一种光IQ调制器的偏置电压控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光IQ调制器的偏置电压控制方法及系统，涉及通信技术领域。偏置电压控制方法包括：在两个MZM上加载任意的初始偏置电压，扫描移相器的偏置电压以获得较佳偏置电压；保持移相器的偏置电压为较佳偏置电压，扫描第一MZM的偏置电压以获得较佳偏置电压；保持第一路MZM的偏置电压为较佳偏置电压，扫描第二MZM的偏置电压以获得较佳偏置电压；通过迭代方法更新移相器和两个MZM的较佳偏置电压，并将最后一次迭代得到的较佳偏置电压作为最佳偏置电压，每次迭代更新移相器的较佳偏置电压时，更新在每个MZM上加载的初始偏置电压。本发明专利技术实时控制精度高，稳定可靠，可有效减小系统性能损失。

【技术实现步骤摘要】
一种光IQ调制器的偏置电压控制方法及系统
本专利技术涉及通信
，具体是涉及一种光IQ调制器的偏置电压控制方法及系统。
技术介绍
基于单通道100吉比特每秒(Gb/s)的光传送网(OpticalTransportNetwork，OTN)/波分复用(WavelengthDivisionMultiplexing，WDM)相干光纤通信已经在运营商网络规模商用，传输系统的关键技术，例如极化复用(PolarizationMux，PM)、正交幅度调制(QuadratureAmplitudeModulation，QAM)相干接收和数字信号处理等一系列核心技术在100Gb/s时代得到了广泛的统一。随着“宽带中国”战略的持续深入，运营商在省际、省内骨干传输网和城域传输网等层面都面临着不断增加的带宽需求，光纤传输系统需不断提升单纤容量和传输距离，降低单位比特传输成本，满足日益增长的传送网络带宽需求。提升光传送网带宽的基本途径有：更高阶的调制格式、更高的波特率和更多的子载波。为适应传送网络带宽增长需求，则要求光器件的传输速率更高、电带宽更高、线性度更好、封装尺寸更小及功耗更低。超100G光模块所需使用的光器件，不仅需要满足单通道波特率高达64G波特(baud)的电信号传输要求，还需要满足如正交相移键控(QuadraturePhaseShiftKeying，QPSK)、多进制正交幅度调制(MultipleQuadratureAmplitudeModulation，MQAM)、正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)等多种高阶调制码型输出。高波特率、高阶调制要求光器件有较好的线性度，对噪声干扰更敏感，相应的对光器件的稳定性和可靠性要求更高。高带宽光同相正交(In-phaseQuadrature，IQ)调制器作为超100G光模块的重要组成部分，是实现400G/600G乃至800G/1T大容量光传输的关键器件。光IQ调制器在长时间工作时，其自身的特性会随着内、外部因素(例如环境温度、外电场及应力等)而改变，从而导致光IQ调制器的静态工作点发生偏移，影响光IQ调制器的稳定性以及发送端光调制信号质量。由于超100G光模块的高波特率、高阶调制码型控制对噪声干扰更敏感，因此对光IQ调制器的偏置电压的跟踪锁定精度、时效性、稳定性及可靠性的要求更高。常规的偏置电压控制方法在直流偏置电压上叠加低频扰动信号，通过闭环反馈控制电路提取低频扰动信号的一次谐波分量或者差频、和频、倍频等二次谐波分量，进行相应的数字闭环反馈处理，实现偏置电压的自动控制，在实际应用中难以满足高精度的要求。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种光IQ调制器的偏置电压控制方法及系统，无需外加射频驱动电压信号和低频抖动信号，能够得到精确的最佳偏置电压。本专利技术提供一种光IQ调制器的偏置电压控制方法，包括：在两个马赫-曾德尔调制器MZM上加载任意的初始偏置电压，扫描移相器的偏置电压以获得较佳偏置电压；保持移相器的偏置电压为较佳偏置电压，扫描第一MZM的偏置电压以获得较佳偏置电压；保持第一路MZM的偏置电压为较佳偏置电压，扫描第二MZM的偏置电压以获得较佳偏置电压；通过迭代方法更新移相器和两个MZM的较佳偏置电压，并将最后一次迭代得到的较佳偏置电压作为最佳偏置电压，其中，每次迭代更新移相器的较佳偏置电压时，在每个MZM上加载的初始偏置电压更新为本次迭代前扫描该MZM的偏置电压时，所述光IQ调制器的输出光功率的最大值对应的偏置电压。