[發(fā)明專利]適用于雙偏振IQ調(diào)制器的偏壓控制裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310552313.3
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103595482A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張旭;王元祥;孟令恒;楊奇;黎偲
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢郵電科學(xué)研究院
• 主分類號: H04B10/516
• 分類號: H04B10/516;H04B10/548
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務(wù)所(普通合伙) 11221
• 代理人: 魏殿紳;龐炳良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光信號調(diào)制領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于雙偏振IQ調(diào)制器的偏壓控制裝置及方法。

背景技術(shù)

目前，光通信正朝著更高速率，更大容量的方向不斷發(fā)展，在高速光發(fā)射機(jī)中，光信號的調(diào)制通常需要采用基于MZM（Mach-Zehnder?Modulator，馬赫-曾德調(diào)制器）的雙偏振光IQ（In-phase?Quadrature）調(diào)制器。然而，光IQ調(diào)制器本身容易受一些環(huán)境因素例如溫度等影響，從而導(dǎo)致其靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)生偏移，使得系統(tǒng)性能劣化。為了保證信號質(zhì)量的穩(wěn)定，不影響系統(tǒng)性能，需要對IQ調(diào)制器兩個偏振臂的偏壓同時進(jìn)行監(jiān)測和控制，使兩個偏振臂都工作在最佳靜態(tài)工作點(diǎn)上。目前在這方面已有不少研究，例如，在調(diào)制器的兩偏振臂外加不同頻率微擾信號，在接收端濾出差頻信號，調(diào)節(jié)偏置電壓最小化差頻信號。對于單載波系統(tǒng)還可以采取微分相位信息進(jìn)行偏壓控制。

隨著100G、400G乃至更高速光通信需求的發(fā)展，O-OFDM（Optical?Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，光正交頻分復(fù)用）技術(shù)有更廣泛的應(yīng)用前景。然而，適用于OFDM（Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，正交頻分復(fù)用）系統(tǒng)的偏壓控制研究目前還比較少，而對雙偏振調(diào)制器的研究幾乎沒有。在理論上，可以通過檢測OFDM調(diào)制信號的輸出光信號功率來控制偏壓，但在實(shí)際應(yīng)用中，最佳靜態(tài)工作點(diǎn)附近的光功率變化不明顯，器件噪聲產(chǎn)生的影響足以致使工作點(diǎn)偏離最佳點(diǎn)，導(dǎo)致系統(tǒng)性能劣化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種適用于雙偏振IQ調(diào)制器的偏壓控制裝置及方法，在IQ的偏置電壓上分別疊加低頻低幅抖動信號，通過迭代算法實(shí)現(xiàn)IQ偏置電壓和相差偏置電壓的精確控制。

本發(fā)明提供一種適用于雙偏振IQ調(diào)制器的偏壓控制裝置，所述雙偏振IQ調(diào)制器包括X偏振臂、Y偏振臂、第一MZM、第二MZM、第三MZM、第四MZM、第一光移相器和第二光移相器，X偏振臂、Y偏振臂均包括I路和Q路，所述X偏振臂的I路上有第一MZM，X偏振臂的Q路上有第二MZM和第一光移相器，Y偏振臂的I路上有第三MZM，Y偏振臂的Q路上有第四MZM和第二光移相器，所述偏壓控制裝置包括分光比為95:5的光耦合器、光電探測器、ADC、FPGA芯片、第一DAC、第二DAC、第三DAC、第四DAC、第五DAC、第六DAC，光耦合器的輸入端與雙偏振IQ調(diào)制器的輸出端相連，光耦合器輸出的5%信號進(jìn)入光電探測器，光電探測器通過ADC與FPGA芯片相連，F(xiàn)PGA芯片分別與第一DAC、第二DAC、第三DAC、第四DAC、第五DAC、第六DAC相連，第一DAC與第一MZM相連，第二DAC與第一光移相器相連，第三DAC與第二MZM相連，第四DAC與第二光移相器相連，第五DAC與第三MZM相連，第六DAC與第四MZM相連，F(xiàn)PGA芯片通過第一DAC、第二DAC、第三DAC、第四DAC、第五DAC、第六DAC控制雙偏振IQ調(diào)制器的偏壓。

本發(fā)明還提供基于上述裝置的適用于雙偏振IQ調(diào)制器的偏壓控制方法，包括以下步驟：

首先，通過最小化雙偏振IQ調(diào)制器的輸出光功率確定IQ偏置電壓的初值，然后在I、Q兩路直流偏置上分別引入低頻低幅抖動信號V_dithcos(ω_ditht)和V_dithsin(ω_ditht)，V_dith是抖動信號的電壓幅度，ω_dith是抖動信號的電壓變化的頻率，兩者都是電壓，前者是余弦變化的，后者是正弦變化的，這兩個信號相差90度，t是時間變量，采取時分復(fù)用的工作方式，在第一時隙將低頻抖動加到X偏振臂的I、Q兩端進(jìn)行控制，在第二時隙加到Y(jié)偏振臂的I、Q兩端進(jìn)行控制；引入的這兩個抖動信號在輸出光信號上疊加頻率為ω_dith和2ω_dith的兩個分量，當(dāng)IQ相位差φ_IQ=π2時，2ω_dith分量達(dá)到最小值，此時I路信號和Q路信號相互正交；當(dāng)IQ兩路的偏置電壓均達(dá)到最佳值時，ω_dith分量達(dá)到最小值；