[发明专利]一种用于双偏振IQ调制器的控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于双偏振光IQ调制器的控制方法及系统。所述控制方法包括：首先，产生四个频率为f₁、f₂、f₃以及f₄的低频正弦扰动信号，分别附加在调制器X、Y偏振支路的I、Q偏置电压上；实时检测偏振复用光IQ调制器的输出光信号和添加的扰动信号，监测直流光功率并计算输入扰动信号与输出光信号的6个相关系数，利用光功率值和相关系数对偏振复用光IQ调制器的6个偏置电压进行反馈调节，使得所述调制器的偏置状态满足调节目标。本发明通过建立第一电压偏置至第六电压偏置与第一扰动频率f₁至第四扰动频率f₄之间的联系，替代了现有技术中的频谱分析，统一了两个偏振态的调节过程，简化了计算方法，调节过程具备方向性，且对控制信号的偏置的分辨率小于0.005V_π。

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是涉及一种用于双偏振IQ调制器的控制方法及系统。

背景技术

为了提升通信系统的信道容量，利用光在单模光纤中传输的偏振特性，将传输波长的两个独立且相互正交的偏振态作为独立信道分别传输两路信号，能够成倍提高了系统容量、增加频谱利用率。图1为现有技术的双偏振IQ调制器的结构示意图，包括光源、总分束器BS、X路光IQ调制器、Y路光IQ调制器、偏振控制器、偏振分束器以及输出光纤。

为了将信号调制到载波光的两个正交偏振态上，双偏振IQ调制器利用两个IQ调制器将信号分别调制到两路偏振光上，再通过偏振控制器使两路光偏振态正交，最终耦合到一起。为了让调制器保持良好的性能，需要对偏置点进行监控，对偏置电压进行稳定的控制，使得调制器始终处于理想状态。

由于双偏振IQ调制器的每一路光IQ调制器均包括I路MZM调制器(MZM I)、Q路MZM调制器(MZM Q)以及相位延迟器(P)，除了外部输入光IQ调制器的射频信号Signal I和Signal Q，还需要利用三种控制信号BiasI、BiasQ以及BiasP用于调整光IQ调制器的直流光功率和相位，如图2所示。现有技术通常是在两路控制信号BiasI、BiasQ中分别附加频率为f₁和f₂的小幅低频扰动电压，然后分离部分IQ调制器的直流光功率信号，通过FFT算法，监控光电探测器的直流光功率信号中f₁、f₂的一次谐波分量，令f₁、f₂的幅值最小，以保证光IQ调制器的I路和Q路处于线性调制的状态。

而对于BiasP的调节，一般有两种方式：第一、采用上述加入f₁、f₂扰动的方式，通过监控光信号中其合频分量f₁+f₂是否处于最小，来判断延迟器P是否处于±π/2点；第二、在P路的偏置中，附加频率为f₃小幅低频的扰动，通过监测光信号中f₃的二次谐波分量是否最大，来判断延迟器P是否处于±π/2点。

在非专利文献(Gui T,Li C,Yang Q,et al.Auto bias control technique foroptical OFDM transmitter with bias dithering.[J].Optics Express,2013,21(5):5833-5841.)公了一种IQ调制器的自动控制方法，该方法需要在微控制器(MCU)中作频谱分析(FFT计算)，因此计算过程较为复杂；且在该方法中，IQ调制器的功率与相对线性点的控制电压的平方正相关，调节偏置电压的时候，IQ调制器的功率的变化是非单调性的，需要在比较大的电压范围内进行扫描检测，从而影响了其调节速度和灵敏度。若IQ调制器在使用过程中利用上述方法对偏置点进行修正，则将引起传输的波动，从而影响其控制效率以及精确度。