本申请要求于 2009 年 9 月 11 日提交中国专利局、 申请号为 200910092938.X,发明名称为"中继站点和中继站点� �出光信号调整方法"的中 国专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种中继 站点和中继站点输出光信号 调整方法。

背景技术

目前在海缆光通信领域， 通常采用命令与响应 （Command & Response, 简称 C&R )监控系统来监控海底传输设备， 如中继站点（repeater )、 分支单元 ( brunch unit )等。 C&R监控系统采用直接通信的工作方式， 陆地端设备发送 监控信号给需要监控的海底传输设备，海底传 输设备在接收到所述命令后或者 预先确定的触发条件下 ,反馈包括当前状态下的工作情况和各项参数� �答复信 现有技术中， 对 C&R监控系统发出的信息的调制方法为： 在主光通道上 传输的主光信号上调制一个调顶深度较小的副 载波扰频信号，在该副载波扰频 信号上再进行幅移键控（Amplitude Shift Keying, 简称 ASK )调制， 以携带监 控信号或答复信号。 调顶是指： 在发射端发射的光信号上， 叠加一小幅度的低 频率的正弦信号， 将该正弦信号作为标识； 在各中继站点通过该标识， 检测各 种频率的正弦信号来判别相应的光信号的功率 电平， 从而提取出所需要的信 息。 该扰频信号的调顶深度一般小于主光通道上传 输的主光信号的幅值的 10%, 以不影响正常业务的传输。

海缆光通信系统的中继站点一般都采用自动电 平控制 （Automatic Level Control, 简称 ALC )模式， 使得主光通道上传输的主光信号的输出光功率 可 以维持在一个固定的水平上。扰频信号可以被 调制在掺饵光纤放大器 ( EDFA ) 的泵浦光上， 从而将扰频信号调制在传输的主光信号上。 但是， 如果输入中继 站点的输出光功率发生了变化或者环境温度发 生变化（激光器的输出受环境温 度的影响）， 又没有调整扰频信号的强度， 那么调制在泵浦光上的扰频信号的 调制深度就会发生变化，结果就是主光通道上 的扰频信号的调顶深度会随输入 生千扰， 而过小的调顶深度又会影响 C&R监控系统的信息传输。

现有技术中采用一种固定调顶深度的方法，根 据泵浦电流的大小，调整扰 频信号的幅度，使之与泵浦电流的幅度之比恒 定不变，从而达到固定主光通道 上的扰频信号的调顶深度的目的。图 1为现有技术固定调顶深度的中继站点结 构示意图， 如图 1所示， 该中继站点分为上行链路控制部分 10和下行链路控 制部分 10， , 其中上行链路控制部分 10和下行链路控制部分 10， 中所包括的 对应标号的器件为该中继站点中的同一器件， 例如可调增益放大器 107 和 107，。

从上行链路控制部分 10看， 光信号， 包括主光信号和调制在其上的监控 信号， 从传输链路 100进入铒光纤 101 ; 泵浦激光器（LD ) 106产生的泵浦光 由耦合器 102反射进入铒光纤 101 , 对入射的光信号进行放大； 放大后的光信 号通过分光器 103时， 大部分的光信号继续在传输链路 100上传播， 剩余一小 部分光信号进入到光电二极管（PD ) 104被转化为电流信号， 该部分电流信号 作为反馈， 最终用于调整 LD106输出的泵浦光来补偿耦合器 102输出的光信 号。 该电流信号中的直流信号部分进入输出光稳定 电路 105, 输出光稳定电路 105通过将该直流信号的电流值与预设值进行比 对， 产生一个控制电流 IDC, 该控制电流用来控制泵浦光的强度， 从而通过将该泵浦光耦合到输出光信号 上， 来稳定输出光信号的光功率， 即将主光通道上输出的光信号的输出光功率 维持在一个固定的水平上。该电流信号中的交 流信号部分进入一个中心频率为 fl的带通滤波器 108, 其中 fl为监控信号的载波频率； 带通滤波器 108只允 许监控信号的载波进入检测控制单元 109, 对监控信号的载波进行解调后， 得 到监控信号， 根据其指示完成对如输入 /输出光功率、 激光器温度等参量的检 测， 然后组成一个答复信号， 将其调制在振荡电路 111产生的正弦信号上， 从 检测控制单元 109输出到一可调增益放大器 107, 该调制有答复信号的正弦信 号经可调增益放大器 107放大后输出交流信号 IAC至 LD106。该交流信号 IAC 与 IDC合成后送入泵浦激光器 106, 驱动其产生与交流信号 IAC相同的带有 扰动的泵浦光， 经由耦合器 102进入铒光纤 101 , 通过泵浦光对输出光信号进 行放大的同时，将答复信号通过泵浦光的扰动 调制在了输出光信号上， 送回陆 地上的监控单元进行检测。

