配置用于连续设定点控制的可调色散补偿器

摘要

可调色散补偿器（TDC）在维持色散的连续性的同时从第一色散设定点调节到第二色散设定点。该色散调节遵循时域中的预定轨迹，从而在使调节时段期间由TDC引起的所有其他光学损害最小的同时维持跨越通道光学带宽的光学色散的连续性。

说明书

技术领域

本发明的实施例通常涉及光通信系统中的色散补偿，更具体地，涉及配置用于连续设定点控制的可调色散补偿器。

背景技术

在具有诸如40Gbs和更快的高数据速率的光通信系统中，存在由构成系统的光学介质中的色散引起的显著的透射代价。由于任何光脉冲具有有限的谱或带宽，因此色散可能严重地影响光学系统中的光脉冲的传播，并且因此色散可能使光脉冲的不同的频率分量以不同的速度传播。结果，该速度变化使光学信号的光脉冲在它们行进通过光学介质时扩宽。这种被称为“脉冲展宽”的现象在未被检查的情况下可能引起增加的位错误率。

固定色散补偿器通常用在光学系统中以执行体色散补偿，仅留下残余色散。残余色散是光学信号的色散和用于在光学系统中的特定位置执行体色散补偿的固定色散补偿器之间的不完美的匹配的产物（artifact）。由于高速光学系统中的间距小的光脉冲在例如40 Gbps和更快的高位速率下通常较易受脉冲展宽影响，因此残余色散可能造成这些系统的显著的透射代价。诸如用在海底网络中的长程光学系统也类似地在例如10 Gbps的较低的位速率下易受影响。

可调色散补偿器（TDC）通常用在光通信系统各处以补偿残余色散，并且可以精确地进行调节以消除系统中的特定位置处的色散的影响。已知色散是作为波长的函数的、光学信号的光脉冲的光学群延迟响应的改变速率。因而，一种用于补偿色散的方法牵涉使光学信号通过TDC，该TDC产生关于波长的、与光学介质引起的光学群延迟响应的改变速率相反的光学群延迟响应的改变速率。

然而，当TDC的色散设定点改变时（其定期发生），诸如当光通道被添加到光学系统中的节点或者通过具有不同色散特性的不同光学链路重新路由时，出现了问题。向链路提供包含TDC的应答器牵涉监控链路的眼图代价（EOP）或位错误率（BER）以及使用TDC以使用收敛算法使EOP最优化。对于新提供的链路，TDC的色散设定点通常也被设定为新值。由于TDC的色散突然从一个设定点值调节到另一个设定点值，因此光通道典型地丧失连续性，即光通道在到达期望状态之前通过由TDC的不受控的色散引起的不可预测的信号失真的时段。

具体地，当基于标准具的TDC的色散设定点改变时，TDC修改其中包含的每个可调标准具的光学群延迟响应以便于提供新请求的色散补偿值。如果TDC突然将标准具的光学群延迟响应改变为新的设定点，则通常不能维持光学性能，并且对于有限时间，光通道可能不符合光学系统的性能规范，即非常不合乎需要的条件。这是因为，当色散从一个设定点调节到另一设定点时，光通道在到达期望状态之前可能通过由不受控的TDC色散引起的不可预测的信号失真的时段。可替换地，为了一直确保光通道的性能参数的连续性，TDC可以通过一系列小的设定点改变来修改每个标准具的谱设定点。在色散设定点的每个小步进变化中，PID（比例-积分-微分）控制器使光通道的所有光学参数的过冲和下冲最小，从而TDC在每个步进中“安定”在稳定的光学性能。该方法防止光通道的不连续的光学性能，但是非常耗时间，例如大约几分钟。因此，当针对TDC发出新的色散设定点时，光通信系统可能受到延长的调节时间或者不连续的光学性能的时段的困扰。

因此，在本领域中需要一种快速地将TDC从第一色散设定点调整到第二色散设定点的方法，其避免了光通道的不连续的光学性能。

发明内容

本发明的一个或多个实施例提供了用于将可调色散补偿器（TDC）从第一色散设定点调整到第二色散设定点，同时维持色散的连续性并且使调节时段期间由TDC引起的其他损害最小的方法。

