滤波装置、信号处理设备及信号处理方法与流程

1.本技术涉及滤波技术，尤其涉及一种滤波装置、信号处理设备及信号处理方法。


背景技术：

2.在网络通信中，需基于光信号进行数据传输，光信号的质量直接影响网络数据传输的效率，因而对于光信号的质量有着极高要求。其中，对于光信号的滤波是一种提高光信号质量的方式。目前的滤波方式中，对于不同频段仅能分别单独进行滤波，例如一个滤波器只能进行一个频段的光信号滤波，得到该频段的滤波信号，十分不便。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种滤波装置、信号处理设备及信号处理方法，能够方便地同时进行多频段滤波。
4.本技术实施例的技术方案是这样实现的：
5.本技术实施例提供一种滤波装置，包括：光纤阵列1、衍射组件2、带通滤光片3、第一反射组件4、第二反射组件5及波分复用器6(wdm)；
6.光信号通过光纤阵列1的信号处理出射后入射至衍射组件2被色散为衍射光，衍射光入射至带通滤光片3被分光为第一频段的透射光和第二频段的反射光，所述透射光入射至所述第一反射组件4被反射形成第一光信号，所述反射光入射至所述第二反射组件5被反射形成第二光信号；
7.其中，所述第一光信号和所述第二光信号分别按原光路返回并从光纤阵列1的第二端口出射后被所述波分复用器6接收，通过所述波分复用器6分波段输出。
8.上述方案中，所述衍射组件2包括：第一透镜21及光栅22，所述第一透镜21设置于所述光线阵列1的光出射方向上，用于将所述光纤阵列1出射的散射的光信号转换为平行的光信号；所述光栅22设置于所述第一透镜21的光出射方向上，用于将平行的光信号进行色散，得到所述衍射光。
9.上述方案中，所述光栅22的光出射面与所述带通滤光片3的光接收面光接收面形成的角度为目标角度。
10.上述方案中，所述第一反射组件4包括第一微机电系统41，所述第二反射组件5包括第二微机电系统51，所述第一微机电系统41及所述第二微机电系统51均携带反射镜，所述第一微机电系统41用于反射第一波长的第一光信号，所述第二微机电系统51用于发射第二波长的第二光信号。
11.上述方案中，所述第一反射组件4还包括第二透镜42，设置于带通滤光片3的透射光的传播方向上，用于将所述透射光进行聚焦后入射至所述第一微机电系统41；所述第二反射组件5还包括第三透镜52，设置于带通滤光片3的反射光的传播方向上，用于将所述反射光进行聚焦后入射至所述第二微机电系统51。
12.上述方案中，所述第二透镜42的光接收面垂直于所述透射光的传播方向，所述第
三透镜52的光接收面垂直于所述反射光的传播方向。
13.上述方案中，所述第一微机电系统41的光接收面与所述第二微机电系统51的光接收面平行；
14.所述装置还包括：反射镜7，用于将所述透射光反射至所述第一微机电系统41。
15.上述方案中，所述装置还包括第一光电二极管8和第二光电二极管9，所述第一光电二极管8用于接收所述第一光信号，并将所述第一光信号转换为第一电信号；所述第二光电二极管9用于接收所述第二光信号，并将所述第二光信号转换为第二电信号。
16.本技术实施例提供一种信号处理设备，包括本技术实施例提供的滤波装置及信号处理模块，所述信号处理模块用于对通过所述滤波装置得到的所述第一光信号及所述第二光信号进行信号处理。
17.本技术实施例提供一种信号处理方法，所述方法应用于本技术实施例提供的信号处理模块，包括：
18.获得第一电信号及第二电信号；
19.对所述第一电信号及所述第二电信号进行信号处理，得到所述第一电信号及所述第二电信号的信号质量；
20.如果所述信号质量小于质量阈值，则发出告警信息。
21.本技术实施例提供的装置包括光纤阵列1、衍射组件2、带通滤光片3、第一反射组件4、第二反射组件5及波分复用器6，在工作时，光信号通过光纤阵列1的信号处理出射后入射至衍射组件2被色散为衍射光，衍射光入射至带通滤光片3被分光为第一频段的透射光和第二频段的反射光，所述透射光入射至所述第一反射组件4被反射形成第一光信号，所述反射光入射至所述第二反射组件5被反射形成第二光信号，其中，所述第一光信号和所述第二光信号分别按原光路返回并从光纤阵列1的第二端口出射后被所述波分复用器6接收，通过所述波分复用器6分波段输出，从而实现了两个波段的滤波，极大的方便了多频段滤波。
附图说明
22.图1是本技术实施例提供的滤波装置的一个可选的结构示意图；
23.图2是本技术提供的信号处理设备的一个可选的结构示意图；
24.图3是本技术实施例提供的信号处理方法的一个可选的流程示意图；
25.图4是本技术实施例提供的电子设备400的一个可选的结构示意图。
具体实施方式
26.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本技术的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
