用于波长偏移测量的设备、方法、装置和介质与流程

1.本公开的实施例总体上涉及通信技术，更具体地，涉及用于波长偏移测量的通信设备、通信方法、通信装置和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.由于高容量和低延迟的特性，波分复用(wdm)技术已被广泛应用于下一代光接入网络，如下一代无源光网络2(next-generation passive optical network 2，简称为ng-pon2)和5g回传(5g x-haul)系统。在5g中，连接基站和中心站的基于wdm的光纤系统通常称为回传，而连接基带单元(baseband unit，简称为bbu)和远程无线电头端(remote radio head，简称为rrh)的光纤系统则是前传。
3.由于激光器和阵列波导光栅(array waveguide grating，简称为awg)等器件的老化、设备周围环境温度的变化和突发模式的操作等因素，wdm系统中常常存在波长偏移问题。如果某个波长漂移出相应的波长信道，在一方面，会导致当前信道的功率损耗；在另一方面，这种波长偏移会对相邻信道的信号造成严重干扰。因此，wdm系统的波长偏移问题在行业发展和研究工作中受到很大关注。


技术实现要素：

4.总体上，本公开的示例实施例提出了用于波长偏移测量的通信设备、通信方法、通信装置和计算机可读存储介质。
5.在第一方面，本公开的示例实施例提供了一种通信设备。该通信设备包括至少一个处理器以及存储计算机程序代码的至少一个存储器。该至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与该至少一个处理器一起使通信设备确定使用多个波长从一个或多个通信设备接收到的多个信号的质量是否低于阈值。这些信号是使用这些波长而波分复用的。如果确定多个信号中的一个信号的质量低于阈值，则通信设备至少针对多个波长中的第一波长执行波长偏移测量。该信号是使用第一波长接收到的。基于波长偏移测量，通信设备确定多个波长中的漂移波长，并且向使用漂移波长发送信号的通信设备发送波长调整指示。
6.在第二方面，本公开的示例实施例提供了一种通信方法。在该方法中，确定使用多个波长从一个或多个通信设备接收到的多个信号的质量是否低于阈值。这些信号是使用这些波长而波分复用的。如果确定多个信号中的一个信号的质量低于阈值，则至少针对多个波长中的第一波长执行波长偏移测量，其中该信号是使用第一波长接收到的。基于波长偏移测量，确定多个波长中的漂移波长，并且向使用漂移波长发送信号的通信设备发送波长调整指示。
7.在第三方面，本公开的示例实施例提供了一种通信装置。该装置包括用于执行根据第二方面所述的方法的部件。
8.在第四方面，本公开的示例实施例提供一种计算机可读存储介质，其具有存储于其上的计算机程序。计算机程序包括指令，该指令在被设备上的处理器执行时，使设备执行
根据第一方面所述的通信设备执行的操作。
9.应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开示例实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其他特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
10.结合附图并参考以下详细说明，本公开各示例实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
11.图1示出了基于wdm-无源光网络(pon)架构的示例移动前传(mobile fronthaul，简称为mfh)过程；
12.图2示出了示例波长偏移情况；
13.图3(a)示出了示出了基于两个光电检测器(pd)检测到的信号的幅度差来测量波长偏移的示例架构；
14.图3(b)示出了在图3(a)所示的架构中使用的滤波器的透射光谱；
15.图4(a)示出了示出了基于辅助管理和控制信道(amcc)来测量波长偏移的示例过程；
16.图4(b)示出了图4(a)所示的基于amcc的波长偏移测量过程所依据的波长与接收功率的关系曲线图；
17.图5示出了本公开的示例实施例可以在其中实施的示例通信系统；
18.图6示出了根据本公开的某些示例实施例的波长偏移测量方法的流程图；
19.图7示出了根据本公开的某些实施例的波长偏移测量的示例过程；
20.图8(a)、8(b)、8(c)和8(d)示出了根据本公开的某些实施例的针对单个通信设备执行训练的示例过程；
21.图9示出了使用本公开的wsm方案的wdm前传系统的示例架构；
22.图10示出了在图9所示的系统中的olt和onu执行的处理过程；
23.图11示出了根据本公开的某些实施例的wdm前传系统的示例架构；
24.图12(a)、12(b)、12(c)和12(d)示出了执行训练后针对onu的波长偏移测量的均方误差(mse)；以及
25.图13示出了适合实现本公开的某些其他示例实施例的设备的框图。
具体实施方式
