[发明专利]可调光衰减器集成控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光衰减器。特别是涉及一种可调光衰减器集成控制系统及控制方法。

背景技术

光衰减器的主要功能是用来减低或控制光信号，例如在WDM网络系统上，用来缩小通道间的能量差距和维持所有通道信噪比(S/N)一定，因此光放大器、DWDM模组都会用到。光衰减器有许多种类的制造方式，包括藉由调整空气间隙改变一对光纤端面之间的损失，或应用滤波器方式影响入射光，这些制造方法皆可用于固定式和可调式光衰减器。常见的可调光衰减器，如MEMS型、声光调制型等最终均须藉由电压/电流的调制实现对光衰减器的控制。

在已知技术中，对于可调光衰减器电压/电流的调制，可以分为以下类型：

1、电压/电流逐步逼近法。一般基于对可调光衰减器的输入和输出光功率的实时检测，通过不断加减控制光衰减器的电压或者电流，逐步逼近控制目标衰减量的方法，完成对可调式光衰减器的控制；

2、PID反馈控制。同方法1类似，不同点在于，在调整电压/电流时，使用了PID控制方法；

3、查表法。通过将可调光衰减器的衰减量(dB)-电压的关系，形成表格，并将此表格存储，当需要调节可调光衰减器时，根据设定衰减量，通过查表的办法，输出控制电压，控制可调光衰减器。

在已知方法中，通常选定控制方式后，便采取确定的方法控制可调式光衰减器。随着光网络的飞速发展，光网络的动态特性要求全网系统既要有较快速的响应速度，亦要有较小的光功率波动。可调光衰减器作为光网络系统的重要单元，相应的也需要快速响应光网络日趋复杂的要求，这样便凸显了传统控制方式在对可调光衰减器控制方式上过于单一、简单化的缺陷。比如，在含有可调式光衰减器的EDFA设计中，实际应用中，在瞬态发生时，要求通过快速调整可调光衰减器补偿增益的斜率，这样就要求快速调整可调光衰减器；而同时，如可调光衰减器在EDFA中作用还包括实现增益改变功能时，此时过快的调整可调光衰减器，将会导致单波长产生过冲或者欠冲。这样，以上传统控制算法无法较好适应这种复杂的需求。同样地，对于不同类型不同特性的可调光衰减器，在已知技术中，往往需要藉由重新设计软件的方法来完成对不同可调光衰减器的控制，这样便缺乏灵活性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够使控制可调光衰减器的算法更具有普适性与灵活性，可提高可调光衰减器的动态性能，满足当前及未来光网络的复杂需求，易于重构的可调光衰减器集成控制系统及控制方法。

本发明所采用的技术方案是：一种可调光衰减器集成控制系统，包括：

配置管理模块，用于实现控制的可配置化操作；

输入量管理模块，用于接收可调光衰减器的输入端光功率、输出端光功率及目标衰减量；

衰减量电压查找表，用于存储可调光衰减器衰减量和电压之间对应的数值关系；

第一可配置定时器，接收配置管理模块的信息，并与查表管理模块相连，用于定时查表管理模块每一步查表操作刷新时间；

第二可配置定时器，接收配置管理模块的信息，用于定时每一步输出上述目标控制量及反馈控制量的操作的刷新时间；

第三可配置定时器，接收配置管理模块的信息，用于定时PID计算中每一个计算步骤的刷新时间；

查表管理模块，分别接收输入量管理模块、配置管理模块和第一可配置定时器的信息，同时连接衰减量电压查找表，用于管理查表的方式；

PID输入管理模块，分别接收配置管理模块、第二可配置定时器和输入量管理模块的信息，并连接PID计算模块，用于管理输入到PID计算模块的目标控制量及反馈控制量；

PID计算速度管理模块，接收第三可配置定时器的信息，并连接PID计算模块，用于管理PID计算中每一个计算步骤的运算速度；

PID计算模块，分别接收配置管理模块、PID输入管理模块和PID计算速度管理模块的信息，用于实现PID算法；

输出量管理模块，分别接收查表管理模块和PID计算模块的信息，实现输出量的输出。

所述的配置管理模块包括查表步长设置寄存器、查表回滞区设置值寄存器、PID输入参数刷新步长寄存器、第一定时器定时设置寄存器、第二定时器定时设置寄存器、第三定时器定时设置寄存器、输出低电压门限寄存器和输出高电压门限寄存器。

一种用于可调光衰减器集成控制系统的控制方法，包括如下步骤：

1)启动配置管理模块，并设置配制管理模块中所有的寄存器；

2)启动输入量管理模块，接收当前输入光功率、输出光功率和目标衰减量；