27.在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
28.在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定
的顺序或先后次序，以使这里描述的本技术实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
29.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本技术实施例的目的，不是旨在限制本技术。
30.可调谐光滤波器(tof)是现代智能光网络中的重要器件，它的研究和发展对灵活选择和动态监测光通道具有十分重要的意义。相关技术方案存在结构复杂，难以实现宽波长范围如c+l波段同时滤波等问题。
31.基于此，本技术实施例提供一种滤波装置及信号处理设备，通过光纤、反射镜、透镜、光栅、微机电系统、滤片、wdm及光电二极管等，实现宽波长范围如c+l波段同时可调谐光滤波及光性能监控，具有工艺简单，窄线宽、c+l波段可同时滤波监控等特点。
32.首先对本技术实施例提供的滤波装置进行说明，参见图1，图1是本技术实施例提供的滤波装置的一个可选的结构示意图。本技术实施例提供的滤波装置包括：光纤阵列1、衍射组件2、带通滤光片3、第一反射组件4、第二反射组件5及波分复用器6；光信号通过光纤阵列1的信号处理出射后入射至衍射组件2被色散为衍射光，衍射光入射至带通滤光片3被分光为第一频段的透射光和第二频段的反射光，所述透射光入射至所述第一反射组件4被反射形成第一光信号，所述反射光入射至所述第二反射组件5被反射形成第二光信号；其中，所述第一光信号和所述第二光信号分别按原光路返回并从光纤阵列1的第二端口出射后被所述波分复用器6接收，通过所述波分复用器6分波段输出。
33.在实际实施时，光纤阵列1用于接收宽波长范围光源的光信号输入及滤波后的光信号(即第一光信号及第二光信号)输出。光纤阵列1包括第一光纤端口和第二光纤端口等两个端口，光信号从光纤阵列的第一光纤端口输入，从第二光纤端口输出至衍射组件2。这里，光纤阵列1可以是2
×
m光纤阵列。衍射组件2设置于光纤阵列1的第二光纤端口的光出射方向上，接收通过第二光纤端口输出的光信号，光信号通过衍射组件2衍射后色散为衍射光。应当理解的是，入射的光信号经过衍射得到的衍射光包括多种不同波长的光。
34.本技术实施例中，带通滤光片3设置于衍射组件2的衍射光出射方向上，接收所述衍射光，将衍射光分光为两路光，其中一路为透射光，另一路为反射光。这里，带通滤光片3是透明物质做成的光学元件，其表面镀光学薄膜，用于按一定功率比例(例如50:50)分离经衍射组件2衍射的光信号，及所述衍射光。本技术实施例中，透射光为c波段的光波，反射光为l波段的光波。第一反射组件4设置于带通滤光片3的透射光传播方向上，用于将透射光进行反射。透射光将按照原光路返回至光纤阵列1，被光纤阵列1接收后从第一光纤端口输出，返回的光波记为第一光信号，应当理解，第一光信号为c波段的光波。第二反射组件设置于带通滤光片3的反射光的光传播方向上，用于将反射光进行反射。这里，反射光也将按照原光路返回至光纤阵列1，被光纤阵列1接收后从第一光纤端口输出，返回的光波记为第二光信号，应当理解，第二光信号为第二波段的光波。
35.在实际实施时，波分复用器6设置于光纤阵列1的第二光纤端口的光出射方向上，用于接收第一光信号及第二光信号。本技术实施例中，波分复用器6是一种3端口的通用光器件，光信号可从其1端口输入，从2端口输出第一光信号(即c-band光波)、从3端口输出第二光信号(即l-band光波)。从而完成了同时对c波段光波及l波段光波的滤波。
36.在一些实施例中，所述衍射组件2包括：第一透镜21及光栅22，所述第一透镜21设置于所述光线阵列1的光出射方向上，用于将所述光纤阵列1出射的散射的光信号转换为平行的光信号；所述光栅22设置于所述第一透镜21的光出射方向上，用于将平行的光信号进行色散，得到所述衍射光。在一些实施例中，所述光栅22的光接收面与所述第一透镜21的光出射面之间的夹角为光栅入射角。
37.在一些实施例中，所述光栅22的光出射面与所述带通滤光片3的光接收面光接收面形成的角度为目标角度。这里，目标角度例如可以是45度角。
38.在一些实施例中，所述第一反射组件4包括第一微机电系统41，所述第二反射组件5包括第二微机电系统51，所述第一微机电系统41及所述第二微机电系统51均携带反射镜，所述第一微机电系统41用于反射第一波长的第一光信号，所述第二微机电系统51用于发射第二波长的第二光信号。
39.在一些实施例中，所述第一反射组件4还包括第二透镜42，设置于带通滤光片3的透射光的传播方向上，用于将所述透射光进行聚焦后入射至所述第一微机电系统41；所述第二反射组件5还包括第三透镜52，设置于带通滤光片3的反射光的传播方向上，用于将所述反射光进行聚焦后入射至所述第二微机电系统51。
