专利名称：一种波长标签的擦除和再生方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种波长标签的擦除和再生方法及装置。
背景技术：
随着WDM(Wavelength Division Multiplex,波分复用)技术的发展，当前的光通信网络可在同一根光纤中同时传输几十个至几百个波长的光信号，而且基于 ROADM(Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer,可重构光分插复用器)的技术方便了光通信中各个波长的按需配置，使得光网络中的各波长在两个站点(也称作节点)之间并非保持同样的路径，或者某波长也并非永远分配给某两个站点。为了进行网络拓扑识别和光信道探测，可以在光网络中的波长上叠加低频的标签信号，同时在网络中的各节点上识别光通道中的标签信号，通过解出标签信号中所携带的信息，得到光信号在网络中的传输路径和其它波长相关等信息。加载波长标签(也称作光标签)信号的方式包括使用电可调光衰减器、带有低速调制方式的光发射器、带有低速调制方式的高速业务调制器如MZ(mach-zehnder)调制器、光放大器等。波长标签信号的调制深度通常设置在2% 10%之间，如为3%或5%。随着光网络复杂度的不断提高，网络中节点数量迅速增长，在DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing,密集型光波复用)系统中，波长信道的数量也越来越多，那么在多个节点之间传递的波长标签，就可能需要进行更改，这就要实现波长标签的擦除和再生。目前现存的技术中，对于光标签的擦除和再生处理，大多是基于对有效净荷进行处理的。一篇专利号为 US7224909B2 的美国专利 “method and system for selective optical payload cancellation”,涉及如何将有效净荷(payload)中的某些频段进行擦除的技术，目的是为了在这些频段中加载光标签信号时，避免净荷对标签信号的影响。该技术虽然能够擦除对应频段的信号，但是由于是对净荷进行处理，所以业务信号会受到影响，而且信噪比(Signal Noise Ratio，简称为SNR)也会在一定程度上劣化，这对传输性能来说是一个不利因素；另外，该技术在控制策略中使用前馈控制，而这种控制方法形成了两个不同的信号处理路径，此种情况下，两个独立路径的同步问题，就是一个比较复杂的问题，虽然该发明中使用了光延迟环节，但是延迟的精确控制和抗干扰能力是很难得到保证的。另一篇专利号为US7702246B2 的专利 “optical label switching scheme employing differential phase-shift keying for payloads and intensity modulation for labels using a single optical modulator”,涉及如何将标签信号叠加到有效净荷 (payload)上，并利用MZ调制器进行编码调制的技术，以及利用RF (radio frequency,射频)抑制放大器将标签擦除的技术。该技术虽然能擦除对应射频频段的信号，但是由于是对净荷进行处理，所以会在一定程度上引入噪声，对业务信号造成干扰。另外，该技术在重新加载时，是用独立的两个信号处理路径对标签信号进行擦除和再生处理，这样，两个路径的同步将是一个比较复杂的问题。综上所述，现有技术存在如下问题光标签的擦除和再生处理，是基于有效净荷进行处理的，因而会对净荷造成影响，进而影响业务信号的传输性能；此外，现有的对光标签信号的擦除和再生处理方法是采用两个独立的信号处理路径分别进行擦除和再生，之后在某个节点处进行叠加，因此，涉及到两个不同的信号处理路径的同步问题，增加了实现的复杂度。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种波长标签的擦除和再生方法及装置，波长标签的擦除和再生与净荷相对独立，不会对净荷造成影响。