CN103782531A - 光信号传输方法、装置及光发射机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种光信号传输方法、装置及光发射机。方法包括：获取调制器对至少一个载波进行调制后每个载波对应输出的第一光信号的功率；根据至少一个载波对应输出的第一光信号经合路后传输的放大增益和载波的波长，确定对应的第一光信号的功率调整系数；根据第一光信号的功率调整系数，在调制器中对对应的第一光信号的功率进行调整。本发明实施例提供的光信号传输方法、装置及光发射机，根据传输链路中光信号的放大增益以及载波波长对各载波的功率进行调整，从而自适应地保证了传输链路中光信号的增益的平坦；可以减少甚至避免泵浦激光器或光放大器等在光信号传输***中的使用，减少了光信号传输过程中的OSNR代价。

Description

光信号传输方法、装置及光发射机

技术领域

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种光信号传输方法、装置及光发射机。

背景技术

随着数据通信对数据传输***的要求的不断提高，业界对超100G传输***的研究已日趋白热化，诸多知名企业均发布了400Gb/s和1Tb/s传输速率的样机。从这些样机可见，未来光通信***的发展趋势为基于多载波和高阶调制的光发射机。

现有技术中，100G以上的传输***的光发射机采用光子集成技术集成激光器阵列和调制器阵列。当采用多载波生成技术时，需使用解波分复用器Demux将载波解复用为多路独立波长的光信号进行调制，调制器的输出要采用波分复用器Mux进行耦合得到一路光信号通过光纤传输。传输链路中，每隔一定距离，需要采用光放大器对光信号进行放大。多个光放大器逐级联接会造成光信号增益不平坦。目前采用泵浦激光器或拉曼放大器来平衡传输链路中光信号的损耗。

然而，现有技术在光信号波长发生变化的情况下，想要得到增益平坦的光通信链路，必须重新调整泵浦激光器的部署方案才能使传输链路中光信号的增益保持平坦。

发明内容

本发明实施例提供一种光信号传输方法、装置及光发射机，以自适应地保证传输链路中光信号增益的平坦。

第一方面，本发明实施例提供一种光信号传输方法，包括：

获取调制器对至少一个载波进行调制后每个载波对应输出第一光信号的功率；根据所述至少一个载波对应输出的第一光信号经合路后传输的放大增益和所述载波的波长，确定对应的所述第一光信号的功率调整系数；根据所述第一光信号的功率调整系数，在所述调制器中对对应的第一光信号的功率进行调整。

在第一方面的第一种实施方式中，所述根据所述至少一个载波对应输出的第一光信号经合路后传输的放大增益和所述载波的波长，确定对应的所述第一光信号的功率调整系数，包括：

根据所述放大增益，获取每个所述载波的波长对应的增益值；

根据每个所述载波的波长对应的增益值，确定所述至少一个载波的增益平均值；

确定所述第一光信号的功率调整系数

其中：I为第一光信号的初始调整系数，G_N为所述每个所述载波的波长对应的增益值，G为所述至少一个载波的增益平均值。

在第一方面的第二种实施方式中，所述根据所述至少一个载波对应输出的第一光信号经合路后传输的放大增益和所述载波的波长，确定对应的所述第一光信号的功率调整系数之后，还包括：

根据调制前每个载波对应的调制码型和调制阶数，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

在第一方面的第三种实施方式中，所述根据所述调制前每个载波对应的调制码型和调制阶数，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新，包括：

根据高阶正交幅度调制中预设的误码率以及所述载波的调制阶数，获取每个所述载波对应的发射功率，并获取所述至少一个载波的平均发射功率；

采用每个所述载波对应发射功率与所述平均发射功率的比值与对应的所述第一光信号的功率调整系数相乘，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

在第一方面的第四种实施方式中，所述根据高阶正交幅度调制中预设的误码率以及所述载波的调制阶数，获取每个所述载波对应的发射功率，包括：

根据 $\mathrm{BER}\≈\frac{2(1-\frac{1}{\sqrt{M_N}})}{{\log }_2\left(M_N\right)}\mathrm{erfc}(\frac{3}{2(M_N-1)}\·\frac{P_{\mathrm{sN}}}{N_0{R}_{\mathrm{sN}}}),$ 获取每个所述载波对应的发射功率P_sN，其中，BER为所述高阶正交幅度调制中预设的误码率，M_N为所述载波的调制阶数，N₀为高斯白噪声的频谱密度，R_sN为所述载波的符号速率。

在第一方面的第五种实施方式中，所述根据所述至少一个载波对应输出的第一光信号经合路后传输的放大增益和所述载波的波长，确定对应的所述第一光信号的功率调整系数之后，还包括：

获取调制前每个所述载波的功率；

根据调制前每个所述载波的功率、对应的所述第一信号的功率以及所述至少一个载波的频率，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

在第一方面的第六种实施方式中，若所述载波的个数大于或等于四个，则所述根据调制前每个所述载波的功率、对应的所述第一信号的功率以及所述至少一个载波的频率，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新，包括：