在上述技术方案的基础上，记录所述输出光功率的最大值和最小值所对应的移相器的偏置电压VP_max0和VP_min0，并计算获得移相器的较佳偏置电压VP_quad0＝(VP_max0+VP_min0)/2；保持移相器的偏置电压为VP_quad0，扫描第一MZM的偏置电压，记录所述输出光功率的最大值和最小值所对应的第一MZM的偏置电压V1_max0和V1_min0，将V1_min0作为第一MZM的较佳偏置电压；保持第一路MZM的偏置电压为V1_min0，扫描第二MZM的偏置电压，记录所述输出光功率的最大值和最小值所对应的第二MZM偏置电压V2_max0和V2_min0，将V2_min0作为第二MZM的较佳偏置电压；第i次迭代包括：将第一和第二MZM的偏置电压分别保持在V1_max(i-1)和V2_max(i-1)，扫描移相器的偏置电压，记录所述输出光功率的最大值和最小值对应的移相器的偏置电压VP_maxi和VP_mini，并计算获得移相器的较佳偏置电压VP_quadi＝(VP_maxi+VP_mini)/2，i≥1；保持移相器的偏置电压为VP_quadi，且第二MZM的偏置电压为V2_min(i-1)，重新获取所述输出光功率的最大值和最小值所对应的第一MZM的偏置电压V1_maxi和V1_mini；保持第一MZM的偏置电压为V1_mini，重新获取所述输出光功率的最大值和最小值所对应的第二MZM的偏置电压V2_maxi和V2_mini。在上述技术方案的基础上，所述第一MZM为I路MZM，所述第二MZM为Q路MZM；或者，所述第一MZM为Q路MZM，所述第二MZM为I路MZM。在上述技术方案的基础上，在任一个MZM或者移相器上加载相应的所述最佳偏置电压和低频抖动信号，采集具有所述低频抖动信号频率的谐波信号幅度并作为参考幅度值；在任一个MZM或者移相器上加载相应的偏置电压和所述低频抖动信号，采集谐波信号；对具有低频抖动信号频率的谐波信号幅度进行多次采样和平均计算，得到当前幅度值；如果当前幅度值偏离参考幅度值，将偏置电压向偏离的相反方向进行调整。在上述技术方案的基础上，所述谐波信号幅度是使用锁相放大器检测得到的，锁相放大器的二个参考信号的幅度和频率均相同，且相位相差90度，二个参考信号的频率与所述低频抖动信号频率相同；所述谐波信号幅度Vs为：其中，F1和F2为所述谐波信号分别与二个参考信号相乘和低通滤波处理后的直流分量，Vr为二个参考信号的幅度。本专利技术还提供一种光IQ调制器的偏置电压控制系统，所述系统包括光电探测模块和处理模块，所述光电探测模块用于将所述光IQ调制器输出的部分光信号转换为电压信号；所述处理模块用于在两个马赫-曾德尔调制器MZM上加载任意的初始偏置电压，扫描移相器的偏置电压以获得较佳偏置电压；保持移相器的偏置电压为较佳偏置电压，扫描第一MZM的偏置电压以获得较佳偏置电压；保持第一路MZM的偏置电压为较佳偏置电压，扫描第二MZM的偏置电压以获得较佳偏置电压；所述处理模块还用于通过迭代方法更新移相器和两个MZM的较佳偏置电压，并将最后一次迭代得到的较佳偏置电压作为最佳偏置电压，其中，每次迭代更新移相器的较佳偏置电压时，在每个MZM上加载的初始偏置电压更新为本次迭代前扫描该MZM的偏置电压时，所述光IQ调制器的输出光功率的最大值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光IQ调制器的偏置电压控制方法，其特征在于：/n在两个马赫-曾德尔调制器MZM上加载任意的初始偏置电压，扫描移相器的偏置电压以获得较佳偏置电压；保持移相器的偏置电压为较佳偏置电压，扫描第一MZM的偏置电压以获得较佳偏置电压；保持第一路MZM的偏置电压为较佳偏置电压，扫描第二MZM的偏置电压以获得较佳偏置电压；/n通过迭代方法更新移相器和两个MZM的较佳偏置电压，并将最后一次迭代得到的较佳偏置电压作为最佳偏置电压，其中，每次迭代更新移相器的较佳偏置电压时，在每个MZM上加载的初始偏置电压更新为本次迭代前扫描该MZM的偏置电压时，所述光IQ调制器的输出光功率的最大值对应的偏置电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种光IQ调制器的偏置电压控制方法，其特征在于：
在两个马赫-曾德尔调制器MZM上加载任意的初始偏置电压，扫描移相器的偏置电压以获得较佳偏置电压；保持移相器的偏置电压为较佳偏置电压，扫描第一MZM的偏置电压以获得较佳偏置电压；保持第一路MZM的偏置电压为较佳偏置电压，扫描第二MZM的偏置电压以获得较佳偏置电压；
通过迭代方法更新移相器和两个MZM的较佳偏置电压，并将最后一次迭代得到的较佳偏置电压作为最佳偏置电压，其中，每次迭代更新移相器的较佳偏置电压时，在每个MZM上加载的初始偏置电压更新为本次迭代前扫描该MZM的偏置电压时，所述光IQ调制器的输出光功率的最大值对应的偏置电压。