26.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例实施例。虽然附图中显示了本公开的某些示例实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的示例实施例，相反提供这些示例实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及示例实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
27.在此使用的术语“通信设备”是指具有通信功能的任意适当设备。通信设备也可以具有接收功能，也可以具有发送功能。在某些实施例中，通信设备可以通过光网络单元(onu)或光线路终端(olt)来实现。
28.在此使用的术语“电路”是指以下的一项或多项：
29.(a)仅硬件电路实现方式(诸如仅模拟和/或数字电路的实现方式)；以及
30.(b)硬件电路和软件的组合，诸如(如果适用)：(i)模拟和/或数字硬件电路与软件/固件的组合，以及(ii)硬件处理器的任意部分与软件(包括一起工作以使得诸如onu、olt或其他通信设备等装置执行各种功能的数字信号处理器、软件和存储器)；以及
31.(c)硬件电路和/或处理器，诸如微处理器或者微处理器的一部分，其要求软件(例如固件)用于操作，但是在不需要软件用于操作时可以没有软件。
32.电路的定义适用于此术语在本技术中(包括任意权利要求中)的所有使用场景。作为另一示例，在此使用的术语“电路”也覆盖仅硬件电路或处理器(或多个处理器)、或者硬件电路或处理器的一部分、或者其随附软件或固件的实现方式。例如，如果适用于特定权利要求元素，术语“电路”还覆盖基带集成电路或处理器集成电路或者onu或olt或其他通信设备中的类似的集成电路。
33.在此使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”表示“至少一个示例实施例”；术语“另一示例实施例”表示“至少一个另外的示例实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
34.在此使用的术语“第一”、“第二”等在本文中可用于描述各种元件，这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一个元件。例如，在不脱离示例实施例的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个所列术语的任何和所有组合。
35.目前，wdm技术是支持5g x-haul系统和光接入网络的主要技术。wdm技术可以用于在多个光网络单元(onu)与光线路终端(olt)之间复用和传输信号。
36.图1示出了基于wdm-无源光网络(pon)架构的示例移动前传(mobile fronthaul，简称为mfh)过程100。
37.在图1所示的架构中，多个onu 105-1、105-2、
…
、105-m连接到相应的一组rrh 110-1、110-2、
…
、110-m，其中m为大于2的任意适当正整数。这些onu 105-1、105-2、
…
、105-m还连接到同一个olt 115。应当理解，m(m》2)个onu仅仅是示例而非限制。在某些情况下，一个onu可以使用多个波长。
38.在mfh过程100中，利用wdm技术在不同的onu 105-1、105-2、
…
、105-m与olt 115之间复用和传输前传信号。如图1所示，来自onu 105-1、105-2、
…
、105-m的多个信号经过阵列波导光栅(array waveguide grating，简称为awg)120进行波分复用。olt 115中包括awg 125，用于对接收到的信号执行波分解复用。此外，为了支持每波长50gb/s或更高的数据速率，olt 115中还包括模数转换器(adc)阵列130和数字信号处理(dsp)阵列135，用于执行相应的处理。
39.波长偏移问题在wdm pon/x-haul系统中受到广泛关注，其会导致系统性能明显下降。例如，如果某个波长发生漂移，会导致相应波长信道的功率损耗，而且还会干扰到相邻信道的信号，例如导致误码率(ber)明显增加。
40.图2示出了两种示例波长偏移情况，其中滤波结果200是理想情况下的结果。
41.如图2所示，在情况205中，第二个激光器的波长210发生漂移。在情况215中，而awg的整个波长220、210、230和240发生漂移。
42.需要注意的是，如果每波长的波特率增加，则波长偏移问题将变得更加严重。然而，每波长的波特率增加是当前wdm系统发展的必然趋势。
43.传统上，需要使用光谱分析仪(optical spectra analyzer，简称为osa)来测量波长漂移。然而，这需要切断当前服务并且需要手动干预。
44.传统上，已经提出了两种无需借助osa的波长偏移测量方式。一种方式是通过比较基于经分光处理的两路光信号检测到的电信号的幅度来测量波长偏移。此种方式的关键是在对两路光信号进行光电检测的两个光电检测器(pd)中的一个pd之前插入具有透射光谱的光滤波器。下面参考图3(a)和3(b)讨论此种方法的示例过程。
45.图3(a)示出了基于两个pd检测到的信号的幅度差来测量波长偏移的示例架构305，图3(b)示出了在一个pd之前插入的滤波器的透射光谱310。