判断f_ijk=f_i+f_j-f_k，其中f_ijk、f_i、f_j和f_k分别为所述任意四个载波的频率；则：

f_ijk所对应载波的非线性修正系数

f_i、f_j或f_k所对应载波的非线性修正系数

其中I为第一光信号的初始调整系数，P1为所述第一信号的功率，P2为调制前每个所述载波的功率；

采用每个所述载波对应的非线性修正系数与对应的所述第一光信号的功率调整系数相乘，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

第二方面，本发明实施例提供一种光信号传输装置，包括：

检测模块，用于获取调制器对至少一个载波进行调制后每个载波对应输出的第一光信号的功率；调整模块，用于根据所述至少一个载波对应输出的第一光信号经合路后传输的放大增益和所述载波的波长，确定对应的所述第一光信号的功率调整系数；根据所述第一光信号的功率调整系数，在所述调制器中对对应的第一光信号的功率进行调整。

在第二方面的第一种实施方式中，所述调整模块具体用于：

根据所述放大增益，获取每个所述载波的波长对应的增益值；

根据每个所述载波的波长对应的增益值，确定所述至少一载波的增益平均值；

确定所述第一光信号的功率调整系数

其中：I为第一光信号的初始调整系数，G_N为所述每个所述载波的波长对应的增益值，G为所述至少一个载波的增益平均值。

在第二方面的第二种实施方式中，所述调整模块还用于：

根据调制前每个载波对应的调制码型和调制阶数，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

在第二方面的第三种实施方式中，所述调整模块具体用于：

根据高阶正交幅度调制中预设的误码率以及所述载波的调制阶数，获取每个所述载波对应的发射功率，并获取所述至少一个载波的平均发射功率；

采用每个所述载波对应发射功率与所述平均发射功率的比值与对应的所述第一光信号的功率调整系数相乘，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

在第二方面的第四种实施方式中，所述调整模块具体用于：

根据 $\mathrm{BER}\≈\frac{2(1-\frac{1}{\sqrt{M_N}})}{{\log }_2\left(M_N\right)}\mathrm{erfc}(\frac{3}{2(M_N-1)}\·\frac{P_{\mathrm{sN}}}{N_0{R}_{\mathrm{sN}}}),$ 获取每个所述载波对应的发射功率P_sN，其中，BER为所述高阶正交幅度调制中预设的误码率，M_N为所述载波的调制阶数，N₀为高斯白噪声的频谱密度，R_sN为所述载波的符号速率。

在第二方面的第五种实施方式中，其特征在于，

所述检测模块还用于：

获取调制前每个所述载波的功率；对应地，

所述调整模块还用于：

根据所述第二信号的功率、对应的所述第一信号的功率以及所述至少一个载波的频率，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

在第二方面的第五种实施方式中，若所述载波的个数大于或等于四个，所述调整模块还用于：

判断f_ijk=f_i+f_j-f_k，其中f_ijk、f_i、f_j和f_k分别为所述任意四个载波的频率；则：

f_ijk所对应载波的非线性修正系数

f_i、f_j或f_k所对应载波的非线性修正系数

其中I为第一光信号的初始调整系数，P1为所述第一信号的功率，P2为调制前每个所述载波的功率；

采用每个所述载波对应的非线性修正系数与对应的所述第一光信号的功率调整系数相乘，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

第三方面，本发明实施例提供一种光发射机，包括：

分路器、合路器以及调制器；所述调制器用于：对至少一个载波进行调制后每个载波对应输出第一光信号；获取所述第一光信号的功率；根据所述至少一个载波对应输出的第一光信号经合路后传输的放大增益和所述载波的波长，确定对应的所述第一光信号的功率调整系数；根据所述第一光信号的功率调整系数，对对应的第一光信号的功率进行调整。

在第三方面的第一种实施方式中，所述调制器具体用于：

根据所述放大增益，获取每个所述载波的波长对应的增益值；

根据每个所述载波的波长对应的增益值，确定所述至少一个载波的增益平均值；

确定所述第一光信号的功率调整系数

其中：I为第一光信号的初始调整系数，G_N为所述每个所述载波的波长对应的增益值，G为所述至少一个载波的增益平均值。

在第三方面的第二种实施方式中，所述调制器还用于：

根据调整前每个载波对应的调制码型和调制阶数，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

在第三方面的第三种实施方式中，所述调制器具体用于：

根据高阶正交幅度调制中预设的误码率以及所述载波的调制阶数，获取每个所述载波对应的发射功率，并获取所述至少一个载波的平均发射功率；

采用每个所述载波对应发射功率与所述平均发射功率的比值与对应的所述第一光信号的功率调整系数相乘，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