2.如权利要求1所述的光IQ调制器的偏置电压控制方法，其特征在于：
记录所述输出光功率的最大值和最小值所对应的移相器的偏置电压VP_max0和VP_min0，并计算获得移相器的较佳偏置电压VP_quad0＝(VP_max0+VP_min0)/2；
保持移相器的偏置电压为VP_quad0，扫描第一MZM的偏置电压，记录所述输出光功率的最大值和最小值所对应的第一MZM的偏置电压V1_max0和V1_min0，将V1_min0作为第一MZM的较佳偏置电压；
保持第一路MZM的偏置电压为V1_min0，扫描第二MZM的偏置电压，记录所述输出光功率的最大值和最小值所对应的第二MZM偏置电压V2_max0和V2_min0，将V2_min0作为第二MZM的较佳偏置电压；
第i次迭代包括：将第一和第二MZM的偏置电压分别保持在V1_max(i-1)和V2_max(i-1)，扫描移相器的偏置电压，记录所述输出光功率的最大值和最小值对应的移相器的偏置电压VP_maxi和VP_mini，并计算获得移相器的较佳偏置电压VP_quadi＝(VP_maxi+VP_mini)/2，i≥1；
保持移相器的偏置电压为VP_quadi，且第二MZM的偏置电压为V2_min(i-1)，重新获取所述输出光功率的最大值和最小值所对应的第一MZM的偏置电压V1_maxi和V1_mini；保持第一MZM的偏置电压为V1_mini，重新获取所述输出光功率的最大值和最小值所对应的第二MZM的偏置电压V2_maxi和V2_mini。


3.如权利要求1所述的光IQ调制器的偏置电压控制方法，其特征在于：
所述第一MZM为I路MZM，所述第二MZM为Q路MZM；或者，所述第一MZM为Q路MZM，所述第二MZM为I路MZM。


4.如权利要求1所述的光IQ调制器的偏置电压控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
在任一个MZM或者移相器上加载相应的所述最佳偏置电压和低频抖动信号，采集具有所述低频抖动信号频率的谐波信号幅度并作为参考幅度值；
在任一个MZM或者移相器上加载相应的偏置电压和所述低频抖动信号，采集谐波信号；
对具有低频抖动信号频率的谐波信号幅度进行多次采样和平均计算，得到当前幅度值；
如果当前幅度值偏离参考幅度值，将偏置电压向偏离的相反方向进行调整。


5.如权利要求4所述的光IQ调制器的偏置电压控制方法，其特征在于：
所述谐波信号幅度是使用锁相放大器检测得到的，锁相放大器的二个参考信号的幅度和频率均相同，且相位相差90度，二个参考信号的频率与所述低频抖动信号频率相同；
所述谐波信号幅度Vs为：
其中，F1和F2为所述谐波信号分别与二个参考信号相乘和低通滤波处理后的直流分量，Vr为二个参考信号的幅度。


6.一种光IQ调制器的偏置电压控制系统，其特征在于：所述系统包括光电探测模块和处理模块，所述光电探测模块用于将所述光IQ调制器输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈秀娟，魏旭立，
申请(专利权)人：烽火通信科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42