为解决上述技术问题，本发明提供了一种波长标签的擦除和再生方法，所述方法包括检测输入光信号中的波长标签，并生成控制擦除波长标签的信号，对波长标签进行擦除；检测输出光信号中的波长标签，并判断波长标签是否已擦除，若波长标签已擦除， 则加载新的标签。进一步地，通过前侧分光耦合器从输入光信号中分出一部分输出给前侧标签检测器，由所述前侧标签检测器检测分出的所述输入光信号中的波长标签；通过后侧分光耦合器从所述输出光信号中分出一部分输出给后侧标签检测器，由所述后侧标签检测器检测分出的所述输出光信号中的波长标签。进一步地，所述后侧标签检测器通过以下方式判断分出的所述输出光信号中的波长标签是否已擦除若所述后侧标签检测器检测不到标签的幅度、或者检测到的标签幅度在预定范围内，则判定波长标签已擦除；否则，判定波长标签仍存在。进一步地，所述生成控制擦除波长标签的信号，对波长标签进行擦除，具体包括根据所述前侧标签检测器检测到的输入光信号的波长标签的频率，生成与所述输入光信号的波长标签的频率相同的控制擦除波长标签的信号；所述后侧标签检测器判断出输出光信号中的波长标签还未擦除时，则判断所述输出光信号的波长标签的幅度是否处于谷底拐点，如果处于谷底拐点，则对所述控制擦除波长标签的信号进行相位调整；否则，对所述控制擦除波长标签的信号进行幅度调整，直至所述后侧标签检测器判断出输出光信号中的波长标签已擦除。进一步地，所述波长标签的幅度是否处于拐点的判断标准，具体为利用检测的最近三次的波长标签的幅度进行判断，如果最近三次的波长标签的幅度值不是单调的，且中间的幅度值是最小的，则判定处于谷底拐点。进一步地,所述方法还包括通过所述前侧分光耦合器和后侧分光耦合器进行分光后，通过光放大器和可调光衰减器对光信号进行放大和衰减，使输出光信号和输入光信号的光功率相同。本发明还提供了一种波长标签的擦除和再生装置，所述装置包括擦除模块和再生模块，
所述擦除模块用于，检测输入光信号中的波长标签，并生成控制擦除波长标签的信号，对波长标签进行擦除；检测输出光信号中的波长标签，并判断波长标签是否已擦除；所述再生模块用于，得知波长标签已擦除后，则加载新的标签。进一步地，所述擦除模块进一步包括前侧分光耦合器、前侧标签检测器、后侧分光耦合器、后侧标签检测器、光放大器、可调光衰减器、可调相位滞后器、波形发生器和主控单元，所述前侧分光耦合器、光放大器、可调光衰减器和后侧分光耦合器依次相连；所述前侧分光稱合器与所述前侧标签检测器相连，用于从输入光信号中分出一部分输出给所述前侧标签检测器，由所述前侧标签检测器检测分出的所述输入光信号中的波长标签，并输出标签信息给所述主控单元；所述后侧分光耦合器与所述后侧标签检测器相连，用于从输出光信号中分出一部分输出给所述后侧标签检测器，由所述后侧标签检测器检测分出的所述输出光信号中的波长标签，并输出标签信息给所述主控单元；所述主控单元分别与所述波形发生器及所述可调相位滞后器相连，所述可调相位滞后器分别与所述波形发生器及所述可调光衰减器相连；所述主控单元根据所述前侧标签检测器输出的标签信息中的输入光信号的波长标签的频率，生成与所述输入光信号的波长标签的频率相同的控制擦除波长标签的信号，并根据所述后侧标签检测器输出的标签信息，控制所述可调相位滞后器和/或所述波形发生器对所述控制擦除波长标签的信号进行相位和/或幅度调整；并将调整完毕后的所述控制擦除波长标签的信号输出给所述可调光衰减器。进一步地，所述后侧标签检测器通过以下方式判断分出的所述输出光信号中的波长标签是否已擦除若所述后侧标签检测器检测不到标签的幅度、或者检测到的标签幅度在预定范围内，则判定波长标签已擦除；否则，判定波长标签仍存在。进一步地，所述再生模块进一步包括标签加载单元和控制单元，所述主控单元用于，通知所述控制单元波长标签已擦除，并传送给控制单元加载新的标签的内容；所述控制单元用于，根据所述主控单元的通知，得知波长标签已擦除，并接收主控单元传送的新的标签的内容，控制所述标签加载单元加载新的标签。