在第三方面的第四种实施方式中，所述调制器具体用于：

根据 $\mathrm{BER}\≈\frac{2(1-\frac{1}{\sqrt{M_N}})}{{\log }_2\left(M_N\right)}\mathrm{erfc}(\frac{3}{2(M_N-1)}\·\frac{P_{\mathrm{sN}}}{N_0{R}_{\mathrm{sN}}}),$ 获取每个所述载波对应的发射功率P_sN，其中，BER为所述高阶正交幅度调制中预设的误码率，M_N为所述载波的调制阶数，

N₀为高斯白噪声的频谱密度，R_sN为所述载波的符号速率。

在第三方面的第五种实施方式中，所述调制器还用于：

获取调制前每个所述载波的功率；

根据所述第二信号的功率、对应的所述第一信号的功率以及所述至少一个载波的频率，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

在第三方面的第六种实施方式中，若所述载波的个数大于或等于四个，所述调制器还用于：

判断f_ijk=f_i+f_j-f_k，其中f_ijk、f_i、f_j和f_k分别为所述任意四个载波的频率；则：

f_ijk所对应载波的非线性修正系数

f_i、f_j或f_k所对应载波的非线性修正系数

其中I为第一光信号的初始调整系数，P1为所述第一信号的功率，P2为调制前每个所述载波的功率；

采用每个所述载波对应的非线性修正系数与对应的所述第一光信号的功率调整系数相乘，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

本发明实施例提供的光信号传输方法、装置及光发射机，根据传输链路中光信号的放大增益以及载波波长在调制器中对调制后输出的各载波光信号的功率进行调整，从而自适应地保证了传输链路中光信号的增益的平坦；可以减少甚至避免泵浦激光器或光放大器等在光信号传输***中的使用，减少了光信号传输过程中的OSNR代价。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种光信号传输方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种光信号传输方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的又一种光信号传输方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种光信号传输装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种光发射机的结构简图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种光信号传输方法的流程图，如图1所示，以光信号传输装置为执行主体对本实施例提供的光信号传输方法进行说明，光信号传输装置可以是光发射机。本实施例的光信号传输方法可以包括：

S110、获取调制器对至少一个载波进行调制后每个载波对应输出第一光信号的功率。

光发射机采用多载波技术将载波进行分解得到至少一个载波，该至少一个载波输入调制器后，每个载波经调制后得到第一光信号。光信号传输装置可以采用反馈的方式检测调制器第一光信号的功率。

S120、根据至少一个载波对应输出的第一光信号经合路后传输的放大增益和载波的波长，确定对应的第一光信号的功率调整系数。

需要说明的是，如果载波的个数为1个，则合路后输出的仍为该载波本身。至少一个载波经波分复用器Mux耦合后形成一个载波，重新耦合成的该载波将通过光纤链路进行传输。该步骤中，光信号传输装置可以获取耦合后的载波在光纤链路中的放大增益，以及耦合前各载波各自的波长。从而根据放大增益和各载波的波长确定各载波承载的第一光信号的功率调整系数。

S130、根据第一光信号的功率调整系数，在调制器中对对应的第一光信号的功率进行调整。

在调制器中对第一光信号的功率进行调整后，可以使调制器输出的第一光信号的功率改变，以自适应地保证了传输链路中光信号的增益的平坦。

本实施例提供的光信号传输方法，根据传输链路中光信号的放大增益以及载波波长在调制器中对调制后输出的各载波的光信号的功率进行调整，从而自适应地保证了传输链路中光信号的增益的平坦；可以减少甚至避免泵浦激光器或光放大器等在光信号传输***中的使用，减少了光信号传输过程中的光信噪比（Optical Signal To Noise Ratio，以下简称OSNR）代价。

进一步地，根据至少一个载波对应输出的第一光信号经合路后传输的放大增益和载波的波长，确定对应的第一光信号的功率调整系数，包括：根据放大增益，获取每个载波的波长对应的增益值；根据每个载波的波长对应的增益值，确定至少一个载波的增益平均值（如果载波的个数为1个，则增益平均值即为该载波波长对应的增益值）；确定第一光信号的功率调整系数其中：I为第一光信号的初始调整系数，G_N为每个载波的波长对应的增益值，G为至少一个载波的增益平均值。

具体而言，传输链路中的增益曲线可采用多波源和光谱议进行测定，如果传输链路中使用商用的光放大器，那么光放大器出厂时增益曲线等参数通常会在用户手册中详细列出。假设光发射机中对四个载波进行调制，光发射机可以根据四个载波各自的波长，从增益曲线中找到各自波长分别对应的增益值，假设四个载波分别对应的增益值为G₁、G₂、G₃和G₄。四个载波的增益平均值为

那么四个载波中第一个载波对应的第一光信号的功率调整系数

其中I为第一光信号的初始调整系数，可以设置为该四个载波的增益平均值，也可以设置为该四个载波的发射功率平均值等。该初始调整系数用于对第一光信号的功率进行基础性的调整，也可以根据需要取I=1。其它载波对应的第一光信号的功率调整系数的获取方法类似。