根据本发明的实施例的对具有多个光学群延迟调节元件的可调色散补偿器进行调节的方法包括如下步骤：接收新的TDC设定点，根据当前的和新的TDC设定点计算TDC设定点轨迹，对于与TDC设定点轨迹对应的光学群延迟调节元件的调节系数生成目标轨迹，以及控制光学群延迟调节元件的调节系数以跟踪目标轨迹。在该方法中，由于维持了色散的连续性并且在调节时段期间使TDC引起的其他损害最小，可以在到达新的TDC设定点之前停止调节系数的控制，并且该控制停止时到达的TDC设定点表示有效TDC设定点。

根据本发明的实施例的改变具有至少第一光学群延迟调节元件和第二光学群延迟调节元件的可调色散补偿器（TDC）的设定点的方法包括如下步骤：检索第一和第二目标调节系数轨迹，每个轨迹对应于新的TDC设定点，控制第一光学群延迟调节元件的调节系数以跟踪第一目标调节系数轨迹并且控制第二光学群延迟调节元件的调节系数以跟踪第二目标系数轨迹。

根据本发明的实施例的可调色散补偿器包括至少第一和第二光学群延迟调节元件以及监控第一和第二光学群延迟调节元件的光学群延迟的控制器，并且控制器被配置为根据第一和第二光学群延迟调节元件的目标光学群延迟系数轨迹来控制第一和第二光学群延迟调节元件的调节系数。

附图说明

以能够详细理解本发明的上述特征的方式，参照实施例给出了上文简要总结的本发明的更具体的描述，在附图中图示了一些实施例。然而，应当注意，附图仅图示了本发明的典型实施例并且因此不应被视为其范围的限制，本发明可以准许其他同样有效的实施例。

图1是可以受益于本发明的实施例的可调色散补偿器（TDC）的概念框图。

图2是图示TDC的标准具的光学群延迟响应的曲线图。

图3是图示根据本发明的实施例的TDC的累积光学群延迟响应的曲线图。

图4是图示具有相对差的光学群延迟波纹的TDC的累积光学群延迟响应的曲线图。

图5是可以受益于本发明的实施例的包括Gires-Tournois（迈克耳孙）干涉仪（GTI）标准具组件的阵列的TDC的功能框图。

图6是图示根据本发明的实施例的，当TDC从第一色散设定点变为第二色散设定点时关于五个固态GTI标准具的温度轨迹的曲线图。

图7是图示根据本发明的实施例的、当TDC从第一色散设定点变为第二色散设定点时的标准具温度轨迹的曲线图。

图8是以分步的方式总结根据本发明的一个或多个实施例的用于将TDC从第一色散设定点调整到第二色散设定点的方法的流程图。

为了清楚起见，在适当的情况下使用了相同的附图标记表示图与图之间共同的相同元件。设想一个实施例的特征可以并入在其他实施例中而无需进一步说明。

具体实施方式

本发明的实施例设想用于将可调色散补偿器（TDC）从第一色散设定点调整到第二色散设定点，同时在调节时段期间维持色散的连续性的方法。具体地，通过在时域中遵循预定色散轨迹使TDC的色散从第一设定点变为第二设定点，从而在TDC在第一和第二设定点之间变换期间一直维持光通道的连续性。TDC由多个光学调节元件构成，每个光学调节元件向TDC的累积光学群延迟（即TDC的色散）贡献一个或多个光学群延迟峰。在预定的色散轨迹上的每个点处，将每个光学调节元件的光学群延迟调整到特定的已知的设定，以提供满足光通道的连续性要求的累积光学群延迟。TDC色散从第一设定点连续变化到第二设定点，而非通过一系列小步进，其中每个步进牵涉通过闭环控制的收敛的耗时处理。在一些实施例中，实现停止命令以在获得最优的BER、EOP或其他系统反馈时锁定TDC色散。在一些实施例中，使温度轨迹和PID控制系数最优化以便TDC色散尽可能快速地从第一设定点移动到第二设定点。

