偏振控制器的控制方法、装置、系统及存储介质与流程

本技术涉及光通信，特别涉及一种偏振控制器的控制方法、装置、系统及存储介质。

背景技术：

1、在光通信网络中，将业务数据调制到光信号中，通过光信号的传输实现业务数据的传输。然而在光信号的传输过程中，光信号的偏振态容易受环境影响而发生旋转，而且在偏振态敏感场景中，通常需要光信号的偏振态为目标偏振态，接收机才能正确解调光信号中的业务数据。基于此，能够将光信号的偏振态旋转至目标偏振态的偏振控制器得以广泛应用。

2、通常情况下，光信号的偏振态可随着水平偏振态分量和垂直偏振态分量之间的相位差偏移而变动，因此，在偏振控制器包括串联的多个光移相器的情况下，每个光移相器可通过调整自身的控制电压的取值来控制水平偏振态分量和垂直偏振态分量之间的相移量，进而对光信号的偏振态进行调整，以使光信号的偏振态达到目标偏振态。但是，在调整光移相器控制电压的取值过程中，当该控制电压的取值到达允许取值区间的边界时，需要重置该控制电压，以便于后续能够继续调整控制电压的取值。在重置控制电压的过程中，光信号的偏振态会发生瞬时突变，导致光信号的偏振态不稳定，进而出现业务数据传输出错的情况。相关技术为了避免该情况发生，在重置控制电压之前，控制发送机暂停将业务数据调制到光信号中，也即暂停业务数据的发送，以使重置控制电压的过程中，输入至偏振控制器的光信号为无效光信号，相应也就避免了重置过程对业务数据的传输产生影响。

3、上述重置控制电压的过程中，光通信网络中的业务数据会暂停发送。如果输入偏振控制器的光信号偏振态快速变化，则意味着偏振控制器需要频繁的重置，那么采用上述方式会严重影响业务数据传输效率。

技术实现思路

1、本技术提供了一种偏振控制器的控制方法、装置、系统及存储介质，可以在重置光移相器的过程中不中断业务数据，从而提高业务数据传输效率。所述技术方案如下：

2、第一方面，提供了一种偏振控制器的控制方法。其中，偏振控制器包括n个光移相组件，n为大于1的正整数。在该方法中，基于从偏振控制器输出的光信号的目标偏振态，确定第一光移相组件的控制参数的初始调整量，该控制参数用于控制通过相应光移相组件的光信号的相移量，相移量为光信号的水平偏振态分量和垂直偏振态分量之间的相位差。

3、如果第一光移相组件的控制参数的当前取值和初始调整量的加和，超出第一允许取值区间的第一边界，则调整第一光移相组件和第二光移相组件的控制参数的取值，以使第一光移相组件的控制参数的取值位于第一允许取值区间内、且与第一边界之间的差值的绝对值超过初始调整量的绝对值，且调整后经过偏振控制器的光信号的偏振态和初始调整量对应的偏振态相同，或者调整前后经过偏振控制器的光信号的偏振态不变。其中，第二光移相组件为n个光移相组件中除第一光移相组件之外的光移相组件。

4、初始调整量对应的偏振态可以理解为：假设按照初始调整量调整第一光移相组件的控制参数，这种假设调整场景下偏振控制器输出的光信号的偏振态，也即原期望通过初始调整量达到的偏振态，后续可简称为原期望偏振态。

5、通过本技术可以实现如下技术效果：

6、(1)对控制参数取值快到边界的光移相组件进行控制参数重置

7、如果第一光移相组件的控制参数的当前取值和初始调整量的加和，超出第一允许取值区间的第一边界，则表明第一光移相组件的控制参数的当前取值临近第一边界，此时需要重置第一光移相组件的控制参数的取值，以便于后续能够继续基于重置后的取值调整第一光移相组件的控制参数。在本技术实施例中，重置第一光移相组件的控制参数，也即调整第一光移相的控制参数的取值，以使调整后的取值远离第一边界，以便于后续基于调整后的取值继续调整。