图2为本发明实施例提供的另一种光信号传输方法的流程图，如图2所示，以光信号传输装置为执行主体对本实施例提供的光信号传输方法进行说明，光信号传输装置可以是光发射机。本实施例的光信号传输方法在图1所示实施例的S110～S130的基础上，可以进一步地包括：

S240、根据调制前每个载波对应的调制码型和调制阶数，对对应的第一光信号的功率调整系数进行更新。

例如采用高阶正交幅度调制（Quadrature Amplitude Modulation，以下简称QAM）调制码型对调制前每个载波进行调制，其调制阶数为M。那么可以根据该调制码型的特性以及各载波对应的调制阶数M，分别对各载波的第一光信号的功率调整系数进行更新。

进一步地，根据调制前每个载波对应的调制码型和调制阶数，对对应的第一光信号的功率调整系数进行更新，包括：根据高阶正交幅度调制中预设的误码率以及载波的调制阶数，获取每个载波对应的发射功率，并获取至少一个载波的平均发射功率（如果载波的个数为1个，则平均发射功率即为该载波本身的发射功率）；采用每个载波对应发射功率与平均发射功率的比值与对应的第一光信号的功率调整系数相乘，对对应的第一光信号的功率调整系数进行更新。

具体地，以采用mQAM（m阶正交幅度调制）的调制码型对调制前的载波进行调制为例，单个载波需要达到预设的某一误码率的情况下，该载波的调制阶数M与其发射功率P_sN需要满足一定的要求，在已知误码率和调制阶数M的情况下，可以获知该载波的发射功率P_sN。仍假设对四个载波进行调制，分别获取四个载波的发射功率P_s1、P_s2、P_s3以及P_s4，那么四个载波中第一个载波对应的第一光信号的功率调制系数可以被更新为：

$A=I\×(I-\frac{|G_1-G|}{G})\×\frac{P_{s1}}{(P_{s1}+P_{s2}+P_{s3}+P_{s4})/4}.$

其它载波对应的第一光信号的功率调整系数的更新方法类似，对应的第一光信号的功率调整系数可以被更新为：

其中，P_s为至少两个载波的平均发射功率。

进一步地，根据高阶正交幅度调制中预设的误码率以及载波的调制阶数，获取每个载波对应的发射功率，包括：根据 $\mathrm{BER}\≈\frac{2(1-\frac{1}{\sqrt{M_N}})}{{\log }_2\left(M_N\right)}\mathrm{erfc}(\frac{3}{2(M_N-1)}\·\frac{P_{\mathrm{sN}}}{N_0{R}_{\mathrm{sN}}}),$ 获取每个载波对应的发射功率P_sN，其中，BER为高阶正交幅度调制中预设的误码率，M_N为载波的调制阶数，

N₀为高斯白噪声的频谱密度，R_sN为载波的符号速率。

简单而言，mQAM调制中，误码率BER、调制阶数M_N以及载波对应的发射功率P_sN之间的关系具体是： $\mathrm{BER}\≈\frac{2(1-\frac{1}{\sqrt{M_N}})}{{\log }_2\left(M_N\right)}\mathrm{erfc}(\frac{3}{2(M_N-1)}\·\frac{P_{\mathrm{sN}}}{N_0{R}_{\mathrm{sN}}}).$

本实施例提供的光信号传输方法，根据传输链路中光信号的放大增益以及载波波长在调制器中对调制后输出的各载波的光信号的功率进行调整，从而自适应地保证了传输链路中光信号的增益的平坦；还根据各载波的调制码型均衡了各载波之间的功率；可以减少甚至避免泵浦激光器或光放大器等在光信号传输***中的使用，减少了光信号传输过程中的OSNR代价。

图3为本发明实施例提供的又一种光信号传输方法的流程图，如图3所示，以光信号传输装置为执行主体对本实施例提供的光信号传输方法进行说明，光信号传输装置可以是光发射机。本实施例的光信号传输方法在图1所示实施例的S110～S130，或图2所示实施例的S110～S240的基础上，可以进一步地包括：

S350、获取调制前每个载波的功率；根据调制前每个载波的功率、对应的第一信号的功率以及至少一个载波的频率，对对应的第一光信号的功率调整系数进行更新。

进一步地，若载波的个数大于等于四个，则根据调制前每个载波的功率、对应的第一信号的功率以及至少一个载波的频率，对对应的第一光信号的功率调整系数进行更新，包括：判断f_ijk=f_i+f_j-f_k，其中f_ijk、f_i、f_j和f_k分别为任意四个载波的频率；则：f_ijk所对应载波的非线性修正系数

f_i、f_j或f_k所对应载波的非线性修正系数

其中I为第一光信号的初始调整系数，P1为第一信号的功率，P2为调制前每个载波的功率；采用每个载波对应的非线性修正系数与对应的第一光信号的功率调整系数相乘，对对应的第一光信号的功率调整系数进行更新。