46.如图3(a)所示，在架构305中，直接调制器激光器(directly modulated laser，简称为dml)315基于来自突发驱动器320的输入生成光信号。该光信号经由分光器325分成两路光信号330和光信号335，其中一路光信号330经由pd 340转换成电信号后到达示波器345，另一路光信号335经由pd 350转换成电信号后也到达示波器345。由此，示波器345可以显示出检测到的两路电信号的幅度差。
47.在架构305中，在pd 350之前插入滤波器355，其具有如图3(b)所示的透射光谱。从图3(b)中可以看出，滤波器355针对不同波长的插入损失是不同的。当激光器的波长发生漂移时，经滤波器355滤波处理之后的接收功率就会发生变化。这样，基于两个pd 340和350之间的幅度差，可以确定波长偏移。
48.然而，此种方式对光滤波器和pd等硬件的性能要求较高，而且也需要停止当前服务，将接收到的光信号发送到专门的测量设备。
49.另一种无需借助osa的波长偏移测量方式是使用具有功率监测的辅助管理和控制信道(auxiliary management and control channel，简称为amcc)机制来测量波长漂移。下面参考图4(a)和4(b)讨论一个示例过程。
50.图4(a)示出了基于amcc来测量波长偏移的示例过程400，图4(b)示出了波长与接收功率的关系曲线图405。
51.在过程400中，如果在框410监测到接收功率p
rec
的变化δp
rec
小于阈值变化δp
th
，即，δp
rec
《δp
th
，则执行正常模式415。如果δp
rec
》δp
th
，则进入波长偏移检测模式420。在波长偏移检测模式420中，如果在框425没有监测到输出功率p
out
下降，则进入波长调整模式430。在波长调整模式430中，基于如图4(b)所示的波长与接收功率的关系来进行波长调整。
52.例如，在波长调整模式430中，首先在框435将激光器的波长减少一个预定步长。如果在框440监测到输出功率p
out
继续降低，则意味着波长应该增加而不是减少，因此在框445将波长相应地增加。经过多次迭代和消息交换后，如果在框450监测到δp
rec
变为大于δp
th
，则波长调整完成。
53.然而，此种方式需要大量迭代和消息交换，因此增加系统开销和时延，降低了系统效率。
54.本公开的实施例提出了一种波长偏移测量(wsm)方案，用来测量wdm系统中的波长漂移。该方案监测使用多个波长从一个或多个通信设备(例如，onu)接收到的信号的质量。信号质量可以用任意适当方式来度量。作为示例，可以将接收信号的误码率(ber)作为接收
信号质量的度量。如果使用某个波长接收到的信号的质量出现了明显下降，例如，低于阈值，则至少针对该波长执行波长偏移测量。例如，可以针对该波长以及相邻的波长执行波长偏移测量。基于波长偏移测量的结果，确定存在波长偏移的通信设备，并向该设备发送波长调整指示。
55.根据本公开的实施例的wsm方案不需要中断服务，也不需要人工操作，因而更加智能。而且，根据本公开的实施例的wsm方案能够快速检测到波长漂移情况，从而减少了纠错时间并且提高了系统和网络的效率。
56.图5示出了本公开的示例实施例可以在其中实施的示例通信系统500。如图5所示，通信系统500包括多个通信设备505-1、
…
、505-k，其中k为任意适当正整数。这些通信设备505-1、
…
、505-k以波分复用的方式通过多个波分复用信道510-1、
…
、510-m向通信设备515发送信号，其中m为大于1的任意适当正整数，并且m》＝k。每个通信设备505-1、
…
、505-k可以使用一个或多个波长通过一个或多个相应的信道510-1、
…
、510-m向通信设备515发送信号。多个波分复用信道510-1、
…
、510-m可以由光纤来在物理上承载。为讨论方便，多个通信设备505-1、
…
、505-k单独或者共同称为通信设备505，多个波分复用信道510-1、
…
、510-m单独或共同称为信道510。
57.应当理解，在某些实施例中，可以仅有一个通信设备505通过多个波分复用信道510-1、
…
、510-m使用多个波长以波分复用方式向通信设备515进行传输。还应当理解，通信设备505和通信设备515可以包括任意适当设备。作为示例，在某些实施例中，通信设备505可以由onu来实现，通信设备515可以由olt来实现。通信设备505和515还可以由支持波分复用通信的其他设备来实现。
58.如图5所示，通信设备515包括监测模块520，用于确定通过多个波分复用信道510-1、
…
、510-m上的接收信号质量是否低于阈值。通信设备515还包括wsm模块525，用于检测各信道510-1、
…
、510-m上是否发生了波长偏移。
59.在本公开的各实施例中，如果监测模块520监测到在来自某个通信设备505的某个信号的质量低于阈值，则wsm模块525至少针对接收到该信号的波长(称为“第一波长”)执行波长偏移测量。例如，除了第一波长之外，在需要时，还可以针对与第一波长相邻的波长(称为“第二波长”)执行波长偏移测量。在基于波长偏移测量确定了某个通信设备505处存在波长偏移之后，通信设备515向该通信设备505发送波长调整指示，以使该通信设备505进行相应的波长偏移补偿。
60.图6示出了根据本公开的某些示例实施例的波长偏移测量的方法600的流程图。方法600能够在图5的通信设备515处实施。为讨论方便，以下将结合图5来描述方法600。