其中，在 IAC与 IDC合成之前，为了调整调制有答复信号的交流 信号 IAC, IDC的一部分可以被送入到运算放大器 110, 转换成一电压信号， 该电压信号 用于控制可调增益放大器 107的增益， 最终使得交流信号 IAC的幅值与 IDC 的变化是成固定比例的，从而达到固定答复信 号在主光通道上的调顶深度的目 的。

图 2为图 1所示的中继站点结构中的 LD的泵浦光强度和输出增益的曲线 图。 如图 2所示， EDFA的输出增益与 LD输出的泵浦光强度的关系呈一单调 曲线， 并且该单调曲线的斜率随着泵浦光强度的增大 而减小。 可以看出， 泵浦 光强度增大时， 泵浦光上的扰动能够引起的输出光上的扰动是 减小的。如果输 入到中继站点的输入光功率发生了剧烈抖动 ,那么反应在泵浦光上的剧烈抖动 可能不能体现到 EDFA的输出增益上，从而不能保证主光通道上� �扰频信号的 调顶深度固定不变。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种中继站点和 中继站点输出光信号调整 方法， 以固定主光通道上调制的扰频信号的调顶深度 。

本发明实施例提供了一种中继站点， 包括：

检测控制单元， 用于连续输出调制有答复信号的交流信号；

输出光稳定单元， 用于提取电流信号中的直流信号， 所述电流信号由所述 中继站点接收到的部分输出光信号进行光电转 换得到；将所述直流信号的电流 值与第一预设值进行比较 , 当所述直流信号的电流值大于所述第一预设值 时 , 减小驱动电流的电流值， 当所述直流信号的电流值小于所述第一预设值 时，增 大驱动电流的电流值， 所述驱动电流用于驱动产生泵浦光；

答复稳定单元， 用于提取所述电流信号中的第一交流信号， 所述第一交流 信号为对所述调制有答复信号的交流信号进行 一次调整后输出的信号；从所述 输出光稳定单元获取所述直流信号，将所述第 一交流信号的峰值与谷值相减得 到差值，将所述差值和所述直流信号的电流值 相比得到第一比值，将所述第一 比值与第二预设值进行比较， 当所述第一比值大于所述第二比较值时， 减小增 益值， 当所述第一比值小于所述第二比较值时， 增大增益值， 所述增益值用于 调整所述调制有答复信号的交流信号的幅值；

可调增益放大单元， 用于根据所述增益值，调整接收到的所述调制 有答复 信号的交流信号的幅值， 并输出调整后的第二交流信号； 泵浦光输出单元，用于将所述第二交流信号与 调整后的所述驱动电流耦合 后， 驱动产生所述泵浦光， 以调整所述输出光信号的强弱。

本发明实施例还提供了一种中继站点输出光信 号调整方法， 包括： 提取电流信号中的直流信号 ,所述电流信号由所述中继站点接收到的部分 输出光信号进行光电转换得到；

将所述直流信号的电流值与第一预设值进行比 较 ,当所述直流信号的电流 值大于所述第一预设值时， 减小驱动电流的电流值， 当所述直流信号的电流值 小于所述第一预设值时，增大驱动电流的电流 值， 所述驱动电流用于驱动产生 泵浦光；