进一步地，所述主控单元用于，根据所述后侧标签检测器输出的标签信息得知输出光信号中的波长标签还未擦除时，则判断所述输出光信号的波长标签的幅度是否处于谷底拐点，如果处于谷底拐点，则对所述控制擦除波长标签的信号进行相位调整；否则，对所述控制擦除波长标签的信号进行幅度调整，直至所述后侧标签检测器判断出输出光信号中的波长标签已擦除。进一步地，所述主控单元判断所述波长标签的幅度是否处于拐点的判断标准，具体为利用检测的最近三次的波长标签的幅度进行判断，如果最近三次的波长标签的幅度值不是单调的，且中间的幅度值是最小的，则判定处于谷底拐点。本发明提供的波长标签的擦除和再生方案，不会对净荷造成影响，波长标签利用载光的其他物理特征实现调制加载，例如光功率等，从而使得波长标签的擦除和再生与净荷相对独立；此外，本发明中，将擦除和再生划分为两个相对独立的部分，既可以输出加载了再生的标签的光信号，也可以只输出没有加载任何标签的光信号，使得光标签的信号具有更大的灵活性。与现有技术相比较，本发明具有实现简单、成本低的突出优势，由于没有对净荷进行操作，所以不会对业务的质量造成影响；此外，本发明方案中的信号处理路径是级联形式的，因此，不会出现两个处理路径的同步复杂性问题，也提高了可靠性和稳定性。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I是本发明实施例的波长标签的擦除和再生装置的组成示意框图；图2是本发明实施例的波长标签擦除和再生方法的流程示意图。
具体实施例方式本实施方式提供的波长标签的擦除和再生方法，采用如下方案检测输入光信号中的波长标签，并生成控制擦除波长标签的信号，对波长标签进行擦除；检测输出光信号中的波长标签，并判断波长标签是否已擦除，若波长标签已擦除， 则加载新的标签。其中，通过分光I禹合器从输入光信号中分出一部分光信号，输出给标签检测器，由标签检测器检测所述光信号中的波长标签。进一步地,分光稱合器从输入光信号中分出一部分光信号后，通过光放大器和可调光衰减器对光信号进行放大和衰减，使输出光信号和输入光信号的光功率相同。进一步地,通过分光f禹合器从所述输出光信号中分出一部分光信号,输出给标签检测器，由标签检测器检测所述光信号中的波长标签，并通过以下方式判断波长标签是否已擦除若所述标签检测器检测不到标签的幅度、或者检测到的标签幅度在预定范围内， 则判定波长标签不存在/已擦除；否则，判定波长标签仍存在。本实施方式提供的波长标签的擦除和再生装置包括擦除模块和再生模块。其中， 擦除模块主要包括分光耦合器、标签检测器、光放大器、可调光衰减器、可调相位滞后器、波形发生器、主控单元。再生模块主要包括标签加载单元、控制单元。具体地，擦除模块可以位于再生模块的前面，也可以和再生模块并列。如果不需要擦除原有标签，而只是重新叠加一个标签上去，那么再生模块和擦除模块可以并列，如果需要擦除原有标签，那么再生模块要位于擦除模块后面，擦除模块输出的无标签的光信号，输入给再生模块，加载一个新的标签然后输出。分光耦合器分别位于光放大器前面和可调光衰减器的后面，用于分出一定比例的光(例如5% )，输出给标签检测器进行检测和分析。标签检测器分别检测输入光中的光标签和擦除模块的输出光的光标签，并用数字信号处理技术得到被检测光的光标签的幅度信息，并将幅度信息发送给主控单元。
光放大器对分光稱合器传输过来的光进行适当的放大，光放大器是可选部件，并且可以位于信号传输链路的任何位置。将光放大器置于入光输入的位置，可以利于后继的可调光衰减器对光信号进行衰减后，输出的光信号经过分光后，仍保持和输入光一致的功率。可调光衰减器用来在外部电信号的控制下，对输入的光信号进行衰减。可调光衰减器对输入的光信号的衰减度和外部输入的电信号的某项特征值呈线性关系。电信号的特征量可以是电压，或者是电流等，对于电信号的变化，可调光衰减器在足够短的时间内进行响应。