40.在一些实施例中，所述第二透镜42的光接收面垂直于所述透射光的传播方向，所述第三透镜52的光接收面垂直于所述反射光的传播方向。
41.在一些实施例中，所述第一微机电系统41的光接收面与所述第二微机电系统51的光接收面平行；
42.所述装置还包括：反射镜7，用于将所述透射光反射至所述第一微机电系统41。
43.在一些实施例中，所述装置还包括第一光电二极管8和第二光电二极管9，所述第一光电二极管8用于接收通过所述波分复用器6输出的第一光信号，所述第二光电二极管9用于接收通过所述波分复用器6输出的第二光信号。
44.在实际实施时，光栅22是利用多缝衍射原理使光发生色散的光学元件，用于将输入的宽波长范围平行光分解为按不同衍射角出射的不同波长的平行光。带通滤光片3是透明物质做成的光学元件，其表面镀光学薄膜，用于按50：50功率比例分离经光栅22衍射的光波。所述第二透镜42和第三透镜52与第一透镜21的结构相同，用于将输入的各波长平行光聚焦于相应的位置。反射镜7是透明物质制成的光学元件，用于折叠光路。第三透镜43和第四透镜53是透明物质制成的光学元件，将聚焦光转换为平行光，并分别与第二透镜42及第三透镜52一起组成望远镜系统将大光斑转换为小光斑。带反射镜的第一微机电系统41及第二微机电系统51用于将特定波长的衍射光反射回光路。波分复用器(wdm)6是一种3端口的通用光器件，光信号可从其1端口输入，从2端口输出c-band光波、从3端口输出l-band光波。所述第一光电二级管8和第二光电二极管9是由pn结组成的半导体芯片器件，用于特定波长的光信号的接收并将接收的光功率转换为电流。
45.本技术实施例提供的装置包括光纤阵列1、衍射组件2、带通滤光片3、第一反射组件4、第二反射组件5及波分复用器6，在工作时，光信号通过光纤阵列1的信号处理出射后入射至衍射组件2被色散为衍射光，衍射光入射至带通滤光片3被分光为第一频段的透射光和第二频段的反射光，所述透射光入射至所述第一反射组件4被反射形成第一光信号，所述反射光入射至所述第二反射组件5被反射形成第二光信号，其中，所述第一光信号和所述第二
光信号分别按原光路返回并从光纤阵列1的第二端口出射后被所述波分复用器6接收，通过所述波分复用器6分波段输出，从而实现了两个波段的滤波，极大的方便了多频段滤波。
46.参见图2，图2是本技术提供的信号处理设备的一个可选的结构示意图，本技术实施例提供一种信号处理设备，包括本技术实施例提供的滤波装置及信号处理模块。信号处理模块用于对通过所述滤波装置得到的所述第一光信号及所述第二光信号进行信号处理。
47.本技术实施例还提供一种信号处理方法，基于本技术实施例提供的信号处理设备，参见图3，图3是本技术实施例提供的信号处理方法的一个可选的流程示意图，所述方法包括：
48.步骤301，获得第一电信号及第二电信号；
49.步骤302，对所述第一电信号及所述第二电信号进行信号处理，得到所述第一电信号及所述第二电信号的信号质量；
50.步骤303，如果所述信号质量小于质量阈值，则发出告警信息。
51.本技术实施例提供一种电子设备，包括：存储器，用于存储可执行指令；处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行指令时，实现本技术实施例提供的信号处理方法。下面对实施本技术实施例的信号处理方法的电子设备进行说明。参见图4，图4是本技术实施例提供的电子设备400的一个可选的结构示意图，在实际应用中，电子设备400可以实施为终端或服务器。其中，终端可以是笔记本电脑，平板电脑，台式计算机，智能手机，专用消息设备，便携式游戏设备，智能音箱，智能手表等，但并不局限于此。服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(cdn，content delivery network)服务、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。图4所示的电子设备400包括：至少一个处理器401、存储器405、至少一个网络接口402和用户接口403。电子设备400中的各个组件通过总线系统404耦合在一起。可理解，总线系统404用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统404除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图4中将各种总线都标为总线系统404。
52.处理器401可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力，例如通用处理器、数字信号处理器(dsp，digital signal processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其中，通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。