图1是可以受益于本发明的实施例的TDC 100的概念框图。如所示出的，TDC 100具有多个光学调节元件，即元件101-110，它们顺序级联以处理引入的光通道120。在可替换的实施例中，TDC可以包括比十个更多或更少的标准具。标准具101-110可以包括任何适当的标准具结构，诸如Gires-Tournois（GT）标准具、Fabry-Pérot（法布里-珀罗）（FP）标准具以及它们的组合。

Fabry-Pérot标准具典型地由具有两个反射表面的透明板制成。可替换的设计由其间具有间隙的一对透明板构成，任何成对的板表面形成两个反射表面。GT标准具基本上是具有一个高度反射的表面的FP标准具。作为波长的函数的FP标准具的透射谱呈现与标准具的谐振对应的周期性透射峰，并且已知该透射峰的波长由于热光效应和热膨胀而随标准具的温度变化（例如，调节系数）。热光效应，即折射率随温度的变化，改变了标准具的反射表面之间的光程长度，并且热膨胀系数（CTE）改变了标准具的反射表面之间的物理间距。每个标准具101-110具有关联的光学群延迟响应，其在下文中结合图2描述。由于该光学群延迟响应在频域中的位置是标准具的透射峰的中心波长的函数，并且由于透射峰波长随标准具的温度变化，因此通过改变标准具的温度可以在频域中调整标准具的光学群延迟响应。换言之，每个标准具的调节系数控制调整标准具的光学群延迟响应的中心频率的标准具的自由谱范围（FSR）。所描述的调节系数与温度控制相关，然而应当注意，可以使用其他调节系数，诸如电压/电流控制、材料机械控制、材料张紧/拉伸光纤、光机械、磁光、或者载波引入的折射率改变。

图2是图示TDC 100的标准具101的光学群延迟响应201的曲线图200。光学群延迟响应201相对于光波长以皮秒（ps）为单位对标准具101的光学群延迟进行量化。诸如介质镜、一段光纤或标准具的光学元件的光学群延迟被定义为谱相位改变相对于角频率的导数，并且具有时间的单位。如所示出的，光学群延迟响应201具有至少一个光学群延迟峰201A，其位于光通道120的通带121中。作为示例，图2中图示的光通道120具有从1544.9 nm延伸到1545.7 nm的通带。应当理解，本发明的实施例对于具有与光通道120基本上不同（在带宽方面或者在频域中的位置方面）的通带的光通道同样有利。在图2中，光学群延迟峰201A被示出为基本上以波长1545.3 nm为中心，但是由于可以通过改变标准具101的温度在频域中调整延迟峰201A的位置，因此延迟峰201A不固定在波长1545.3 nm。

移除光通道中的残余色散通常牵涉对色散进行量化，随后调节TDC以补偿测量的色散。在作为光波长的函数的光学群延迟响应的曲线图上，测量的残余色散由光学群延迟响应的斜率，即光学群延迟响应相对于波长的改变速率来表示。对于基于标准具的TDC，可以通过合成光学群延迟响应曲线来产生补偿色散，该光学群延迟响应曲线具有与测量的光学群延迟响应斜率（即测量的残余色散）相等但符号相反的相对于波长的斜率。通过调整TDC标准具的光学群延迟响应并且对其求和以形成具有期望的斜率的累积光学群延迟响应，来合成补偿光学群延迟响应曲线。每个标准具的光学群延迟响应在波长域中的位置通过控制关联的标准具的温度来进行调整。

图3是图示根据本发明的实施例的TDC 100的累积光学群延迟响应301的曲线图300。此外，曲线图300分别示出了关于标准具101-110的光学群延迟响应201-210。累积光学群延迟响应301是标准具101-110的各个光学群延迟响应201-210的和。当进行调整以适当地补偿光通道120的残余色散时，累积光学群延迟响应301具有基本上线性的斜率320，该斜率320与针对光通道120测量的残余色散，即光学群延迟响应改变速率相等但是符号相反。此外，当累积光学群延迟响应301具有线性斜率的部分基本上以光通道120的通带为中心时，累积光学群延迟响应301更有效地补偿光通道120中的残余色散。