可调相位滞后器用来对输入的信号进行相位移动，它可以是基于数字电子技术的 DPD (digital phase delay),也可以是基于其他技术的设备。波形发生器用来生成一定特征的波形，波形的特征包括频率，形状，幅度等。它生成用于控制可调光衰减器的基本波形。控制单元用于，根据主控单元的通知，得知波长标签已擦除后，控制标签加载单元加载新的标签。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。图I示出了本发明实施例的波长标签的擦除和再生装置的组成，该装置主要包括擦除模块801和再生模块802。擦除模块801具体包括前侧分光耦合器101、后侧分光耦合器102 ;光放大器 201 ;可调光衰减器202 ;前侧标签检测器301、后侧标签检测器302 ;主控单元401 ;波形发生器501 ;可调相位滞后器601。再生模块802具体包括控制单元402和标签加载单元701。其中，分光耦合器从主光信号中分出一小部分作为监测光信号输出给标签检测器，分光比具体可以是I %或5 %或其他数值。标签检测器利用数字信号处理的方法分析其中的波长标签信息，例如调频Z变换 (Chirped Z Transform,简称 CZT)或快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,简称FFT) 算法，得到波长标签的频率信息及幅度信息，标签信息的频率信息对应于波长信号的波长， 幅度信息对应于波长信号的光功率。标签检测器将光标签的信息发送给主控单元做进一步的处理。主控单元实现整个系统的工作的统一控制和协调，主控单元的实现可以是各种模拟或者数字技术，例如基于DSP处理器或者基于FPGA逻辑阵列等。主控单元根据标签检测器发送的信息，确定光标签的频率，然后控制波形发生器生成一个具有和标签一样的频率的信号。波长发生器在主控单元的控制下，生成一定的频率和幅度的控制擦除波长标签的信号(其频率与输入光信号的波长标签的频率相同，幅度则可尝试性的给定一个中间值)， 并输出给可调相位滞后器。可调相位滞后器在主控单元的控制下，对输入的信号进行相位滞后处理，输出的信号用于对可调光衰减器进行控制。
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光放大器对光信号进行适当的放大，本方案中使用光放大器，并且将光放大器置于可调光衰减器之前，从而使得经过可调光衰减器和分光耦合器的衰减后，输出的光信号仍然能够有和输入光信号一致的光功率。标签加载单元，实现每个波长加载一个独特的波长标签。波长标签技术可参考中国邮电行业标准YD/T 2003-2009 “可重构的光分插复用(ROADM)设备技术要求”的附录D， 介绍了 ROADM应用中的波长踪迹监控(波长标签)技术。在波长路径的源端点，在波长信号进入波分网络之前使用编码器进行调制编码，为每个波长信号附加一个全网唯一的标识 (波长标签)；在波长路径经过的各个节点的各个参考点上，都可以通过嵌入的波长标签检测器来监测和识别经过该点的各个波长的标签。下面结合图2对本发明的波长标签的擦除和再生流程进行详细说明。步骤A.检测输入光信号中的光标签；如图I所示，前侧分光耦合器101分出一部分光给前侧标签检测器301，前侧标签检测器301利用数字信号处理的方法分析其中的波长标签信息，并进行相应的处理，输出标签的信息给主控单元401。步骤B.生成控制擦除的信号；主控单元401控制波形发生器501产生具有一定频率的信号，并输出给可调相位滞后器601。步骤C.检测输出光信号中的光标签；后侧分光耦合器102分出一部分光给后侧标签检测器302，后侧标签检测器302输出标签的信息给主控单元401。步骤D.判断光标签是否仍然存在，如果是，则转到步骤F ;如果不是，则转到步骤 E ；如果输出光中已经没有光标签，则说明标签已经被擦除，反之，如果输出光中还有光标签，则说明控制过程需要进行迭代调整。其中，光标签已擦除的判断标准可以是标签检测器检测不到标签的幅度或者是检测到的标签幅度在容许的尽量小的范围内。