61.在框605，确定使用多个波长从一个或多个通信设备505接收到的信号的质量是否低于阈值。例如，可以通过通信设备515中的监测模块520来执行信号质量的监测。
62.接收信号质量可以采用任意适当标准来度量，如信号误码率、眼图、功率、误差矢量幅度(evm)等。在某些实施例中，可以监测接收信号的误码率(ber)作为接收信号质量。可以采用任意适当方式来测量接收信号的ber。作为示例，通信设备505可以周期性地发送已知的参考信号，如伪随机码(prbs)信号，用于通信设备515进行误码率测量。
63.在框610，如果确定多个信号中的一个信号的质量低于阈值，其表明接收信号质量明显降低，则至少针对接收到该信号的第一波长执行波长偏移测量。在某些实施例中，除了
第一波长之外，还可以针对与第一波长相邻的第二波长执行波长偏移测量。
64.例如，可以首先针对第一波长执行波长偏移测量。如果在没有检测到第一波长的偏移，则继续测量与第一波长相邻的第二波长。如果也没有检测到第二波长的偏移，可以继续测量第一波长的其他相邻波长或者第二波长的相邻波长。可以在确定某个波长发生了漂移之后，停止波长偏移测量。
65.在某些实施例中，波长偏移测量可以不是逐个针对单个波长执行的，而是可以同时针对多个波长执行。例如，可以同时测量第一波长和一个或多个相邻波长的偏移量。
66.波长偏移测量可以由通信设备515中的wsm模块525采用任意适当方式来执行。下面参考图7讨论wsm模块525执行的波长偏移测量的一个示例过程。
67.图7示出了根据本公开的某些实施例的波长偏移测量的示例过程700。
68.如图7所示，为了测量m个波长的偏移，将使用n个波长从一个或多个通信设备505接收到的n个信号705-1、705-2、
…
、705-n输入到wsm模块525中，其中n可以为大于1的任意适当正整数。基于这些信号705-1、705-2、
…
、705-n，wsm模块525可以监测通信设备505处的各个波长是否发生了波长偏移。在某些实施例中，n》＝m，以进一步提高波长偏移测量的精度。应当理解，这仅仅示例而非限制，n《m也是可行的。
69.在此示例中，wsm模块525包括时频变换单元710-1、710-2、
…
、710-n，用于将输入的时域信号705-1、705-2、
…
、705-n变换到频域。例如，可以通过执行快速傅里叶变换(fft)和对数操作，生成各个信号的功率谱密度(psd)。由于各信号的psd是对称的，因此为了降低计算复杂度并且进一步提高处理效率，wsm模块525还包括截断单元715-1、715-2、
…
、715-n，用于将得到的频域psd数据截断。作为示例，可以仅保留psd数据的前半部分。继而，wsm模块525中的wsm单元720利用截断的psd数据确定各个波长是否发生了漂移。
70.针对某个波长的波长偏移测量，可以基于波长之间的关联关系来执行。例如，可以基于使用第一波长以及一个或多个相关联的其他波长接收到的信号来检测第一波长的偏移。相关联的波长可以完全相邻，可以部分相邻，或者可以是不相邻的。在某些实施例中，还可以将所有使用的波长视作相关联，从而基于使用所有波长接收到的信号来测量某个波长的偏移量。在这种情况下，执行一次波长偏移测量，就可以确定所有波长是否发生了漂移。
71.在某些实施例中，可以预先构建波长之间的关联。该关联可以通过学习、训练或更新过程来构建。作为示例，图7所示的wsm单元720可以由深度神经网络(deep neural network，简称为dnn)模块来实现。在这样的示例中，可以首先对wsm单元720执行训练过程。例如，可以收集使用n个波长从通信设备505接收到的n个信号作为输入，并且利用n个波长的相应波长偏移量作为输出，对wsm单元720执行的波长偏移测量过程进行训练。
72.在某些实施例中，取决于波长之间的关联关系，可以针对某个波长，基于使用相关联的波长接收到的信号单独地执行波长偏移测量的训练过程。例如，可以针对某个波长，利用使用相关联的波长接收到的信号作为输入，并且利用该波长的偏移量作为输出，来执行训练过程。在这种情况下，wsm模块525中可以包括多个wsm单元，每个wsm单元单独训练以及执行波长偏移测量。下面结合图8(a)、8(b)、8(c)和8(d)来讨论具体示例。
73.图8(a)、8(b)、8(c)和8(d)示出了根据本公开的某些实施例的针对单个波长执行训练的示例过程802、804、806和808。
74.在这些示例中，针对四个波长812、814、816和818单独执行训练。波长812与波长
814和816相关联，波长814与波长812和816相关联，波长816与波长814和818相关联，波长818与波长814和816相关联。四个dnn模块822、824、826和828作为wsm单元的示例实现，分别针对波长812、814、816和818执行波长偏移测量。相应地，对这四个dnn模块822、824、826和828单独进行训练。