在图3中，累积光学群延迟响应301被示出为具有基本上线性的斜率320，这是理想情况。实际上，由于通过叠加一系列钟形曲线，即光学群延迟响应201-210来合成累积光学群延迟响应301，因此斜率320仅近似直线并且因此将由特定的“光学群延迟波纹”的度量来描述其特征。光学群延迟波纹是对斜率320相对于具有恒定斜率的理想直线的变化进行量化的光通道的光学性能的度量，并且可以被定义为余项函数的最大峰峰波纹，其中余项函数是累积光学群延迟响应和拟合到累积光学群延迟响应的直线函数之间的差。图4是图示具有相对差的光学群延迟波纹的TDC的累积光学群延迟响应401的曲线图400。如所示出的，斜率420大大不同于如虚线421指示的具有理想线性斜率的最佳拟合线性逼近。

已知通过重新定位每个光学群延迟响应201-210的峰响应的中心波长，可以使包括斜率320、累积光学群延迟响应301的定中心以及斜率320的光学群延迟波纹的TDC的光学性能最优化。如上文所述，通过单独地控制每个关联的标准具的温度使每个光学群延迟响应201-210相对于波长重新定位。每个标准具的材料可以被选择为增强热光效应并且从而增加每个标准具在TDC调节期间可以在其上定位的波长范围。已知基于硅的材料具有大的热光系数。例如，单晶硅的热光系数在用于调节标准具的温度范围上约为1.9至2.4×10^-4每开氏度。因而，由无定形硅、多晶硅和优选地单晶硅形成的标准具良好地适于受益于本发明的实施例。相似地，每个标准具的尺寸和表面反射率可以被选择为使得在调节处理期间，每个标准具的光学群延迟响应基本上位于光通道120的带通中的任何点处。这样，每个标准具的光学群延迟响应可以用于对TDC累积光学群延迟响应（即累积光学群延迟响应301）的正的或负的斜率有贡献。

图5是可以受益于本发明的实施例的包括Gires-Tournois干涉仪（GTI）标准具组件501的阵列的TDC 500的功能框图。该阵列包括多个GTI标准具组件501，例如12-16个或更多。TDC 500包括控制器502，其可以在物理上并入在具有GTI标准具组件501的TDC 500的结构中，例如并入在印刷电路板组件上，或者可以相对其远程设置。控制器502电子耦合到每个GTI标准具组件501，并且可以包括一个或多个通用处理器，诸如微处理器、数字信号处理器（DSP）和/或例如专用集成电路（ASIC）的专用处理器。根据需要，控制器502还包括存储器块，其包括ROM、RAM、EEPROM、Flash（闪存）或者其他存储器块，以便于通过TDC 500的本发明的实施例的执行。

TDC 500的每个GTI标准具组件501包括固态GTI标准具506，加热器503和设置在固态GTI标准具506上的温度感测器件504，以及一个或多个光学元件，诸如光纤准直元件508，以便根据需要在进入和离开每个GTI标准具组件501时引导、对准、准直和/或聚焦光通道120。加热器503可以是任何适当的加热器件，其可由控制器502控制以向固态GTI标准具506提供用于TDC调节目的的所需的热能。在一个实施例中，加热器503是电阻加热器元件，诸如在固态GTI标准具506的一个或多个表面上形成的薄膜陶瓷元件。温度感测器件504可以是具有适当的尺寸、灵敏度、响应时间和通信接口的任何温度感测装置，以在TDC调节期间向控制器502提供准确的和精确的温度反馈。在一个实施例中，温度感测器件504是负温度系数（NTC）热敏电阻。输入光纤505将诸如光通道120的光通道引导至第一GTI标准具组件501，并且在TDC 500执行色散补偿之后，输出光纤509引导光通道离开TDC 500。光纤507以所示的级联序列的形式将GTI标准具组件501彼此光学链接。