详细而言，考虑到***非线性效应的影响，例如四波混频效应带来的影响，光发射机可以首先判断多载波中任意四个载波的频率是否满足f_ijk=f_i+f_j-f_k。当某四个载波的频率满足以上关系时说明频率分别为f_i、f_j和f_k的载波将功率传递给了频率为f_ijk的载波。将频率分别为f_i、f_j、f_k和f_ijk的载波分别转移的功率进行量化，即：f_ijk所对应载波的非线性修正系数

f_i、f_j或f_k所对应载波的非线性修正系数

那么，载波对应的第一光信号的功率调制系数可以被更新为：

$A=I\×(I-\frac{{|G}_1-G|}{G})\×F,$ 或者

$A=I\×(I-\frac{{|G}_N-G|}{G})\×\frac{P_{\mathrm{sN}}}{P_s}\×F.$

本实施例提供的光信号传输方法，根据传输链路中光信号的放大增益以及载波波长在调制器中对调制后输出的各载波的光信号的功率进行调整，从而自适应地保证了传输链路中光信号的增益的平坦；并且根据各载波的调制码型均衡了各载波之间的功率；进一步还根据各载波的频率在调整器中对调制后输出的各载波的光信号的功率进行调整，以减少非线性效应对光信号传输带来的影响；可以减少甚至避免泵浦激光器或光放大器等在光信号传输***中的使用，减少了光信号传输过程中的OSNR代价。

当光发射机采用的调制方式、载波数量、传输链路中的光放大器、以及载波的波长改变的情况下，本发明实施例提供的光信号传输方法无需对光信号传输***做出重新规划即可以对光发射机所发射的光信号的功率做自适应的调整。

上述实施例中提供的光信号传输方法中，第一光信号的功率调整系数的获取和更新，可以采用矩阵运算的方式。例如，仍以对四个载波进行调制为例：

第一步：确定第一光信号的初始调整系数矩阵I=[I,I,I,I]；

第二步：确定第一光信号的第一功率调整系数矩阵：A_N=[A₁,A₂,A₃,A₄]，其中

G_N为每个载波的波长对应的增益值，G为四个载波的增益平均值。

第三步：确定第一光信号的第一功率调整系数更新矩阵：

其中，P_s1、P_s2、P_s3以及P_s4分别为四个载波的发射功率，P_s为四个载波的平均发射功率，即P_s=(P_s1+P_s2+P_s3+P_s4)/4。

第四步：如果四个载波满足f₄=f₁+f₂-f₃，其中f₁、f₂、f₃和f₄分别为该四个载波的频率；则确定第一光信号的第二功率调整系数更新矩阵： $F_N=[I+\frac{{P2}_1-{P1}_1}{{P1}_1},I+\frac{{P2}_2-{P1}_2}{{P1}_2},I+\frac{{P2}_3-{P1}_3}{{P1}_3},I-\frac{{P2}_4-{P1}_4}{{P1}_4}],$ P1为第一信号的功率，P2为调制前载波的功率。

第五步：那么对这四个载波对应的第一光信号的功率进行调整的功率调整系数矩阵，可以采用矩阵I与A_N的乘积，也可以采用矩阵I、A_N和P_N三者的乘积，还可以采用矩阵I、A_N、P_N和F_N三者的乘积。通过将功率调整系数矩阵与四个载波的第一光信号的功率矩阵：[P1₁,P1₂,P1₃,P1₄]相乘，对四个载波的第一光信号的功率进行调整。

本发明实现方式可以应用于超100G的波分复用（Wavelength DivisionMultiplexing，以下简称WDM）高速传输***中。现有技术中，为了均衡各信道的光功率，会根据反馈信号采用可调衰减器对进入波分复用器之前的各信道的光信号的功率进行调整。反馈信号通常是根据信道的信噪比获得。降低信噪比较高的信道光功率，提高信噪比较低的信道的光功率。但是在超100G的WDM高速传输***中功率预算比较紧张，例如进入光调制器的光信号的功率要求为10dBm以上，从光调制器进入传输链路中的光信号功率需在3dBm以上，如果在***中增加可调衰减器将降低调制器输出光信号的光功率，进入链路中的光功率将很难达到3dBm以上。在此情境下，通过本发明实施例的应用，在调制器中对调制后输出的各载波的光信号的光功率进行预加重的调整，从而保证单根光纤中光信号总的光功率是不变的，例如在调制前载波总的功率为6dBm，在调制后仍然要保持光信号的总功率为6dBm。因此，在本发明实施例的实现过程中，可以预先设定各信道中的光功率，从而实现WDM***中光功率的均衡。无需在WDM高速传输***中增加可调衰减器等器件。

图4为本发明实施例提供的一种光信号传输装置的结构示意图，如图4所示，本实施例提供的光信号传输装置400可以包括：

检测模块410，用于获取调制器对至少一个载波进行调制后每个载波对应输出的第一光信号的功率。

调整模块420，用于根据至少一个载波对应输出的第一光信号经合路后传输的放大增益和载波的波长，确定对应的第一光信号的功率调整系数；根据第一光信号的功率调整系数，在调制器中对对应的第一光信号的功率进行调整。