步骤E.输出控制或指示信号，标识擦除过程已经完成；主控单元401发送控制或指示信号给控制单元402，控制单元402收到后，得知标签此时已经擦除，便可以控制标签加载单元701，重新加载标签。步骤F.判断光标签的幅度是否是处于谷底拐点，如果是，则转到步骤G ;如果不是，则转到步骤H ;主控单元401判断出需要进行迭代调整时，还不能确定是相位反相补偿不够，还是衰减幅度不够，这时需要判断标签的幅度是否处于拐点，如果是，则说明相位不需要调整，此时只需要调整幅度，如果不是，则说明还需要调整相位。具体地，光标签的幅度是否处于拐点的判断标准可以是利用最近三次的标签检测的幅度进行判断，如果最近三次的值不是单调的(即幅度值曲线具有单调性)，且中间的值是最小的，则说明检测到了谷底拐点。步骤G.对控制擦除的信号进行移相处理；主控单元401控制可调相位滞后器601，对控制擦除的信号进行移相处理。
步骤H.调整控制擦除信号的幅度；主控单元401控制波形发生器501对对控制擦除的信号进行幅度调整。步骤I.当擦除过程完成后，控制加载单元，加载新的标签；主控单元402在收到擦除过程完成的指示后，接收主控单元401传送的新的标签的内容，控制标签加载单元701，加载新的标签，完成标签的再生。以上仅为本发明的优选实施案例而已，并不用于限制本发明，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
权利要求
1.一种波长标签的擦除和再生方法，其特征在于，所述方法包括检测输入光信号中的波长标签，并生成控制擦除波长标签的信号，对波长标签进行擦除；检测输出光信号中的波长标签，并判断波长标签是否已擦除，若波长标签已擦除，则加载新的标签。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，通过前侧分光耦合器从输入光信号中分出一部分输出给前侧标签检测器，由所述前侧标签检测器检测分出的所述输入光信号中的波长标签；通过后侧分光耦合器从所述输出光信号中分出一部分输出给后侧标签检测器，由所述后侧标签检测器检测分出的所述输出光信号中的波长标签。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述后侧标签检测器通过以下方式判断分出的所述输出光信号中的波长标签是否已擦除若所述后侧标签检测器检测不到标签的幅度、或者检测到的标签幅度在预定范围内， 则判定波长标签已擦除；否则，判定波长标签仍存在。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述生成控制擦除波长标签的信号，对波长标签进行擦除，具体包括根据所述前侧标签检测器检测到的输入光信号的波长标签的频率，生成与所述输入光信号的波长标签的频率相同的控制擦除波长标签的信号；所述后侧标签检测器判断出输出光信号中的波长标签还未擦除时，则判断所述输出光信号的波长标签的幅度是否处于谷底拐点，如果处于谷底拐点，则对所述控制擦除波长标签的信号进行相位调整；否则，对所述控制擦除波长标签的信号进行幅度调整，直至所述后侧标签检测器判断出输出光信号中的波长标签已擦除。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述波长标签的幅度是否处于拐点的判断标准，具体为利用检测的最近三次的波长标签的幅度进行判断，如果最近三次的波长标签的幅度值不是单调的，且中间的幅度值是最小的，则判定处于谷底拐点。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括通过所述前侧分光耦合器和后侧分光耦合器进行分光后，通过光放大器和可调光衰减器对光信号进行放大和衰减，使输出光信号和输入光信号的光功率相同。