8、由于调整后第一光移相组件的控制参数的取值位于第一允许取值区间内、且与第一边界之间的差值的绝对值超过初始调整量的绝对值，因此调整后的第一光移相组件的控制参数的取值能够满足下一次调整所需的条件。也即本技术中对第一光移相组件的控制参数的调整，能够实现对第一光移相组件的控制参数进行重置。

9、(2)重置过程中保证输出光信号的偏振态不变或达到原期望偏振态。

10、基于以上两个技术效果可知，在本技术中，通过同时调整第一光移相组件和第二光移相组件的控制参数，一方面可以完成第一光移相组件的控制参数的重置。另一方面通过控制第一光移相组件和第二光移相组件的控制参数的具体调整内容，以实现调整前后第一光信号的偏振态不变或达到原期望偏振态，从而避免重置过程中光信号的偏振态发生突变。由于重置光移相组件的控制参数的过程中，光信号的偏振态没有发生突变，因此通过本技术对光移相组件的控制参数进行重置时，无需中断业务数据的发送，相应地本技术提供的控制方法能够提高业务数据的传输效率。

11、在一种可能的实现方式中，偏振控制器还包括4个耦合器，n个光移相组件串联，n个光移相组件中第n-2级至第n级光移相组件中每相邻两者之间连接有一个耦合器，第n-2级光移相组件的输入端连接有一个耦合器，第n级光移相组件的输出端连接有一个耦合器，与第n级光移相组件的输出端连接的耦合器用于输出经过偏振控制器旋转的光信号。这种场景下条，第一光移相组件为第n-2级光移相组件至第n级光移相组件中的一者，第二光移相组件为第n-2级光移相组件至n级光移相组件中除第一光移相组件之外的光移相组件。

12、在上述偏振控制器中，通过偏振控制器中串联的最后三级光移相组件的控制参数的调整便可实现将任意偏振态的光信号旋转至目标偏振态，简化了偏振控制器的控制流程。

13、在一种可能的实现方式中，第一光移相组件为第n级光移相组件，第二光移相组件为第n-1级光移相组件。这种情况下，调整第一光移相组件和第二光移相组件的控制参数的取值的过程可以为：按照第一步长调整第n-1级光移相组件的控制参数的取值，第一步长对应的相移变化量为kπ/2，k为奇数；按照目标调整量调整第n级光移相组件的控制参数的取值，目标调整量的绝对值和初始调整量的绝对值相同，且目标调整量的方向与初始调整量的方向相反。其中，调整后经过偏振控制器的光信号的偏振态和初始调整量对应的偏振态相同。

14、通过上述调整方式下，可以实现调整后经过偏振控制器的光信号的偏振态和初始调整量对应的偏振态相同。也即，在对第一光移相组件的控制参数进行重置的同时，还可以将光信号的偏振态维持在原期望偏振态，从而避免重置过程中光信号的偏振态发生突变。

15、在一种可能的实现方式中，第一光移相组件为第n-1级光移相组件，第二光移相组件包括第n级光移相组件和第n-2级光移相组件。这种情况下，调整第一光移相组件和第二光移相组件的控制参数的取值的实现过程可以为：将第n级光移相组件的控制参数由第一取值调整为第二取值，将第n-2级光移相组件的控制参数由第三取值调整为第四取值，第一取值对应的相移量与第二取值对应的相移量之间的差值、和第三取值对应的相移量与第四取值对应的相移量之间的差值相同；将第n-1级光移相组件的控制参数的取值调整至目标取值，目标取值为目标区间内的数值，目标区间位于第一允许取值区间的范围内，且目标区间中的任一数值与第一边界之间的差值的绝对值，超过初始调整量的绝对值。其中，调整前后经过偏振控制器的光信号的偏振态不变。

16、通过上述调整方式下，可以实现调整后经过偏振控制器的光信号的偏振态严格不变。也即，在对第一光移相组件的控制参数进行重置的同时，还可以将光信号的偏振态保持严格不变，从而避免重置过程中光信号的偏振态发生突变。