53.用户接口403包括使得能够呈现媒体内容的一个或多个输出装置1031，包括一个或多个扬声器和/或一个或多个视觉显示屏。用户接口403还包括一个或多个输入装置4032，包括有助于用户输入的用户接口部件，比如键盘、鼠标、麦克风、触屏显示屏、摄像头、其他输入按钮和控件。
54.存储器405可以是可移除的，不可移除的或其组合。示例性的硬件设备包括固态存储器，硬盘驱动器，光盘驱动器等。存储器405可选地包括在物理位置上远离处理器401的一个或多个存储设备。
55.存储器405包括易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。非易失性存储器可以是只读存储器(rom，read only memory)，易失性存储器可
以是随机存取存储器(ram，random access memory)。本技术实施例描述的存储器405旨在包括任意适合类型的存储器。
56.在一些实施例中，存储器405能够存储数据以支持各种操作，这些数据的示例包括程序、模块和数据结构或者其子集或超集，本技术实施例中，存储器405中存储有操作系统4051、网络通信模块4052、呈现模块4053、输入处理模块4054及信号处理模块4055；具体地，
57.操作系统4051，包括用于处理各种基本系统服务和执行硬件相关任务的系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务；
58.网络通信模块4052，用于经由一个或多个(有线或无线)网络接口402到达其他计算设备，示例性的网络接口402包括：蓝牙、无线相容性认证(wifi)、和通用串行总线(usb，universal serial bus)等；
59.呈现模块4053，用于经由一个或多个与用户接口403相关联的输出装置1031(例如，显示屏、扬声器等)使得能够呈现信息(例如，用于操作外围设备和显示内容和信息的用户接口)；
60.输入处理模块4054，用于对一个或多个来自一个或多个输入装置4032之一的一个或多个用户输入或互动进行检测以及翻译所检测的输入或互动。
61.在一些实施例中，本技术实施例提供的信号处理模块可以采用软件方式实现，图1示出了存储在存储器405中的信号处理模块4055，其可以是程序和插件等形式的软件，包括以下软件模块：获得模块40551、处理模块40552及告警模块40553，这些模块是逻辑上的，因此根据所实现的功能可以进行任意的组合或进一步拆分。将在下文中说明各个模块的功能。
62.在另一些实施例中，本技术实施例提供的信号处理模块可以采用硬件方式实现，作为示例，本技术实施例提供的信号处理模块可以是采用硬件译码处理器形式的处理器，其被编程以执行本技术实施例提供的信号处理方法，例如，硬件译码处理器形式的处理器可以采用一个或多个应用专用集成电路(asic，application specific integrated circuit)、dsp、可编程逻辑器件(pld，programmable logic device)、复杂可编程逻辑器件(cpld，complex programmable logic device)、现场可编程门阵列(fpga，field-programmable gate array)或其他电子元件。
63.本技术实施例提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行本技术实施例上述的信号处理方法。
64.本技术实施例提供一种存储有可执行指令的计算机可读存储介质，其中存储有可执行指令，当可执行指令被处理器执行时，将引起处理器执行本技术实施例提供的信号处理方法。
65.在一些实施例中，计算机可读存储介质可以是fram、rom、prom、eprom、eeprom、闪存、磁表面存储器、光盘、或cd-rom等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种设备。
66.在一些实施例中，可执行指令可以采用程序、软件、软件模块、脚本或代码的形式，按任意形式的编程语言(包括编译或解释语言，或者声明性或过程性语言)来编写，并且其
可按任意形式部署，包括被部署为独立的程序或者被部署为模块、组件、子例程或者适合在计算环境中使用的其它单元。
67.作为示例，可执行指令可以但不一定对应于文件系统中的文件，可以可被存储在保存其它程序或数据的文件的一部分，例如，存储在超文本标记语言(html，hyper text markup language)文档中的一个或多个脚本中，存储在专用于所讨论的程序的单个文件中，或者，存储在多个协同文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。
68.作为示例，可执行指令可被部署为在一个计算设备上执行，或者在位于一连的多个计算设备上执行。