本实施例提供的光信号传输装置400，可以用于执行图1～3任一所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

进一步地，调整模块420具体用于：根据放大增益，获取每个载波的波长对应的增益值；根据每个载波的波长对应的增益值，确定至少一个载波的增益平均值；确定第一光信号的功率调整系数

其中：I为第一光信号的初始调整系数，G_N为每个载波的波长对应的增益值，G为至少一个载波的增益平均值。

进一步地，调整模块420还用于：根据调制前每个载波对应的调制码型和调制阶数，对对应的第一光信号的功率调整系数进行更新。

进一步地，调整模块420具体用于：根据高阶正交幅度调制中预设的误码率以及载波的调制阶数，获取每个载波对应的发射功率，并获取至少一个载波的平均发射功率；采用每个载波对应发射功率与平均发射功率的比值与对应的第一光信号的功率调整系数相乘，对对应的第一光信号的功率调整系数进行更新。

进一步地，调整模块420具体用于：根据 $\mathrm{BER}\≈\frac{2(1-\frac{1}{\sqrt{M_N}})}{{\log }_2\left(M_N\right)}\mathrm{erfc}(\frac{3}{2(M_N-1)}\·\frac{P_{\mathrm{sN}}}{N_0{R}_{\mathrm{sN}}}),$ 获取每个载波对应的发射功率P_sN，其中，BER为高阶正交幅度调制中预设的误码率，M_N为载波的调制阶数，

N₀为高斯白噪声的频谱密度，R_sN为载波的符号速率。

进一步地，检测模块410还用于：获取调制前每个载波的功率；对应地，调整模块420还用于：根据第二信号的功率、对应的第一信号的功率以及至少一个载波的频率，对对应的第一光信号的功率调整系数进行更新。

进一步地，若载波的个数大于或等于四个，调整模块420还用于：判断f_ijk=f_i+f_j-f_k，其中f_ijk、f_i、f_j和f_k分别为任意四个载波的频率；则：f_ijk所对应载波的非线性修正系数

f_i、f_j或f_k所对应载波的非线性修正系数

其中I为第一光信号的初始调整系数，P1为第一信号的功率，P2为调制前每个所述载波的功率；采用每个载波对应的非线性修正系数与对应的第一光信号的功率调整系数相乘，对对应的第一光信号的功率调整系数进行更新。

本实施例提供的光信号传输装置400，可以用于执行前述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图5为本发明实施例提供的一种光发射机的结构简图，如图5所示，本实施例提供的光发射机500可以包括：

分路器510、合路器520以及调制器530。分路器510例如可以是解波分复用器Demux，合路器520例如可以是波分复用器Mux。

调制器530用于：对至少一个载波进行调制后每个载波对应输出第一光信号；获取第一光信号的功率；根据至少一个载波对应输出的第一光信号经合路后传输的放大增益和载波的波长，确定对应的第一光信号的功率调整系数；根据第一光信号的功率调整系数，对对应的第一光信号的功率进行调整。

本实施例提供的光发射机500，可以用于执行图1～图3任一所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

进一步地，调制器530具体用于：根据放大增益，获取每个载波的波长对应的增益值；根据每个载波的波长对应的增益值，确定至少一个载波的增益平均值；确定第一光信号的功率调整系数

其中：I为第一光信号的初始调整系数，G_N为每个载波的波长对应的增益值，G为至少一个载波的增益平均值。

进一步地，调制器530还用于：根据调整前每个载波对应的调制码型和调制阶数，对对应的第一光信号的功率调整系数进行更新。

进一步地，调制器530具体用于：根据高阶正交幅度调制中预设的误码率以及载波的调制阶数，获取每个载波对应的发射功率，并获取至少一个载波的平均发射功率；采用每个载波对应发射功率与平均发射功率的比值与对应的第一光信号的功率调整系数相乘，对对应的第一光信号的功率调整系数进行更新。

进一步地，调制器530具体用于：根据 $\mathrm{BER}\≈\frac{2(1-\frac{1}{\sqrt{M_N}})}{{\log }_2\left(M_N\right)}\mathrm{erfc}(\frac{3}{2(M_N-1)}\·\frac{P_{\mathrm{sN}}}{N_0{R}_{\mathrm{sN}}}),$ 获取每个载波对应的发射功率P_sN，其中，BER为高阶正交幅度调制中预设的误码率，M_N为载波的调制阶数，N₀为高斯白噪声的频谱密度，R_sN为载波的符号速率。

进一步地，调制器530还用于：获取调制前每个载波的功率；根据第二信号的功率、对应的第一信号的功率以及至少一个载波的频率，对对应的第一光信号的功率调整系数进行更新。