7.一种波长标签的擦除和再生装置，其特征在于，所述装置包括擦除模块和再生模块，所述擦除模块用于，检测输入光信号中的波长标签，并生成控制擦除波长标签的信号， 对波长标签进行擦除；检测输出光信号中的波长标签，并判断波长标签是否已擦除；所述再生模块用于，得知波长标签已擦除后，则加载新的标签。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述擦除模块进一步包括前侧分光耦合器、 前侧标签检测器、后侧分光耦合器、后侧标签检测器、光放大器、可调光衰减器、可调相位滞后器、波形发生器和主控单元，所述前侧分光耦合器、光放大器、可调光衰减器和后侧分光耦合器依次相连；所述前侧分光稱合器与所述前侧标签检测器相连，用于从输入光信号中分出一部分输出给所述前侧标签检测器，由所述前侧标签检测器检测分出的所述输入光信号中的波长标签，并输出标签信息给所述主控单元；所述后侧分光I禹合器与所述后侧标签检测器相连，用于从输出光信号中分出一部分输出给所述后侧标签检测器，由所述后侧标签检测器检测分出的所述输出光信号中的波长标签，并输出标签信息给所述主控单元；所述主控单元分别与所述波形发生器及所述可调相位滞后器相连，所述可调相位滞后器分别与所述波形发生器及所述可调光衰减器相连；所述主控单元根据所述前侧标签检测器输出的标签信息中的输入光信号的波长标签的频率，生成与所述输入光信号的波长标签的频率相同的控制擦除波长标签的信号，并根据所述后侧标签检测器输出的标签信息，控制所述可调相位滞后器和/或所述波形发生器对所述控制擦除波长标签的信号进行相位和/或幅度调整；并将调整完毕后的所述控制擦除波长标签的信号输出给所述可调光衰减器。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述后侧标签检测器通过以下方式判断分出的所述输出光信号中的波长标签是否已擦除若所述后侧标签检测器检测不到标签的幅度、或者检测到的标签幅度在预定范围内， 则判定波长标签已擦除；否则，判定波长标签仍存在。
10.如权利要求7、8或9所述的装置，其特征在于，所述再生模块进一步包括标签加载单元和控制单元，所述主控单元用于，通知所述控制单元波长标签已擦除，并传送给控制单元加载新的标签的内容；所述控制单元用于，根据所述主控单元的通知，得知波长标签已擦除，并接收主控单元传送的新的标签的内容，控制所述标签加载单元加载新的标签。
11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述主控单元用于，根据所述后侧标签检测器输出的标签信息得知输出光信号中的波长标签还未擦除时，则判断所述输出光信号的波长标签的幅度是否处于谷底拐点，如果处于谷底拐点，则对所述控制擦除波长标签的信号进行相位调整；否则，对所述控制擦除波长标签的信号进行幅度调整，直至所述后侧标签检测器判断出输出光信号中的波长标签已擦除。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述主控单元判断所述波长标签的幅度是否处于拐点的判断标准，具体为利用检测的最近三次的波长标签的幅度进行判断，如果最近三次的波长标签的幅度值不是单调的， 且中间的幅度值是最小的，则判定处于谷底拐点。
全文摘要
本发明公开了一种波长标签的擦除和再生方法，其方法包括检测输入光信号中的波长标签，并生成控制擦除波长标签的信号，对波长标签进行擦除；检测输出光信号中的波长标签，并判断波长标签是否已擦除，若波长标签已擦除，则加载新的标签。本发明使得波长标签的擦除和再生与净荷相对独立，不会对净荷造成影响；此外，本发明中将擦除和再生划分为两个相对独立的部分，既可以输出加载了再生的标签的光信号，也可以只输出没有加载任何标签的光信号，使得光标签的信号具有更大的灵活性。
文档编号H04B10/02GK102594442SQ201210045879
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月27日 优先权日2012年2月27日
发明者刘征, 尚迎春, 陈勋 申请人:中兴通讯股份有限公司