75.例如，在训练过程802中，利用使用波长812、814和816接收到的信号832、834和836作为输入，并且利用波长812的偏移量842作为输出，对dnn模块822进行训练。在训练过程804中，利用使用波长812、814和816接收到的信号832、834和836作为输入，并且利用波长814的偏移量844作为输出，对dnn模块824进行训练。在训练过程806中，利用使用波长814、816和818接收到的信号834、836和838作为输入，并且利用波长816偏移量846作为输出，对dnn模块826进行训练。在训练过程808中，利用使用波长814、816和818接收到的信834、836和838作为输入，并且利用波长818的偏移量848作为输出，对dnn模块828进行训练。
76.接下来，继续参考图6，在框615，基于在框610处执行的波长偏移测量，确定多个波长中的偏移波长。发生漂移的波长可能是信号质量降低的波长，也可能是与信号质量降低的波长相邻的波长。例如，如果检测到第一波长的偏移，则可以将第一波长确定为漂移波长。如果未检测到第一波长的偏移，但是检测到了相邻的第二波长的偏移，则将第二波长确定为漂移波长。
77.在框620，向使用漂移波长发送信号的通信设备505发送波长调整指示，以使该通信设备505进行相应的波长偏移补偿。在某些实施例中，波长调整指示中可以包含具体的波长偏移值，可以是漂移波长的偏移值，或者可以是需要调整的波长偏移值，以向接收方指示需要调整的波长偏移量和偏移方向，从而进一步提高波长调整效率，减少纠错时间。该波长调整指示可以在任意适当消息中承载。例如，可以使用专门的消息或者复用已有消息来发送该指示。
78.下面参考图9和图10讨论本公开的实施例在wdm前传系统中的示例实现。
79.首先参考图9，其示出了使用本公开的wsm方案的wdm前传系统900的示例架构。
80.在系统900中，多个onu 905-1、905-2、
…
、905-n(单独或共同称为onu 905)所发送的信号经过波分复用后发送到olt 910，其中n是大于2任意适当正整数，每个onu 905-1、905-2、
…
、905-n可以使用一个或多个波长。应当理解，onu 905-1、905-2、
…
、905-n是图5中的通信设备505的示例实现，而olt 910是图5中的通信设备515的示例实现。还应当理解，n个onu(n》2)仅仅是示例，而非限制。在某些实施例中，可以仅有一个onu 905，其使用多个波长以波分复用方式向olt 910进行传输。
81.如图9所示，每个onu 905-1、905-2、
…
、905-m连接到一组rrh 915-1、915-2、
…
、915-m。m个onu 905-1、905-2、
…
、905-m发送的信号经由awg 920进行波分复用，之后通过光纤925传送到olt 910。olt 910执行一系列操作来恢复数据，然后将经恢复的数据其发送到基带单元(base band unit，简称为bbu)池930。
82.在系统900中，olt 910包括awg 935，用于将接收到的信号进行波分解复用。应当理解，图9所示的由awg 925和awg 935来实现波分复用和波分解复用仅仅示例，而非限制。可以采用任意适当方式并且使用任意适当器件，来实现波分复用和波分解复用。
83.在olt 910中还包括pd阵列940，用于对通过波分解复用得到的四路信号分别执行光电检测，以将接收到的光信号转换成电信号。所得到的电信号经由模数转换器(adc)阵列
945转换成数字信号，再经由数字信号处理(digital signal processor，简称为dsp)阵列950进行处理。
84.在此示例中，olt 910中包括ber监测器955，其是图5中所示的监视模块520的示例实现。ber监测器955用于监测经dsp阵列950处理的数据的ber是否超过阈值ber
th
。如果来自某个onu的信号的ber超过了阈值ber
th
，则触发wsm模块960执行波长偏移测量。wsm模块960是图5中所示的wsm模块525的示例实现。如果检测到了接收到该信号的波长的偏移，则向相应onu 905发送波长调整指示。
85.图10示出了在图9所示的系统900中的olt 910与onu 905-1和onu 905-2处执行的处理过程1000。在此示例中，onu 905-1和onu 905-2处的激光器使用相邻的不同波长向olt910发送信号。
86.如图10所示，在框1005，olt 910(例如，通过ber监测器955)执行ber监测。在框1010，将监测到的ber与阈值ber
th
比较，以确定是否ber》ber
th
。如果确定来自onu 905-1的ber低于阈值ber
th
，则在框1015，针对onu 905-1执行wsm。如果检测到该onu 905-1的波长发生漂移，则在框1020，将包含波长偏移值的波长调整指示发送到该onu 905-1。在框1030，onu 905-1根据接收到的指示调整激光器的波长，并且向olt 910反馈“完成”信号。
87.如果在框1020未检测到波长偏移，则在框1035，针对使用相邻的波长进行传输的相邻onu 905-2执行wsm。如果在框1040检测到相邻onu 905-2的信号漂移出其信道并且干扰到onu 905-1的信号，则在框1045将波长调整指示发送给onu 905-2。在框1050，onu 905-2根据接收到的指示调整激光器波长，并且反馈“完成”信号。如果在框1040未检测到任何波长偏移，则在框1055通知未观察到波长偏移。