进一步地，若载波的个数大于或等于四个，调制器530还用于：判断f_ijk=f_i+f_j-f_k，其中f_ijk、f_i、f_j和f_k分别为任意四个载波的频率；则：f_ijk所对应载波的非线性修正系数f_i、f_j或f_k所对应载波的非线性修正系数

其中I为第一光信号的初始调整系数，P1为第一信号的功率，P2为调制前每个所述载波的功率；采用每个载波对应的非线性修正系数与对应的第一光信号的功率调整系数相乘，对对应的第一光信号的功率调整系数进行更新。

本实施例提供的光发射机500，可以用于执行图1～图3任一所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供的光信号传输方法、装置及光发射机，根据传输链路中光信号的放大增益以及载波波长对各载波的功率进行调整，从而自适应地保证了传输链路中光信号的增益的平坦；并且根据各载波的调制码型均衡了各载波之间的功率；进一步还根据各载波的频率对第一光信号的功率进行调整，以减少非线性效应对光信号传输带来的影响；可以减少甚至避免泵浦激光器或光放大器等在光信号传输***中的使用，减少了光信号传输过程中的OSNR代价。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (21)

1.一种光信号传输方法，其特征在于，包括：

获取调制器对至少一个载波进行调制后每个载波对应输出的第一光信号的功率；

根据所述至少一个载波对应输出的第一光信号经合路后传输的放大增益和所述载波的波长，确定对应的所述第一光信号的功率调整系数；

根据所述第一光信号的功率调整系数，在所述调制器中对对应的第一光信号的功率进行调整。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少一个载波对应输出的第一光信号经合路后传输的放大增益和所述载波的波长，确定对应的所述第一光信号的功率调整系数，包括：

根据所述放大增益，获取每个所述载波的波长对应的增益值；

根据每个所述载波的波长对应的增益值，确定所述至少一个载波的增益平均值；

确定所述第一光信号的功率调整系数

其中：I为第一光信号的初始调整系数，G_N为所述每个所述载波的波长对应的增益值，G为所述至少一个载波的增益平均值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少一个载波对应输出的第一光信号经合路后传输的放大增益和所述载波的波长，确定对应的所述第一光信号的功率调整系数之后，还包括：

根据调制前每个载波对应的调制码型和调制阶数，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据调制前每个载波对应的调制码型和调制阶数，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新，包括：

根据高阶正交幅度调制中预设的误码率以及所述载波的调制阶数，获取每个所述载波对应的发射功率，并获取所述至少一个载波的平均发射功率；

采用每个所述载波对应发射功率与所述平均发射功率的比值与对应的所述第一光信号的功率调整系数相乘，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据高阶正交幅度调制中预设的误码率以及所述载波的调制阶数，获取每个所述载波对应的发射功率，包括：

根据 $\mathrm{BER}\≈\frac{2(1-\frac{1}{\sqrt{M_N}})}{{\log }_2\left(M_N\right)}\mathrm{erfc}(\frac{3}{2(M_N-1)}\·\frac{P_{\mathrm{sN}}}{N_0{R}_{\mathrm{sN}}}),$ 获取每个所述载波对应的发射功率P_sN，其中，BER为所述高阶正交幅度调制中预设的误码率，M_N为所述载波的调制阶数，N₀为高斯白噪声的频谱密度，R_sN为所述载波的符号速率。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少一个载波对应输出的第一光信号经合路后传输的放大增益和所述载波的波长，确定对应的所述第一光信号的功率调整系数之后，还包括：

获取调制前每个所述载波的功率；

根据调制前每个所述载波的功率、对应的所述第一信号的功率以及所述至少一个载波的频率，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若所述载波的个数大于或等于四个，则所述根据调制前每个所述载波的功率、对应的所述第一信号的功率以及所述至少一个载波的频率，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新，包括：

判断f_ijk=f_i+f_j-f_k，其中f_ijk、f_i、f_j和f_k分别为所述任意四个载波的频率；则：

f_ijk所对应载波的非线性修正系数

f_i、f_j或f_k所对应载波的非线性修正系数

其中I为第一光信号的初始调整系数，P1为所述第一信号的功率，P2为调制前每个所述载波的功率；

采用每个所述载波对应的非线性修正系数与对应的所述第一光信号的功率调整系数相乘，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

8.一种光信号传输装置，其特征在于，包括：

检测模块，用于获取调制器对至少一个载波进行调制后每个载波对应输出的第一光信号的功率；

调整模块，用于根据所述至少一个载波对应输出的第一光信号经合路后传输的放大增益和所述载波的波长，确定对应的所述第一光信号的功率调整系数；根据所述第一光信号的功率调整系数，在所述调制器中对对应的第一光信号的功率进行调整。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调整模块具体用于：

根据所述放大增益，获取每个所述载波的波长对应的增益值；

根据每个所述载波的波长对应的增益值，确定所述至少一个载波的增益平均值；

确定所述第一光信号的功率调整系数

其中：I为第一光信号的初始调整系数，G_N为所述每个所述载波的波长对应的增益值，G为所述至少一个载波的增益平均值。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述调整模块还用于：