17、在一种可能的实现方式中，第二取值对应的相移量为jπ，j为整数。

18、由于上述调整方式是同时调整第n级光移组件和第n-2级光移相组件，为了避免调整后的第n-2级光移相组件的取值超出对应的允许取值区间，在上述调整方式中，控制第n级光移组件的第二取值对应的相移量为jπ，j为整数，由于j为任一整数，因此可以通过控制j的取值，使得调整后的第n-2级光移相组件的取值不超出对应的允许取值区间。

19、在一种可能的实现方式中，目标区间中的任一数值与第二边界之间的差值的绝对值，超过初始调整量的绝对值，第二边界为第一允许取值区间中除第一边界之外的另一边界。

20、进一步地，为了避免下一次调整第n-1级光移相组件的控制参数时，第n-1级光移相组件的控制参数临近第一允许取值区间的第二边界，则在将第n-1级光移相组件的控制参数的取值调整至远离第一边界的任一数值时，还尽可能让第n-1级光移相组件的控制参数的取值远离第二边界。

21、在一种可能的实现方式中，调整后的第二光移相组件的控制参数的取值位于第二允许取值区间内，第二允许取值区间为第二光移相组件的控制参数对应的允许取值区间。

22、在同时调整第一光移相组件和第二光移相组件的控制参数的过程中，尽量避免将第二光移相组件的控制参数调整到边界处，进而引发还需对第二光移相组件进行重置。

23、在一种可能的实现方式中，第一光移相组件为第n-1级光移相组件或第n级光移相组件。这种情况下，基于光信号的目标偏振态，确定第一光移相组件的控制参数的初始调整量的实现过程可以为：获取第n-1级耦合器已输出的光信号的斯托克斯矢量，第n-1级耦合器为与第n-1级光移相组件的输入端连接的耦合器；基于斯托克斯矢量和目标偏振态，确定第一光移相组件的控制参数的初始调整量。

24、在一种可能的实现方式中，偏振控制器还包括偏振测量仪，偏振测量仪和第n-1级光移相组件的输入端连接。偏振测量仪用于检测斯托克斯矢量。

25、通过斯托克斯矢量可以直接获取到将光信号调整为目标偏振态所需的调整量，操作步骤少，控制效率高。

26、在一种可能的实现方式中，基于光信号的目标偏振态，确定第一光移相组件的控制参数的初始调整量的过程可以为：在目标偏振态为水平偏振态的情况下，获取偏振控制器已输出的光信号中垂直光信号的功率，垂直光信号是指输入至偏振控制器的光信号中的垂直偏振态分量；如果功率超过功率阈值，则基于第一允许取值区间和第二步长确定初始调整量。

27、在一种可能的实现方式中，偏振控制器还包括光电检测器，光电检测器与偏振控制器中用于输出光信号的端口连接；光电检测器用于检测偏振控制器输出的光信号中垂直光信号的功率。

28、本技术还可以基于自适应控制算法一步一步调整控制器的控制参数，控制精度较高。

29、第二方面，提供了一种偏振控制器的控制装置，所述装置具有实现上述第一方面中偏振控制器的控制方法行为的功能。所述装置包括至少一个模块，所述至少一个模块用于实现上述第一方面所提供的偏振控制器的控制方法。

30、第三方面，提供了一种控制系统，所述控制系统的结构中包括处理器和存储器，所述存储器用于存储支持控制装置执行上述第一方面所提供的控制方法的程序，以及存储用于实现上述第一方面所述的控制方法所涉及的数据。所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。所述控制系统还可以包括通信总线，所述通信总线用于在所述处理器与所述存储器之间建立连接。

31、第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面所述的偏振控制器的控制方法。

32、第五方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面所述的偏振控制器的控制方法。

33、上述第二方面、第三方面、第四方面和第五方面所获得的技术效果与上述第一方面中对应的技术手段获得的技术效果近似，在这里不再赘述。