TDC 500通过使用关于每个GTI标准具组件501的单独的闭环控制将色散维持在期望的色散设定点。基于在TDC 500的正常操作之前执行的特征化，已知关于每个GTI标准具组件501的相对于波长的光学群延迟响应是标准具温度的函数，即在每个标准具的光学群延迟响应和标准具温度之间已建立了一对一映射。此外，特征化处理可以确定产生关于特定色散设定点的适当的累积光学群延迟响应的GTI标准具组件501的光学群延迟响应的最优定位。因此，通过将TDC 500中包含的每个标准具的温度控制为预定值，可以在操作期间由TDC 500合成适当的累积光学群延迟响应以补偿光通道中的测量的残余色散。这里提到的GTI标准具组件501的特征化可以包括经验和预测方法，即测量数据和理论数据。该特征化可以在多个波长通道、多个温度处执行，并且以足够细微的增量执行以考虑作为波长通道和温度的函数的光学群延迟响应中的任何非线性。本领域的技术人员在执行TDC 500和GTI标准具组件501的这种特征化之后，可以容易地设计关于任何特定的色散设定点的适当的累积光学群延迟响应，以及用于使诸如TDC 500的TDC从第一色散设定点变为第二色散设定点的标准具温度轨迹。根据本发明的实施例，在下文中结合图6描述标准具温度轨迹。

在操作中，TDC 500通过使用控制器502、加热器503和温度感测器件504执行每个GTI标准具组件501的单独的闭环温度控制来维持与色散设定点匹配的累积光学群延迟响应。为了清楚起见，现在根据单个GTI标准具组件501描述闭环控制。控制器502将由箭头511示出的功率输入提供给加热器503。施加到加热器503的功率水平可以是电压控制的或电流控制的。控制器502施加的功率根据固态GTI标准具506相对于温度设定点的当前温度，增加、减少或维持固态GTI标准具506和温度感测器件504的温度。温度感测器件504借助信号512将固态GTI标准具506的当前温度报告给控制器502。在一个实施例中，温度感测器件504是NTC热敏电阻，其电阻随温度变化。控制器502借助信号512监控固态GTI标准具506的温度，并且按照需要增加或减少施加到固态GTI标准具506的功率，从而将固态GTI标准具506尽可能接近地维持在温度设定点。因此，GTI标准具组件501产生期望波长处的光学群延迟响应。控制器502以相似的方式控制每个剩余的GTI标准具组件501的光学群延迟响应。这样，TDC 500产生关于特定的色散设定点的累积光学群延迟响应，其具有基本上线性的斜率，具有小的光学群延迟波纹，并且补偿光通道120中的测量的色散。

本发明的实施例考虑一种使诸如TDC 500的TDC从第一色散设定点变为第二色散设定点，同时维持调节时段期间的色散性能的连续性的方法。为了一直维持该连续性，通过在时域中遵循预定色散轨迹而使TDC的色散从第一设定点变为第二设定点。在沿该轨迹的每个点处，即在任何特定时间，TDC的每个标准具的光学群延迟被调整到特定的已知设定以提供满足光通道的连续性要求的累积光学群延迟。由于每个标准具的光学群延迟响应已映射到标准具温度，因此TDC可以通过将标准具控制到适当的温度而在时间上调整沿预定轨迹的色散。因而，对于TDC的每个标准具，温度也在时间上遵循预定的轨迹。因此，TDC可以在色散从第一色散设定点变为第二色散设定点的同时维持光通道的连续性，而不需要直接测量光通道性能，例如EOP、BER等。

与用于使TDC 500从第一色散设定点变为第二色散设定点的现有技术的方法相对比，本发明的实施例不依赖于直接反馈的作为控制参数的量化的光通道性能。如在背景技术中提到的，这种方法是耗时的或者导致具有对于光通道的不可接受的光学性能的时段。相反，控制每个标准具的温度以在时间上遵循特定的预定轨迹，其中单独地控制每个标准具的温度轨迹，并且标准具温度是唯一的控制参数。控制器502将功率施加到每个加热器503以控制每个固态GTI标准具506的温度遵循适当的温度轨迹。

图6是图示根据本发明的实施例的、当TDC 500从第一色散设定点变为第二色散设定点时关于五个固态GTI标准具506的温度轨迹601-605的曲线图600。为了清楚起见，仅示出了五个温度轨迹，但是实际上当TDC 500从第一色散设定点到第二色散设定点时TDC 500的所有固态GTI标准具506遵循温度轨迹。