根据调制前每个载波对应的调制码型和调制阶数，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述调整模块具体用于：

根据高阶正交幅度调制中预设的误码率以及所述载波的调制阶数，获取每个所述载波对应的发射功率，并获取所述至少一个载波的平均发射功率；

采用每个所述载波对应发射功率与所述平均发射功率的比值与对应的所述第一光信号的功率调整系数相乘，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述调整模块具体用于：

根据 $\mathrm{BER}\≈\frac{2(1-\frac{1}{\sqrt{M_N}})}{{\log }_2\left(M_N\right)}\mathrm{erfc}(\frac{3}{2(M_N-1)}\·\frac{P_{\mathrm{sN}}}{N_0{R}_{\mathrm{sN}}}),$ 获取每个所述载波对应的发射功率P_sN，其中，BER为所述高阶正交幅度调制中预设的误码率，M_N为所述载波的调制阶数，

N₀为高斯白噪声的频谱密度，R_sN为所述载波的符号速率。

13.根据权利要求8～12中任一项所述的装置，其特征在于，

所述检测模块还用于：

获取调制前每个所述载波的功率；对应地，

所述调整模块还用于：

根据所述第二信号的功率、对应的所述第一信号的功率以及所述至少一个载波的频率，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，若所述载波的个数大于或等于四个，所述调整模块还用于：

判断f_ijk=f_i+f_j-f_k，其中f_ijk、f_i、f_j和f_k分别为所述任意四个载波的频率；则：

f_ijk所对应载波的非线性修正系数

f_i、f_j或f_k所对应载波的非线性修正系数

其中I为第一光信号的初始调整系数，P1为所述第一信号的功率，P2为调制前每个所述载波的功率；

采用每个所述载波对应的非线性修正系数与对应的所述第一光信号的功率调整系数相乘，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

15.一种光发射机，其特征在于，包括：

分路器、合路器以及调制器；

所述调制器用于：对至少一个载波进行调制后每个载波对应输出第一光信号；获取所述第一光信号的功率；根据所述至少一个载波对应输出的第一光信号经合路后传输的放大增益和所述载波的波长，确定对应的所述第一光信号的功率调整系数；根据所述第一光信号的功率调整系数，对对应的第一光信号的功率进行调整。

16.根据权利要求15所述的光发射机，其特征在于，所述调制器具体用于：

根据所述放大增益，获取每个所述载波的波长对应的增益值；

根据每个所述载波的波长对应的增益值，确定所述至少一个载波的增益平均值；

确定所述第一光信号的功率调整系数

其中：I为第一光信号的初始调整系数，G_N为所述每个所述载波的波长对应的增益值，G为所述至少一个载波的增益平均值。

17.根据权利要求15或16所述的光发射机，其特征在于，所述调制器还用于：

根据调整前每个载波对应的调制码型和调制阶数，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

18.根据权利要求17所述的光发射机，其特征在于，所述调制器具体用于：

根据高阶正交幅度调制中预设的误码率以及所述载波的调制阶数，获取每个所述载波对应的发射功率，并获取所述至少一个载波的平均发射功率；

采用每个所述载波对应发射功率与所述平均发射功率的比值与对应的所述第一光信号的功率调整系数相乘，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

19.根据权利要求18所述的光发射机，其特征在于，所述调制器具体用于：

根据 $\mathrm{BER}\≈\frac{2(1-\frac{1}{\sqrt{M_N}})}{{\log }_2\left(M_N\right)}\mathrm{erfc}(\frac{3}{2(M_N-1)}\·\frac{P_{\mathrm{sN}}}{N_0{R}_{\mathrm{sN}}}),$ 获取每个所述载波对应的发射功率P_sN，其中，BER为所述高阶正交幅度调制中预设的误码率，M_N为所述载波的调制阶数，

N₀为高斯白噪声的频谱密度，R_sN为所述载波的符号速率。

20.根据权利要求15～19中任一项所述的光发射机，其特征在于，所述调制器还用于：

获取调制前每个所述载波的功率；

根据调制前每个所述载波的功率、对应的所述第一信号的功率以及所述至少一个载波的频率，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

21.根据权利要求20所述的光发射机，其特征在于，若所述载波的个数大于或等于四个，所述调制器还用于：

判断f_ijk=f_i+f_j-f_k，其中f_ijk、f_i、f_j和f_k分别为所述任意四个载波的频率；则：

f_ijk所对应载波的非线性修正系数

f_i、f_j或f_k所对应载波的非线性修正系数

其中I为第一光信号的初始调整系数，P1为所述第一信号的功率，P2为调制前每个所述载波的功率；

采用每个所述载波对应的非线性修正系数与对应的所述第一光信号的功率调整系数相乘，对对应的所述第一光信号的功率调整系数进行更新。

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