88.如果在相关onu进行了波长调整之后，ber未发现任何变化，则olt 910可以向网络运营方或者管理方通知目标onu 905-1和相邻onu 905-2未发生波长漂移，因此可以考虑导致onu 905-1的ber降低的其他可能因素。
89.下面参考图11以及图12(a)、12(b)、12(c)和12(d)讨论根据本公开实施例的wsm方案在具有四个onu 905-1、905-2、905-3和905-4的wdm前传系统中的另一示例实现。在此示例中，四个onu 905-1、905-2、905-3和905-4使用四个相邻的波长进行传输。
90.图11示出了根据本公开的某些实施例的wdm前传系统的示例架构1100。
91.在架构1100中，四个onu 905-1、905-2、905-3和905-4通过20km长的光纤1105与olt 910通信。onu 905-1、905-2、905-3和905-4的工作带宽是35ghz，采用的是电吸收调制激光器(electro-absorption modulation laser，简称为eml)。由这些onu发送的信号以100ghz的频率间隙被波分复用。
92.在此示例中，olt 910中的wsm模块960基于机器学习算法(例如，dnn算法)来执行波长偏移测量。为了提高波长偏移测量的精度，可以预先对wsm模块960进行训练。
93.为了实现有效的训练，首先进行数据收集。在onu 905-1、905-2、905-3和905-4侧，激光器的波长偏移范围从-10ghz到10ghz，固定步长为1ghz。在此波长偏移范围内，各个激光器的波长随机波动。此外，使用不同种子序号来生成大量伪随机二进制序列(prbs)数据。这些数据经历了不同的波长偏移之后，被发送到olt 910。在olt 910侧，可以通过adc对接收到的信号进行采样。对所得到的数据集进行存储，以用于后续处理。
94.在收集到足够的数据之后，可以基于所收集的数据进行训练。作为示例，wsm模块
960可以采用dnn模型。可以使用所收集的数据集的一部分来训练dnn模型，另外的数据用于进行测试。在训练时，可以通过fft和对数运算将数据从时域转换到频域，例如生成功率谱密度(psd)数据。由于psd数据的对称性，可以仅保留一半的数据来表示信号频谱，以简化计算复杂度，节省计算资源。
95.可以将来自相关联的多个波长的数据相结合，来预测某个波长的偏移。作为示例，可以基于如图8(a)、8(b)、8(c)和8(d)所示的信道关联关系来执行上述波长偏移预测。例如，可以基于来自onu 905-1、905-2和905-3的信号来预测onu 905-1的波长偏移量，基于来自onu 905-1、905-2和905-3的信号来预测onu 905-2的波长偏移量，基于来自onu 905-2、905-3和905-4的信号来预测onu 905-3的波长偏移量，基于来自onu 905-2、905-3和905-4的信号来预测onu 905-4的波长偏移量。由于各onu 905-1、905-2、905-3和905-4的实际波长偏移是已知的，所以可以利用相应的实际波长偏移作为输出，对wsm模块960进行训练。
96.wsm模块960经过训练之后，可以用来执行wsm处理。例如，当来自某个onu 905-2的接收信号ber下降时，olt 910可以向网络运营方发送警报，并且启动wsm模块960。wsm模块960检测onu 905-2的波长偏移。如果检测到波长偏移，则将波长调整消息传递到相应的onu 905-2。否则，有可能是使用相邻波长的相邻onu 905-1和onu 905-3发生了波长漂移，并且污染了onu 905-2。此时，可以对两个onu 905-1和onu 905-3执行波长偏移测量，以确定其波长是否漂移。如果来自所有onu 905-1、905-2、905-3和905-4的接收信号ber都下降时，可以对每个onu进行波长偏移测量。如果波长全部偏移，则可以向网络运营方发送警报，以通知awg可能已损坏。
97.仿真结果表明，根据本公开的实施例的wsm方案可以实现较高的波长偏移测量精度。在仿真时，利用vpi平台构建了仿真模型，并且使用python语言实现了dsp部分，包括ber计算和波长偏移测量。每个onu 905-1、905-2、905-3和905-4使用不同随机种子生成2048个prbs数据。执行了4e5次仿真并且获得了相关数据。
98.wsm模块960采用四个具有五个隐藏层dnn模型，其中包含3072、768、192、48、16个神经元。每个dnn模型用于测量一个onu 905-1、905-2、905-3或905-4的波长偏移。对于dnn模型的训练，总数据数量、训练数据和训练次数分别为4e5、1e5和2e3。收集的数据集的四分之一(约1e5)用于训练dnn模型，其他数据用于测试dnn模型。
99.训练后，针对四个onu 905-1、905-2、905-3和905-4的波长偏移测量的均方误差(mse)分别在图12(a)、12(b)、12(c)和12(d)中示出。可以看出，四个dnn模型都可以达到1e-6或更小的mse，并且两个中间的onu905-2和905-3的性能更优。在测试时，四个onu 905-1、905-2、905-3和905-4的波长偏移预测误差都很小，分别约为9.3、4.6、4.2和12mhz，实现了小于15mhz的预测误差。这表明根据本公开的实施例的wsm方案的波长偏移测量的准确性较高。