提取所述电流信号中的第一交流信号，所述第 一交流信号为对调制有答复 信号的交流信号进行一次调整后输出的信号；

将所述第一交流信号的峰值与谷值相减得到差 值，将所述差值和所述直流 信号的电流值相比得到第一比值，将所述第一 比值与第二预设值进行比较， 当 所述第一比值大于所述第二比较值时， 减小增益值， 当所述第一比值小于所述 第二比较值时，增大增益值， 所述增益值用于调整所述调制有答复信号的交 流 信号的幅值；

根据所述增益值，调整所述调制有答复信号的 交流信号的幅值， 并输出调 整后的第二交流信号；

将所述第二交流信号与调整后的所述驱动电流 耦合后 ,驱动产生所述泵浦 光， 以调整所述输出光信号的强弱。

由以上技术方案可知，本发明实施例的中继站 点和中继站点输出光信号调 整方法，通过分别对输出光信号和调制有答复 信号的交流信号的调顶深度进行 调整，从而使得调制在输出光信号上的答复信 号可以稳定输出， 实现固定调顶 深度的目的。

附图说明

图 1为现有技术固定调顶深度的中继站点结构示� �图； 图 2为图 1所示的中继站点结构中的 LD的泵浦光强度和输出增益的曲线 图；

图 3为本发明中继站点的第一实施例的结构示意� �； 图 4为本发明中继站点的第二实施例的结构示意� �； 图 5为本发明中继站点输出光信号调整方法的实� �例的流程示意图。 具体实施方式

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， 所描述的实施例仅仅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作出创造 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 3为本发明中继站点的第一实施例的结构示意� �。如图 3所示，该中继 站点中包括： 检测控制单元 31、 输出光稳定单元 32、 答复稳定单元 33、 可调 增益放大单元 34和泵浦光输出单元 35。 其中， 检测控制单元 31 , 用于连续输 出调制有答复信号的交流信号， 答复信号中包括所述中继站点的各种工作参 数， 例如输入 /输出光功率、 工作温度等； 输出光稳定单元 32, 用于提取电流 信号中的直流信号，所述电流信号由所述中继 站点接收到的部分输出光信号进 行光电转换得到，将所述直流信号的电流值与 第一预设值进行比较， 当所述直 流信号的电流值大于所述第一预设值时， 减小驱动电流的电流值， 当所述直流 信号的电流值小于所述第一预设值时，增大驱 动电流的电流值， 所述驱动电流 用于驱动产生泵浦光； 答复稳定单元 33 , 用于提取所述电流信号中的第一交 流信号，所述第一交流信号为对所述调制有答 复信号的交流信号进行一次调整 后输出的信号； 从所述输出光稳定单元获取所述直流信号，将 所述第一交流信 号的峰值与谷值相减得到差值，将所述差值和 所述直流信号的电流值相比得到 第一比值，将所述第一比值与第二预设值进行 比较， 当所述第一比值大于所述 第二比较值时， 减小增益值， 当所述第一比值小于所述第二比较值时， 增大增 益值， 所述增益值用于调整所述调制有答复信号的交 流信号的幅值； 可调增益 放大单元 34, 用于根据所述增益值， 调整接收到的所述调制有答复信号的交 流信号的幅值， 并输出调整后的调制有答复信号的第二交流信 号； 泵浦光输出 单元 35, 用于将所述第二交流信号与调整后的所述驱动 电流耦合后， 驱动产 生所述泵浦光，并通过所述泵浦光将所述答复 信号携带在所述输出光信号上以 及调整所述输出光信号的强弱。

本实施例提供的中继站点 ,输出光信号和调制有答复信号的交流信号分� � 通过各自的反馈对自身进行调整，从而可以固 定调制有答复信号的交流信号的 调顶深度，从而使得携带有答复信号的输出光 信号可以稳定输出， 实现固定调 制有答复信号的交流信号的调顶深度的目的。