在时间t1，通过温度将五个标准具调整到第一色散设定点以产生具有与第一色散设定点匹配并且具有可接受的光学群延迟波纹水平的基本上线性的斜率的累积光学群延迟响应。因而，在时间t1，光通道120具有可接受的光学性能。在时间t2，已通过温度将五个标准具调整到第二色散设定点，并且产生具有与第二色散设定点匹配并且具有可接受的光学群延迟波纹水平的基本上线性的斜率的累积光学群延迟响应。此外，选择温度轨迹601-605，从而在t1和t2之间的任何时间，光通道120具有可接受的光学性能。具体地，通过具有呈现低光学群延迟波纹的基本上线性的斜率，TDC 500的累积光学群延迟满足光通道120的连续性要求。

如所示出的，每个温度轨迹601-605遵循单独的路径。由于温度轨迹601-605描述单独控制的标准具的温度，因此这些轨迹的特性可能彼此大大不同，包括净温度增益/损失、斜率、拐点的数目和位置等。在TDC 500的正常操作之前基于GTI标准具组件501的特征化来确定温度轨迹601-605，并且通过相应地（即作为时间的函数）改变输入到每个GTI标准具组件501的加热器503的功率来实现温度轨迹601-605。因而，不同于在时间上遵循任意的温度轨迹，在TDC 500的两个色散设定点之间明确地控制每个固态GTI标准具506的温度以遵循预定的温度轨迹。在一个实施例中，为了更好地遵循温度轨迹601-605，控制器502可以使用PID控制方案使误差最小并且更接近地遵循温度轨迹601-605。这种PID控制不应与现有技术的TDC使用的PID控制混淆，其使用光通道性能的反馈作为控制参数来安定色散。根据本发明的实施例，当TDC 500从第一色散设定点变为第二色散设定点时，使用标准具温度作为控制参数。

在图6中，温度轨迹601-605被示出为平滑的连续曲线。实际上，每个温度轨迹由多个相对于时间的小的但是离散的温度变化构成。然而，本发明的实施例不应与现有技术的方法混淆，在现有技术的方法中TDC通过一系列小的中间设定点改变来修改每个标准具的波长设定点，即标准具温度设定点，并且PDI控制器使色散设定点中的每个小步进变化处的光通道的所有光学参数的过冲和下冲最小。根据本发明的实施例，当到达温度轨迹上的每个新的目标温度时，控制器502在使TDC 500的色散安定在新的温度设定点的尝试中不测量光通道性能。相反，控制器502使用标准具温度作为反馈参数来维持光通道120的光学性能。

在一个实施例中，当已获得诸如EOP和BER的一个或多个光学性能参数的最优值时，可以将TDC 500的色散锁定或冻结在特定值。在该实施例中，光学性能的测量未被用作用于促进或加速色散算法的收敛的控制参数，即反馈。然而，如果测量到令人满意的光学性能，则可以在完全越过温度轨迹之前将TDC 500的色散锁定在当前值。

在一个实施例中，基于色散设定点校准数据计算每个固态GTI标准具506的温度轨迹上的特定点。图7是图示根据本发明的实施例的、当TDC 500从第一色散设定点变为第二色散设定点时的标准具温度轨迹701-705的曲线图700。因此，在时间t1，五个标准具被设定到第一色散设定点以产生具有与第一色散设定点匹配的基本上线性的斜率的累积光学群延迟响应。相似地，在时间t2，通过温度将五个标准具调整到第二色散设定点以产生具有与第二色散设定点匹配的基本上线性的斜率的累积光学群延迟响应。

标准具温度轨迹701-705基本上与图6中的温度轨迹601-605相似，不同之处在于标准具温度轨迹701-705包括与TDC 500的校准的色散设定点对应的点，即温度值。具体地，在时间t1.1，标准具温度轨迹701-705的标准具温度由落在时间t1处的色散设定点和时间t2处的色散设定点之间的中间色散设定点定义，其中先前已确定该中间色散设定点处的标准具温度值。在时间t1.2，标准具温度轨迹701-705的标准具温度由落在时间t1.1处的色散设定点和时间t2处的色散设定点之间的中间色散设定点定义。在时间t1.3和t1.4，相似地定义标准具温度轨迹701-705的标准具温度。在该实施例中，可以通过插值或者本领域中已知的其他手段来定义构成标准具温度轨迹701-705的剩余的点。