100.图13示出了适合实现本公开的某些示例实施例的设备1300的框图。设备1300可以在图5所示的通信设备515处实现或者实现为通信设备515的至少一部分。
101.如图所示，设备1300包括处理器1310。处理器1310控制设备1300的操作和功能。例如，在某些示例实施例中，处理器1310可以借助于与其耦合的存储器1320中所存储的指令1330来执行各种操作。存储器1320可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以利用任何合适的数据存储技术来实现，包括但不限于基于半导体的存储器件、磁存储器
件和系统、光存储器件和系统。尽管图13中仅仅示出了一个存储器单元，但是在设备1300中可以有多个物理不同的存储器单元。
102.处理器1310可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以包括但不限于通用计算机、专用计算机、微控制器、数字信号控制器(dsp)以及基于控制器的多核控制器架构中的一个或多个。设备1300也可以包括多个处理器1310。处理器1310与收发器1340耦合。收发器1340可以借助于光纤、电缆和/或其他部件来实现信息的接收和发送。处理器1310可以被配置为实现本公开的各种实施例。
103.处理器1310和存储器1320可以协作以使设备1300实现如本文中参考图6讨论的方法600。上文参考图5到图12所描述的所有特征均适用于设备1300，在此不再赘述。
104.一般而言，本公开的各种示例实施例可以在硬件或专用电路、软件、逻辑，或其任何组合中实施。某些方面可以在硬件中实施，而其他方面可以在可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行的固件或软件中实施。当本公开的示例实施例的各方面被图示或描述为框图、流程图或使用某些其他图形表示时，将理解此处描述的方框、装置、系统、技术或方法可以作为非限制性的示例在硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备，或其某些组合中实施。
105.作为示例，本公开的示例实施例可以在机器可执行指令的上下文中被描述，机器可执行指令诸如包括在目标的真实或者虚拟处理器上的器件中执行的程序模块中。一般而言，程序模块包括例程、程序、库、对象、类、组件、数据结构等，其执行特定的任务或者实现特定的抽象数据结构。在各示例实施例中，程序模块的功能可以在所描述的程序模块之间合并或者分割。用于程序模块的机器可执行指令可以在本地或者分布式设备内执行。在分布式设备中，程序模块可以位于本地和远程存储介质二者中。
106.用于实现本公开的方法的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言编写。这些计算机程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程的数据处理装置的处理器，使得程序代码在被计算机或其他可编程的数据处理装置执行的时候，引起在流程图和/或框图中规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在计算机上、部分在计算机上、作为独立的软件包、部分在计算机上且部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。
107.在本公开的上下文中，机器可读介质可以是包含或存储用于或有关于指令执行系统、装置或设备的程序的任何有形介质。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读存储介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统、装置或设备，或其任意合适的组合。机器可读存储介质的更详细示例包括带有一根或多根导线的电气连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存储存取器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或闪存)、光存储设备、磁存储设备，或其任意合适的组合。
108.另外，尽管操作以特定顺序被描绘，但这并不应该理解为要求此类操作以示出的特定顺序或以相继顺序完成，或者执行所有图示的操作以获取期望结果。在某些情况下，多任务或并行处理会是有益的。同样地，尽管上述讨论包含了某些特定的实施细节，但这并不应解释为限制任何发明或权利要求的范围，而应解释为对可以针对特定发明的特定示例实施例的描述。本说明书中在分开的示例实施例的上下文中描述的某些特征也可以整合实施
在单个示例实施例中。反之，在单个示例实施例的上下文中描述的各种特征也可以分离地在多个示例实施例或在任意合适的子组合中实施。
109.尽管已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了主题，但是应当理解，所附权利要求中限定的主题并不限于上文描述的特定特征或动作。相反，上文描述的特定特征和动作是作为实现权利要求的示例形式而被公开的。