在上述实施例中， 所述检测控制单元 31 , 还用于在连续输出调制有答复 信号的交流信号之前， 提取初始电流信号中调制有监控信号的初始交 流信号， 所述初始电流信号由中继站点接收到的部分初 始输出光信号进行光电转换得 到； 从所述初始交流信号中解调得到所述监控信号 ， 并根据所述监控信号的指 示生成答复信号； 并将所述答复信号调制在产生的所述交流信号 上。 另外， 该 检测控制单元 31在连续输出调制有答复信号的交流信号之前� �� 也可以不根据 接收到的监控信号生成答复信号， 而是根据其自身的设置，在某一时间触发生 成一答复信号并向陆地上的监控设备发送该答 复信号。

图 4为本发明中继站点的第二实施例的结构示意� �。包括上述图 3所示的 实施例中的检测控制单元、输出光稳定单元、 答复稳定单元、 可调增益放大单 元和泵浦光输出单元， 在本实施例中的编号为： 检测控制单元 41、 输出光稳 定单元 42、 答复稳定单元 43、 可调增益放大单元 44和泵浦光输出单元 45, 具体功能也如上述实施例中所述， 在此不再赘述。 在图 4所示的实施例中， 该 中继站点还包括： 分光器 46, 用于从所述初始输出光信号和所述输出光信号 中分别分出所述部分初始输出光信号和所述部 分输出光信号； 光电转换器 ( PD ) 47, 用于将接收到的所述部分初始输出光信号和所 述部分输出光信号 分别转换为所述初始电流信号和所述电流信号 。

其中， 所述输出光稳定单元 42可以包括： 低通滤波器 421 , 用于提取电 流信号中的直流信号； 比较控制器 422, 用于将所述直流信号的电流值与第一 预设值进行比较， 当所述直流信号的电流值大于所述第一预设值 时，减小驱动 电流的电流值， 当所述直流信号的电流值小于所述第一预设值 时，增大驱动电 流的电流值， 所述驱动电流用于驱动产生泵浦光。

所述答复稳定单元 43可以包括： 第一带通滤波器 431 , 用于提取所述电 流信号中的第一交流信号； 获取模块 432, 用于从所述输出光稳定单元获取所 述直流信号； 答复稳定模块 433 , 用于将所述第一交流信号的峰值与谷值相减 得到差值，将所述差值和所述直流信号的电流 值相比得到第一比值，将所述第 一比值与第二预设值进行比较， 当所述第一比值大于所述第二比较值时， 减小 增益值， 当所述第一比值小于所述第二比较值时， 增大增益值， 所述增益值用 于调整所述调制有答复信号的交流信号的幅值 。

所述检测控制单元 41 可以包括： 第二带通滤波器 411 , 用于提取初始电 流信号中调制有监控信号的初始交流信号； 答复生成模块 412, 用于从所述初 始交流信号中解调得到所述监控信号，并根据 所述监控信号的指示生成答复信 号； 交流信号产生模块 413, 用于通过振荡产生连续的交流信号； 答复调制模 块 414, 用于将所述答复信号调制在产生的所述交流信 号上。

下面按照信号流的传输，具体描述如图 4所示的中继站点对输出光信号以 及其上携带的答复信号的调整。将上图 4中的中继站点分为上行链路控制部分 40和下行链路控制部分 40， 。