69.综上所述，通过本技术实施例能够方便地同时进行多频段滤波。
70.以上所述，仅为本技术的实施例而已，并非用于限定本技术的保护范围。凡在本技术的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种滤波装置，其特征在于，包括：光纤阵列(1)、衍射组件(2)、带通滤光片(3)、第一反射组件(4)、第二反射组件(5)及波分复用器(6)；光信号通过光纤阵列(1)的信号处理出射后入射至衍射组件(2)被色散为衍射光，衍射光入射至带通滤光片(3)被分光为第一频段的透射光和第二频段的反射光，所述透射光入射至所述第一反射组件(4)被反射形成第一光信号，所述反射光入射至所述第二反射组件(5)被反射形成第二光信号；其中，所述第一光信号和所述第二光信号分别按原光路返回并从光纤阵列(1)的第二端口出射后被所述波分复用器(6)接收，通过所述波分复用器(6)分波段输出。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述衍射组件(2)包括：第一透镜(21)及光栅(22)，所述第一透镜(21)设置于所述光线阵列(1)的光出射方向上，用于将所述光纤阵列(1)出射的散射的光信号转换为平行的光信号；所述光栅(22)设置于所述第一透镜(21)的光出射方向上，用于将平行的光信号进行色散，得到所述衍射光。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述光栅(22)的光出射面与所述带通滤光片(3)的光接收面形成的角度为目标角度。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一反射组件(4)包括第一微机电系统(41)，所述第二反射组件(5)包括第二微机电系统(51)，所述第一微机电系统(41)及所述第二微机电系统(51)均携带反射镜，所述第一微机电系统(41)用于反射第一波长的第一光信号，所述第二微机电系统(51)用于发射第二波长的第二光信号。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一反射组件(4)还包括第二透镜(42)，设置于带通滤光片(3)的透射光的传播方向上，用于将所述透射光进行聚焦后入射至所述第一微机电系统(41)；所述第二反射组件(5)还包括第三透镜(52)，设置于带通滤光片(3)的反射光的传播方向上，用于将所述反射光进行聚焦后入射至所述第二微机电系统(51)。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二透镜(42)的光接收面垂直于所述透射光的传播方向，所述第三透镜(52)的光接收面垂直于所述反射光的传播方向。7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一微机电系统(41)的光接收面与所述第二微机电系统(51)的光接收面平行；所述装置还包括：反射镜(7)，用于将所述透射光反射至所述第一微机电系统(41)。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一光电二极管(8)和第二光电二极管(9)，所述第一光电二极管(8)用于接收所述第一光信号，并将所述第一光信号转换为第一电信号，所述第二光电二极管(9)用于接收所述第二光信号，并将所述第二光信号转换为第二电信号。9.一种信号处理设备，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的滤波装置及信号处理模块，所述信号处理模块用于对通过所述滤波装置得到的所述第一光信号及所述第二光信号进行信号处理。10.一种信号处理方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求9所述的信号处理模块，包括：获得第一电信号及第二电信号；对所述第一电信号及所述第二电信号进行信号处理，得到所述第一电信号及所述第二
电信号的信号质量；如果所述信号质量小于质量阈值，则发出告警信息。

技术总结
本申请提供了一种滤波装置及信号处理设备；装置包括：光纤阵列、衍射组件、带通滤光片、第一反射组件、第二反射组件及波分复用器；光信号通过光纤阵列的信号处理出射后入射至衍射组件被色散为衍射光，衍射光入射至带通滤光片被分光为第一频段的透射光和第二频段的反射光，所述透射光入射至所述第一反射组件被反射形成第一光信号，所述反射光入射至所述第二反射组件被反射形成第二光信号；其中，所述第一光信号和所述第二光信号分别按原光路返回并从光纤阵列的第二端口出射后被所述波分复用器接收，通过所述波分复用器分波段输出。通过所述波分复用器分波段输出。通过所述波分复用器分波段输出。


技术研发人员：谢兰枧 曾云 李恒超 杨俊峰
受保护的技术使用者：武汉光迅科技股份有限公司
技术研发日：2023.04.26
技术公布日：2023/9/14