[发明专利]一种相干光模块及其监测方法

说明书

本发明公开了一种相干光模块及其监测方法，该监测方法包括：如果检测到相干光模块发生特征操作，则等待光路恢复稳定后，通过对自适应均衡器的残余误差和最大抽头增量进行检测，识别在特征操作后，相干光模块的性能是否存在潜在异常；如果存在潜在异常，则通过偏振态随机扰动与信道匹配滤波相结合的方式对相干光模块的自适应均衡器进行复位；连续读取N次自适应均衡器的抽头系数值，根据N次读取的抽头系数值确定相干光模块的性能是否发生劣化；通过给定次数的复位，来确定光模块能否恢复正常。在本发明中，通过适当的控制流程，软件修复光路变化导致自适应均衡器进入非全局最优收敛状态，避免性能发生明显劣化，增加光模块稳定性。

技术领域

本发明属于光通信领域，更具体地，涉及一种相干光模块及其监测方法。

背景技术

随着5G新基建和经济社会的数字化转型的推进，互联网用户、物联网连接数量将不断增长，对流量的需求也将持续高速增长。光纤通信网络作为信息高速公路的基石，无疑将发挥举足轻重的地位。目前在光传输领域，单波100G的相干光模块已经广泛商用，200G相干光模块即将规模部署，400G相干光模块也即将在数据中心光互连(DCI)场景下引领技术革新的潮流。相比于传统的强度调制直接探测(IMDD)方案，相干光通信技术对光纤传输损伤具有更高的容忍度，同时也具有更高的接收灵敏度延长传输距离，另外相干光模块还采用偏振复用和高阶调制格式以提升传输速率。当前业内已经推出了单波800G的相干光模块产品，随着器件和芯片技术的升级，相干光模块的单波速率将继续向Tbit/s及以上升级和演进。在应用场景上，相干光模块的适用范围也将从传统的长途骨干网逐渐下沉到中短距城域、DCI甚至边缘和接入网中。随着互联网和数据中心运营商入局光通信行业，设备开源解耦的思潮将进一步增加，在开放化光网络建设中，相干光模块将成为光网络的核心元素，决定了光网络的性能和可靠性。

然而高速相干光模块在实际生产和应用中，面临一些挑战。首先，随着低成本的硅光集成器件在光模块中的应用，大批量的硅光器件性能的一致性将影响光模块性能的一致性，这将要求相干光模块在出厂前不仅需要较准优化，还需要进行性能筛选，这将降低生产效率。其次，在光模块应用中，可能需要进行在线波长切换，甚至在光链路出现故障时还需要进行保护倒换。在这些动态调整的过程中，由于光路变化，主要包括波长、光功率、偏振态、色散的变化，导致光模块中的调制器偏置点、跨阻抗放大器(TIA)增益和幅度变化后，相干光模块的DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)芯片中的自适应均衡器通常不能工作在最佳状态，引起光模块性能劣化，严重时相干光模块的自适应均衡器还可能出现奇异性，导致业务中断。传统方法通过对DSP芯片相关功能单元进行单次或连续多次复位，但并不一定能保证解决问题，并且多次复位会影响业务恢复的时间。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种相干光模块及其监测方法，其目的在于，发现相干光模块的性能劣化问题后，通过适当的控制流程，软件修复光路变化导致自适应均衡器进入非全局最优收敛状态，避免性能发生明显劣化，增加光模块稳定性；同时还可筛选出由于光路急剧变化导致性能劣化的异常工作光模块，降低工程问题发生概率；随机偏振态扰动结合匹配滤波对自适应均衡器进行复位，避免多次复位陷入同一出错状态，极大降低性能劣化概率。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种相干光模块的监测方法，所述监测方法包括：

如果检测到相干光模块发生特征操作，则等待光路恢复稳定后，通过对自适应均衡器的残余误差和最大抽头增量进行检测，识别在所述特征操作后，所述相干光模块的性能是否存在潜在异常；

如果存在潜在异常，则通过偏振态随机扰动与信道匹配滤波相结合的方式对所述相干光模块的自适应均衡器进行复位；

连续读取N次所述自适应均衡器的抽头系数值，根据N次读取的抽头系数值确定所述相干光模块的性能是否发生劣化；

通过给定次数的复位，来确定光模块能否恢复正常。