从上行链路控制部分 40看， 携带有监控信号的初始输入光信号从传输链 路 400进入铒光纤 401 , 通过波分复用器 402输出携带有监控信号的初始输出 光信号。 携带有监控信号的初始输出光信号通过分光器 46后， 大部分的初始 输出光信号继续在传输链路 400 上传播， 剩余一小部分输出光信号进入到 PD47被转换为初始电流信号。 该初始电流信号中调制有监控信号的初始交流 信号部分通过第二带通滤波器 411的带通滤波输入至答复生成模块 412, 答复 生成模块 412从初始交流信号中解调得到所述监控信号， 根据该监控信号的指 示完成对如输^输出光功率、 激光器温度等参量的检测， 然后组成答复信号， 将其调制在交流信号产生模块 413产生的交流信号上。将该调制有答复信号的 交流信号输出至可调增益放大单元 44, 支设可调增益放大单元 44的初始增益 值为 1 , 即通过该可调增益放大单元 44后输出的仍然是调制有答复信号的交 流信号， 如 IAC所示， 输出到泵浦光输出单元 45中的泵浦驱动器 451。 该初 始电流信号中初始直流信号部分通过输出光稳 定单元 42中的低通滤波器 421 输入到比较控制器 422 中， 将该初始直流信号的电流值与该比较控制器 422 中预设的一第一预设值进行比较， 当初始直流信号的电流值大于第一预设值 时， 减小驱动电流 IDC的电流值， 当初始直流信号的电流值小于第一预设值 时， 增大驱动电流 IDC的电流值， 并将确定的 IDC输出至泵浦驱动器 451。 其中对驱动电流 IDC的调整可以通过在该比较控制器 422中建立一个直流信 号电流值和驱动电流 IDC的映射表来确定， 或是通过设置一个步长， 当直流 信号的电流值大于第一预设值时， 将驱动电流 IDC的值调小一个步长值， 相 反则调大一个步长值。

然后， 泵浦驱动器 451 将输入到其中的调制有答复信号的交流信号 IAC 和驱动电流 IDC进行耦合， 产生一驱动电流用于驱动 LD452产生带有扰动的 泵浦光， 该输出的泵浦光由波分复用器 402反射进入铒光纤 401中，对初始输 出光信号进行放大，输出放大后的输出光信号 ， 并将答复信号通过泵浦光的扰 动携带在输出光信号上。

携带有答复信号的输出光信号通过分光器 46后， 大部分的输出光信号继 续在传输链路 400上传播， 剩余一小部分输出光信号进入到 PD47被转换为电 流信号。 该电流信号中直流信号部分通过输出光稳定单 元 42中的低通滤波器 421输入到比较控制器 422中， 将该直流信号的电流值与该比较控制器 422中 预设的一第一预设值进行比较， 当直流信号的电流值大于第一预设值时， 减小 驱动电流 IDC的电流值， 当直流信号的电流值小于第一预设值时， 增大驱动 电流 IDC的电流值， 并将确定的驱动电流 IDC输出至泵浦驱动器 451。 该电 流信号中携带有答复信号的第一交流信号部分 通过答复稳定单元 43中的第一 带通滤波器 431进入答复稳定单元 43中的答复稳定模块 433, 并通过获取模 块 432从输出光稳定单元 42获取其提取的直流信号， 该获取到的直流信号也 输入到答复稳定模块 433, 该答复稳定模块 433将第一交流信号的峰值与谷值 相减得到差值，将所述差值和所述直流信号的 电流值相比得到第一比值，将所 述第一比值与该答复稳定模块 433中预设的第二预设值进行比较，当所述第一 比值大于所述第二比较值时， 通过控制减小可调增益放大单元 44的增益值， 当所述第一比值小于所述第二比较值时， 通过控制增大可调增益放大单元 44 的增益值， 该增益值用于调整所述调制有答复信号的交流 信号的幅值。 同时， 检测控制单元 41也在连续地向可调增益放大单元 44发送其产生的调制有答复 信号的交流信号， 在可调增益放大单元 44, 通过调整的增益值对调制有答复 信号的交流信号的幅值进行调整，再输出调整 后的调制有答复信号的第二交流 信号， 也如 IAC所示。

然后，泵浦驱动器 451再一次将本次输入到其中的调制有答复信号 的第二 交流信号 IAC和本次调整后的驱动电流 IDC进行鶫合 , 产生一驱动电流用于 驱动 LD452产生带有扰动的泵浦光， 该输出的泵浦光由波分复用器 402反射 进入铒光纤 401中，对输出光信号进行放大，并输出本次放 大后的输出光信号， 并将答复信号通过泵浦光的扰动携带在本次放 大后的输出光信号上。 通过上述过程不断地调整， 直至驱动电流 IDC以及可调增益放大单元 44 的增益值分别可以使得最终调整后的输出光信 号稳定以及该输出光信号上携 带的答复信号的调顶深度固定即可。

