[发明专利]一种光学调制器偏压控制方法及系统

说明书

本发明涉及光通信技术领域，特别是涉及一种光学调制器偏压控制方法及系统。其中，光学调制器为MZ型光学IQ调制器，由三个MZ干涉结构组成，母MZM的第一臂由I路MZM组成，第二臂由Q路MZM和90度相移器组成，方法包括：将I路射频电压信号和Q路射频电压信号分别加载到所述光学调制器上；采集MPD输出的电信号，并得到电信号的中频分量；依次循环调节光学调制器三个相移器的偏压，使得中频分量达到最小值，则完成当前轮的偏压的设置。本发明能够使得调制器锁定在最佳工作点，解决调制器随温度、时间漂移的问题，同时，补偿调制器非理想特性，如消光比小、射频啁啾大等引入的系统性能劣化。

【技术领域】

本发明涉及光通信技术领域，特别是涉及一种光学调制器偏压控制方法及系统。

【背景技术】

相干光通信系统中，为了利用光的相位信息，对信号进行IQ调制与解调，能大幅提高通信系统容量和距离。相干发射机利用光学IQ调制器等关键器件，能够调制得到相互正交的I、Q信号。

光学IQ调制器在使用过程中，需要合适的偏置电压(偏置电压也称作工作点)。光学IQ调制器通常采用马赫曾德尔调制器(MZM)作为基本结构，如图1所示。对于理想的IQ调制器来说，子MZM，也就是I路MZM和/或Q路MZM的最佳工作点是null点，即I路或者Q路的偏置电压等于MZ调制器的特征曲线(如图2、图3所示)的输出光功率最小值对应的电压；母MZM的最佳工作点是quad点，即偏置电压等于产生90度相移对应的电压。

在调试生产以及使用过程中，光学IQ调制器最佳工作点偏置电压并不相同，很难手动找到。而且，最佳工作点偏置电压会随温度、时间发生漂移。因此需要自动偏置控制方法找到最佳工作点，并且将偏置电压锁定在最佳工作点。

目前，现有技术大致可以分为两种方案。第一种方案，通常基于扰动信号进行反馈调节，来达到自动控制偏置电压的目的。具体是，在直流偏置电压上叠加特定频率的扰动信号，将叠加扰动信号的直流偏置电压加载到相移器上，这样在监测PD(MPD)上也能探测到对应频率的信号；将对应频率的信号的幅值作为反馈目标，调节相移器偏置电压，使得对应频率信号的幅值达到最小，来实现自动偏压控制。第二种方案，基于光功率大小进行反馈调节。反馈目标是光功率大小，反馈过程类似，调节相移器偏置电压，使得光功率达到最小或者最大，来实现自动偏压控制。

上述两种方案都存在缺陷。第一种方案引入扰动信号的同时也引入了噪声，会干扰和劣化业务信号。第二种方案受环境影响较大，灵敏度低；除此之外，光学IQ调制器由于制造工艺误差等原因，很多参数会存在不理想的情况，如消光比小，射频啁啾大等。这些会导致前述的Null点和quad点不是最佳工作点。然而，现有技术控制目标都是null点和quad点，这将导致自动偏压控制后，系统性能劣化；另外，通信速率、编码复杂度仍在进一步的提高，实际工作点相对最佳工作点的偏移对系统性能的影响更大。也就是说，系统对工作点偏压控制及锁定提出更高要求，甚至偏置控制方法已逐步成为制约系统性能的关键参数。鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是：调试过程或者使用过程中，需要自动控制光学调制器的工作点；对于非理想的光学调制器，现有技术无法锁定到最佳工作点，导致自动锁定后的调制器性能较差，影响系统性能。需要一个偏压自动控制方法，将非理想的光学调制器锁定在最佳工作点。

本发明进一步要解决的技术问题是提供一种光学调制器偏压控制方法及系统。

本发明采用如下技术方案：

一种光学调制器偏压控制方法及系统光学调制器为MZ型光学IQ调制器，由三个MZ干涉结构组成，母MZM的第一臂由I路MZM组成，第二臂由Q路MZM和90度相移器组成，方法包括：将I路射频电压信号和Q路射频电压信号分别加载到所述光学调制器上；采集MPD输出的电信号，并得到电信号的中频分量；依次循环调节光学调制器三个相移器的偏压，使得中频分量达到最小值，则完成当前轮的偏压的设置。