在一个实施例中，一旦已到达第二色散设定点，则可以将使用反馈测量光学性能的传统的色散收敛算法应用于TDC 500的标准具温度。该实施例在利用从第一色散设定点到第二色散设定点的短时长的切换时间的同时确保了光通道的最优性能。

在其他实施例中，该方法可以用于通过遵循预定的色散轨迹并且使在TDC器件中的变换期间由TDC引起的所有其他光学损害最小来使色散从第一设定点变为第二设定点，其中TDC器件使用除了热光调节之外的机制（例如，电光机制、光机械机制、磁光机制、声光机制、压电机制或者载波引入的折射率改变机制）调节多个GT标准具的FSR。例如，在一个实施例中，可以使用电光调节来调节TDC。TDC将包括多个标准具，其中每个标准具包括电光材料，诸如铌酸锂。如业界已知的，电光效应是响应于与光频率相比缓慢变化的电场的材料的光学性质的变化。可以将电压（例如，调节系数）施加到每个标准具以控制调整标准具的光学群延迟响应的中心频率的标准具的自由谱范围（FSR）。与这里描述的标准具温度轨迹相似，将使用标准具电压轨迹使TDC从第一色散设定点变为第二色散设定点。在另一实施例中，可以使用光机械调节来调节TDC。TDC将包括多个标准具，其中每个标准具包括旋转电机，其将改变光撞击一部分标准具的角度。电机位置（例如，调节系数）将用于控制调整标准具的光学群延迟响应的中心频率的标准具的自由谱范围（FSR）。与这里描述的标准具温度轨迹相似，将使用标准具电机位置轨迹使TDC从第一色散设定点变为第二色散设定点。

在其他实施例中，该方法可以用于通过遵循预定的色散轨迹并且调节使在TDC器件中的变换期间由TDC引起的所有其他光学损害最小的系数轨迹来使色散从第一设定点变为第二设定点，其中TDC器件调节与GT标准具不同的多个光学群延迟调节元件（例如，光学波导延迟线、环形谐振器、液晶或硅基液晶相位延迟器或者Bragg（布拉格）光栅元件）的调节系数。

在一个实施例中，TDC可以具有诸如环形谐振器的光学群延迟调节元件，其中每个环形谐振器的调节系数控制调整环形谐振器的光学群延迟响应的中心频率的环形谐振腔的自由谱范围（FSR）。每个环形谐振器可以具有连接到加热器的环形波导。当提供功率时，加热器控制环形波导的温度（例如，调节系数）。这样，可以将环形谐振器的延迟时间谱的中心波长控制为期望值。可用于环形谐振器的其他调节系数可以是电压/电流控制，或者材料机械控制。按与这里描述的方式相似的方式，使用具有环形谐振器的TDC的方法可用于使TDC从第一色散设定点变为第二色散设定点。

在另一实施例中，TDC可以具有诸如光学波导延迟线的光学群延迟调节元件，其中每个波导延迟线的调节系数调整波导延迟线的光程长度。可以与光学波导延迟线一起使用的调节系数可以是电压/电流控制、温度控制、材料机械控制或材料张紧/拉伸光纤的控制。按与这里描述的方式相似的方式，使用具有光学波导延迟线的TDC的方法可用于使TDC从第一色散设定点变为第二色散设定点。

在另一实施例中，TDC可以具有诸如Bragg光栅元件的光学群延迟调节元件，其中每个Bragg光栅元件的调节系数调整Bragg光栅元件的光学群延迟响应的中心频率。Bragg光栅元件可以连接到将调节力施加到Bragg光栅元件的调节器件。可以与Bragg光栅元件一起使用的调节系数可以是电压/电流控制、温度控制、材料机械控制或材料张紧/拉伸光纤的控制。按与这里描述的方式相似的方式，使用具有Bragg光栅元件的TDC的方法可用于使TDC从第一色散设定点变为第二色散设定点。