本实施例提供的中继站点，通过不断地反馈答 复信号和输出光信号，对驱 动电流 IDC以及可调增益放大单元 44的增益值进行调整， 最终调整好的驱动 电流 IDC以及可调增益放大单元 44的增益值可以使得携带在输出光信号上的 答复信号稳定输出， 从而实现固定调顶深度的目的。

图 5为本发明中继站点输出光信号调整方法的第� �实施例的流程示意图。 如图 5所示， 包括：

步驟 501、 提取电流信号中的直流信号， 所述电流信号由所述中继站点接 收到的部分输出光信号进行光电转换得到；

步骤 502、 将所述直流信号的电流值与第一预设值进行比 较， 当所述直流 信号的电流值大于所述第一预设值时， 减小驱动电流的电流值， 当所述直流信 号的电流值小于所述第一预设值时，增大驱动 电流的电流值， 所述驱动电流用 于驱动产生泵浦光；

步驟 503、 提取所述电流信号中的第一交流信号， 所述第一交流信号为对 调制有答复信号的交流信号进行一次调整后输 出的信号；

步骤 504、 将所述第一交流信号的峰值与谷值相减得到差 值， 将所述差值 和所述直流信号的电流值相比得到第一比值， 将所述第一比值与第二预设值进 行比较， 当所述第一比值大于所述第二比较值时， 减小增益值， 当所述第一比 值小于所述第二比较值时，增大增益值， 所述增益值用于调整所述调制有答复 信号的交流信号的幅值；

步驟 505、根据所述增益值，调整所述调制有答复信 号的交流信号的幅值， 并输出调整后的第二交流信号；

步驟 506、 将所述第二交流信号与调整后的所述驱动电流 耦合后， 驱动产 生所述泵浦光， 以调整所述输出光信号的强弱。

本实施例提供的中继站点输出光信号调整方法 的具体实现详见上述中继 站点实施例中的具体描述， 在此不再赘述。

本实施例提供的中继站点输出光信号调整方法 ，输出光信号和调制有答复 信号的交流信号分别通过各自的反馈对自身进 行调整，从而可以固定调制有答 复信号的交流信号的调顶深度，从而使得携带 有答复信号的输出光信号可以稳 定输出， 实现固定调制有答复信号的交流信号的调顶深 度的目的。

在上述中继站点输出光信号调整方法实施例中 ，还包括： 将所述答复信号 调制在所述交流信号上的步骤， 具体可以包括如下几步：

提取初始电流信号中调制有监控信号的初始交 流信号 ,所述初始电流信号 由中继站点接收到的部分初始输出光信号进行 光电转换得到；

从所述初始交流信号中解调得到所述监控信号 ，并根据所述监控信号的指 示生成答复信号；

将所述答复信号调制在产生的所述交流信号上 。

另外， 在步驟 501之前还可以具体包括：

步驟 500a、 从所述初始输出光信号和所述输出光信号中分 别分出所述部 分初始输出光信号和所述部分输出光信号；

步驟 500b、 将接收到的所述部分初始输出光信号和所述部 分输出光信号 分别转换为所述初始电流信号和所述电流信号 。

本实施例提供的中继站点输出光信号调整方法 的具体实现详见上述中继 站点实施例中的具体描述， 在此不再赘述。

本实施例提供的中继站点，通过不断地反馈答 复信号和输出光信号，对驱 动电流以及增益值进行调整，最终调整好的驱 动电流以及增益值可以使得携带 在输出光信号上的答复信号稳定输出， 从而实现固定调顶深度的目的。 是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完 成，所述的程序可存储于一计算 机可获取存储介质中，该程序在执行时，可包 括如上述各方法的实施例的流程。 其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读 存储记忆体（Read-Only Memory, ROM )或随机存储记忆体（ Random Access Memory, RAM )等。

最后应说明的是： 以上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精神和范 围。 。