110.已经描述了本公开的各种示例实施例。作为上述的附加或备选，描述了以下示例。在以下任何示例中描述的功能可以与在此描述的任何其他示例一起使用。
111.在一些方面，一种通信设备包括：至少一个处理器；以及存储计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起使通信设备：确定使用多个波长从一个或多个通信设备接收到的多个信号的质量是否低于阈值，多个信号是使用多个波长而波分复用的；如果确定多个信号中的一个信号的质量低于阈值，则至少针对多个波长中的第一波长执行波长偏移测量，信号是使用第一波长接收到的；基于波长偏移测量，确定多个波长中的漂移波长；以及向一个或多个通信设备中使用漂移波长发送信号的通信设备发送波长调整指示。
112.在某些实施例中，使通信设备通过以下操作来确定漂移波长：如果检测到第一波长发生了漂移，则将第一波长确定为漂移波长。
113.在某些实施例中，使通信设备通过以下操作来至少针对第一波长执行波长偏移测量：如果确定多个信号中的一个信号的质量低于阈值，针对第一波长执行波长偏移测量；如果未检测到第一波长发生了漂移，则针对与第一波长相邻的第二波长执行波长偏移测量；以及如果检测到第二波长发生了漂移，则将第二波长确定为漂移波长。
114.在某些实施例中，使通信设备通过以下操作来针对第一波长执行波长偏移测量：基于使用第一波长以及多个波长中的一个或多个其他波长接收到的信号，来检测第一波长是否发生了漂移。
115.在某些实施例中，还使通信设备：确定第一波长的偏移量；以及利用使用第一波长以及相关联的一个或多个其他波长接收到的信号作为输入，并且利用第一波长的波长偏移量作为输出，来对波长偏移测量的过程进行训练。
116.在某些实施例中，一个或多个其他波长与第一波长相邻。
117.在某些实施例中，信号的质量包括信号的误码率。
118.在某些实施例中，波长调整指示包括要调整的波长偏移量和偏移方向。
119.在一些方面，一种通信方法包括：确定使用多个波长从一个或多个通信设备接收到的多个信号的质量是否低于阈值，多个信号是使用多个波长而波分复用的；如果确定多个信号中的一个信号的质量低于阈值，则至少针对多个波长中的第一波长执行波长偏移测量，信号是使用第一波长接收到的；基于波长偏移测量，确定多个波长中的漂移波长；以及向一个或多个通信设备中使用漂移波长发送信号的通信设备发送波长调整指示。
120.在某些实施例中，确定漂移波长包括：如果检测到第一波长发生了漂移，则将第一波长确定为漂移波长。
121.在某些实施例中，至少针对第一波长执行波长偏移测量包括：如果确定多个信号中的一个信号的质量低于阈值，针对第一波长执行波长偏移测量；如果未检测到第一波长发生了漂移，则针对与第一波长相邻的第二波长执行波长偏移测量；以及如果检测到第二
波长发生了漂移，则将第二波长确定为漂移波长。
122.在某些实施例中，针对第一波长执行波长偏移测量包括：基于使用第一波长以及多个波长中的一个或多个其他波长接收到的信号，来检测第一波长是否发生了漂移。
123.在某些实施例中，该方法还包括：确定第一波长的偏移量；以及利用使用第一波长以及相关联的一个或多个其他波长接收到的信号作为输入，并且利用第一波长的波长偏移量作为输出，来对波长偏移测量的过程进行训练。
124.在某些实施例中，一个或多个其他波长与第一波长相邻。
125.在某些实施例中，信号的质量包括信号的误码率。
126.在某些实施例中，波长调整指示包括要调整的波长偏移量和偏移方向。
127.在一些方面，一种装置包括：用于确定使用多个波长从一个或多个通信设备接收到的多个信号的质量是否低于阈值的部件，多个信号是使用多个波长而波分复用的；用于在确定多个信号中的一个信号的质量低于阈值的情况下至少针对多个波长中的第一波长执行波长偏移测量的部件，信号是使用第一波长接收到的；用于基于波长偏移测量来确定多个波长中的漂移波长的部件；以及用于向一个或多个通信设备中使用漂移波长发送信号的通信设备发送波长调整指示的部件。
128.在某些实施例中，用于确定漂移波长的部件包括：用于在检测到第一波长发生了漂移的情况下将第一波长确定为漂移波长的部件。
129.在某些实施例中，用于至少针对第一波长执行波长偏移测量的部件包括：用于在确定多个信号中的一个信号的质量低于阈值的情况下针对第一波长执行波长偏移测量的部件；用于在未检测到第一波长发生了漂移的情况下针对与第一波长相邻的第二波长执行波长偏移测量的部件；以及用于在检测到第二波长发生了漂移的情况下将第二波长确定为漂移波长的部件。
130.在某些实施例中，用于针对第一波长执行波长偏移测量的部件包括：用于基于使用第一波长以及多个波长中的一个或多个其他波长接收到的信号来检测第一波长是否发生了漂移的部件。
131.在某些实施例中，该装置还包括：用于确定第一波长的偏移量的部件；以及用于利用使用第一波长以及相关联的一个或多个其他波长接收到的信号作为输入并且利用第一波长的波长偏移量作为输出来对波长偏移测量的过程进行训练的部件。
132.在某些实施例中，一个或多个其他波长与第一波长相邻。
133.在某些实施例中，信号的质量包括信号的误码率。
134.在某些实施例中，波长调整指示包括要调整的波长偏移量和偏移方向。
135.在一些方面，一种计算机可读存储介质，具有存储于其上的程序指令，指令在被设备上的处理器执行时使设备执行本公开的各实施例。