在另一实施例中，TDC可以具有诸如液晶或硅基液晶（LCOS）可变相位延迟像素的光学群延迟调节元件，其中每个像素的调节系数是控制每个像素的相位延迟的电压。可以与液晶或硅基液晶（LCOS）可变相位延迟像素一起使用的调节系数可以是电压控制。按与这里描述的方式相似的方式，使用具有液晶或硅基液晶（LCOS）可变相位延迟像素的TDC的方法可用于使TDC从第一色散设定点变为第二色散设定点。

图8是以分步的方式总结根据本发明的一个或多个实施例的用于将TDC从第一色散设定点调整到第二色散设定点的方法800的流程图。根据基本上与图5中的TDC 500相似的TDC来描述方法800。然而，其他TDC也可以受益于方法800的使用。用于执行步骤801-804的命令可以驻留在TDC控制算法中和/或作为值存储在TDC的电子电路中或者关联的存储介质中。如上文结合图5描述的，在方法800的第一步骤之前，执行TDC 500的特征化以构造关于每个固态GTI标准具506的轨迹。

在步骤801中，请求TDC 500的新的色散设定点。新的色散设定点可以是在光通信系统中添加或重新路由光通道的结果。

在步骤802中，基于当前TDC设定点和新的TDC设定点计算TDC设定点轨迹。TDC设定点轨迹通常是设定点相对于时间的改变。

在步骤803中，生成或者重新得到适当的调节系数轨迹用于将TDC 500的色散从原始色散设定点调整到新的色散设定点。适当的轨迹可以存储在查找表或者本领域中的其他装置中。

在步骤804中，控制调节系数。如这里所述，调节系数可以是许多不同类型的调节系数，诸如电压、电流、温度、机械力或调节力。例如，如果调节系数是温度，则将功率施加到GTI标准具组件501的加热器503以改变固态GTI标准具506的温度以遵循标准具沿预定路径从第一标准具温度设定点变为第二标准具温度设定点的相对于时间的温度轨迹。第一标准具温度设定点对应于TDC 500的当前色散设定点，而第二标准具温度设定点对应于TDC 500的新的色散设定点。通过遵循预定的标准具温度轨迹，TDC 500的每个标准具将与TDC的其他标准具组合，产生防止当TDC 500被调整到新的色散设定点时的光通道120的不连续的累积光学群延迟。

在步骤804中出现的温度轨迹和标准具温度的PID控制可以被最优化以使到达新的色散设定点所需的时间最少。在该实施例中，温度轨迹在原始标准具温度设定点至新的标准具温度设定点之间的较短时间上延伸。因此，减少了用于使TDC 500调节到新的色散设定点的提供时间，但是以潜在地使该提供时间期间的连续性劣化为代价。可替换地，在步骤804中出现的温度轨迹和标准具温度的PID控制可以被最优化以在TDC 500调整到新的色散设定点时获得光通道120的较大的连续性。在该实施例中，标准具温度轨迹在原始标准具温度设定点至新的标准具温度设定点之间的较长时间上延伸。因而，增加了用于使TDC 500调节到新的色散设定点的提供时间，但是改进了在该提供时间期间的光通道120的连续性。由TDC 500的所有GTI标准具组件501同时执行步骤804，并且每个标准具的温度轨迹具有相同的时长。

总之，本发明的实施例快速地促进将TDC从第一色散设定点调整到第二色散设定点而没有明显的不连续。该色散设定点调整所需的时间可以减少多达一个数量级或更多。例如，使用本发明的实施例，TDC可以在2或3秒内调节到新的色散设定点而非现有技术的方法通常所需的30秒至几分钟的时间。此外，通过修改标准具温度轨迹的时长可以使调节处理自身最优化。在这样做时，可以容易地设计连续性和调节速度之间的最优权衡，即可以使用更短的、较不精确的提供时间，或者更长的、较精确的提供时间。

尽管前述针对的是本发明的实施例，但是在不偏离本发明的基本范围的情况下可以想出本发明的其他和另外的实施例，并且本发明的范围由所附权利要求限定。