号发送到分光器中，分光器进行分光，并将分出的一部分信号发送到波长敏感器，波长敏感器识别输入光信号的波长值，并将输入光信号的波长值发送到信号处理器中，信号处理器将接收的光信号的波长值与自身预设的波长值比较得到偏差值，根据该偏差值产生波长控制信号，并将该波长控制信号发送到控制器，利用光信号的波长值的偏差值反馈控制DFB激光器的温度、腔长等工作参数，从而保证了DFB激光器输出稳定波长的光信号。

上述利用波长敏感器进行波长反馈控制是一种波长锁定的方法，需要DFB激光器持续输出光功率，然而，在一些通信和检测系统中，激光器并不需要有持续的输出光功率。例如，在OTDR(Optical Time Domain Reflectometer，光时域反射仪)检测系统中，OTDR发送端是在发出一个或一串光脉冲序列后，关断DFB激光器，接收端开始接收反射光信号，如此反复。DFB激光器处于一种间断的工作方式，此时，上述现有技术提供的波长反馈控制方法不能保证发送端发出稳定波长的光脉冲信号。

例如，目前对光缆进行监控的方法之一就是利用OTDR检测系统的基本原理，通过将光脉冲信号注入光缆中勘测光缆中光纤的性能，由于光纤材料密度不均匀、掺杂成分不均匀以及光纤本身的缺陷，当光信号在光纤中传输时，沿光纤长度上的每一点均会引起散射。在连接器、机械接续、断裂或光纤终结处，会发生反射。散射光及反射光的一部分可以进行后向传输，返回到OTDR被探测器接收。从探测器接收的光信号的强弱变化，可以了解光纤中各熔接点，连接器的状况(如损耗、反射，位置等)，整个监测的光纤段的性能(如总损耗、回波损耗、长度等)，从而确保该光纤在安装或维修后，能满足此跨段光信号传输的需要。