双偏振同相和正交光调制器的自动偏置稳定制造技术

这里的实施例包括用于对基于MZM的DP IQM进行自动偏置稳定化的方法和装置，以传送DP‑QPSK光学数据和/或DP‑16QAM光学数据。该装置利用时域中的三个不同的抖动图案来同时抖动同相子代、正交相位子代以及亲代MZM的DC偏置电压，所述抖动图案在频域中对于X和Y偏振IQ调制器是相互正交的。抽头监视光电二极管为每一个偏振检测这三个抖动图案之间的干涉项。在时域中用ADC采样该干涉项。时间同步检测方法可以求解具有三个未知数的三元线性偏微分方程组，以使用能迭代收敛到唯一解的解集来计算在相应的MZM上设置的受控DC偏置电压，由此将双偏振IQM中的子代MZM偏置到最小传输及将亲代MZM偏置到正交传输。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双偏振同相和正交光调制器的自动偏置稳定
这里描述的一些实施例主要涉及的是双偏振同相和正交相位光调制器(IQM)的自动偏置稳定。
技术介绍
除非在这里另有指示，否则这里描述的资料并非本申请中的权利要求的现有技术，并且不应该依据其被包含在本部分中而将其视为现有技术。具有较小形状因子的光学收发信机所具有的空间有可能会很有限。在一些应用中，由于收发信机中可用的空间有限，因此很难将不同组件封装到光学收发信机中。这里请求保护的主题并不局限于解决如上所述的环境中的缺陷或者只在该环境中工作的实施例。相反，提供本
技术介绍
部分是为了例证一个可以实践这里描述的一些实施例的例示

技术实现思路
提供本
技术实现思路
部分是为了以简化形式引入以下在具体实施方式部分中进一步描述的一系列概念。本
技术实现思路
部分既不用于确定请求保护的主题的关键特征或基本特征，也并非用于帮助确定请求保护的主题的范围。这里描述的一些实施例包括双偏振IQM的自动偏置稳定装置和方法。一个先决条件是具有能为在传送高阶调制格式(例如DP-QPSK、DP-16QAM、DP-8QAM)的相干收发信机模块中使用的Mach-Zehnder马赫-曾德尔(MZ)光调制器实施的方法和装置。用于实施这里描述的一些实施例的硬件可以被最小化，或者至少相比于其他设计有所减小，并且由此可以允许将MZ光调制器(MZM)以紧凑型形状因子集成，如CFP/CFP2/CFP4基板面(realestate)，或是以其他小型和/或紧凑型形状因子插接式光学收发信机形状因子集成。这里描述的实施例可以包括以下的一项或多项：I.同时抖动双偏振IQM的DC偏置的时域方法。II.在各种小型/紧凑形状因子插接式光学收发信机CFP、CFP2、CFP4、QSP28等等)中实施的用于自动偏置稳定的检测方法，其中所述方法会求解具有三个未知量的三个联立线性偏微分方程，并且会将I子代和Q子代MZM偏置到最小(或者至少是缩减的)传输，以及将亲代MZM偏置到正交传输。III.在使用16比特数模转换器(DAC)的情况下，在时域中使用具有三个抖动图案的集合，其中所述图案在频域中是相互正交的。IV.从连接到X偏振和Y偏振亲代MZM输出端中的相应输出的一个或多个抽头监视光电二极管中检测一组三个相互正交的抖动图案之间的干涉项。V.在时域中使用24比特的增量累加模数转换器(ADC)来以很低的采样频率采样检测到的干涉项。VI.使用时间同步检测方法以及在以上的第III点中述及的抖动图案所导致的干扰项来同时或基本同时地计算三个误差信号，其中所述干扰项是用以上第IV点中描述的方式检测的，并且是用以上第V点中描述的方式采样的。VII.数字比例积分控制器使用在(VI)中计算的误差来为X偏振和Y偏振同相和正交光调制器(IOM)计算I子代、Q子代和亲代MZM的相应DC偏置设置点。VIII.将从(VII)中计算的DC偏置电压同时更新到用于为X偏振和Y偏振IQM偏置相应的I子代、Q子代和亲代MZM的相应的数模转换器。在后续描述中将会阐述本专利技术的附加特征和优点，这些特征和优点部分可以从该描述中清楚了解，或者也可以通过实践本专利技术来获悉。本专利技术的特征和优点可以借助于附加权利要求中特别指出的手段和组合来实现。本专利技术的这些和其他特征可以从后续描述以及附加权利要求中更全面地清楚了解，或者也可以通过实践以下阐述的专利技术来获知。附图说明为了进一步阐明本专利技术的上述及其他优点和特征，在这里将会通过参考附图显示的具体实施例来对本专利技术进行更具体的描述。应该了解的是，这些附图只描述了本专利技术的典型实施例，由此不应被认为是对其范围进行限制。本专利技术的附加特征和细节是通过使用附图而被描述和说明的，其中：图1显示了可以实施这里描述的实施例的例示双偏振IQM的框图；图2显示了可以在图1的双偏振IQM中实施的例示的抖动图案及其采样间隔；图3显示了可用于使用时间同步检测来计算相应误差的等式；图4显示了用于检测干涉项的例示硬件的框图；以及图5显示了可以在图1的双偏振IQM中实施的另一组例示抖动图案，其中所有图案都是依照这里描述的至少一些实施例布置的。具体实施方式现在将参照附图来描述本公开的特定实施例。在具体实施方式、附图以及权利要求中描述的说明性实施例并不是为了进行限制。在不脱离这里所给出的主题的实质和范围的情况下，其他实施例同样是可以使用的，并且其他变化同样是可行的。在这里概括性描述以及在附图中示出的本公开的方面可以采用多种配置方式来进行布置、替换、组合、分离和设计，并且在这里明确考虑了所有这些内容。本专利申请描述了一种用于基于MZM的双偏振IQM的自动偏置稳定化处理的方法和装置，以便在大约1/2的C型可插拔(CFP2)单元中传送长距离和城域网络中的100吉比特每秒(Gb/s)DP-QPSK光学数据以及200Gb/s的DP-16QAM光学数据。在其他实施例中，在其他尺寸的装置中可以实施其他码元速率和/或其他调制格式。该装置同时会使用时域中的三个不同的抖动图案组来抖动同相子代、正交子代以及亲代MZM的DC偏置电压，并且对于使用了基于16比特近似值寄存器的DAC的X和Y偏振IQ调制器来说，所述图案组在频域中是相互正交的。两个5％的抽头监视光电二极管与X偏振和Y偏振相连。IQM可以检测三个不同的抖动图案组之间的干涉。相应的干涉项可以在时域中用仅处于10Hz或其他适当采样速率的双信道24比特增量累加ADC采样处理来采样，以便获取最佳或者至少合适的信噪比。该方法可以使用时间同步检测来同时为X偏振和Y偏振IQM计算三个相应的误差信号。然后，相应的误差信号可以经过比例积分控制器。之后，受控的输出可被发送到相应的DAC，所述DAC分别为X偏振和Y偏振同时更新相应的I子代、Q子代以及亲代MZM的DC偏置电压。原则上，该方法可以分别为X偏振和Y偏振求解在时域中具有三个未知数的三个线性联立偏微分方程，其只有一个稳定解，并且该稳定解对应于将I子代和Q子代MZM偏置到最小传输以及偏置到正交传输的亲代MZM。图1示出了依照这里描述的至少一个实施例布置的例示的DP-QPSK光发射机100的框图。该DP-QPSK光发射机100包括IQM调制器102以及在微处理器的控制下以不同的方式驱动IQM102的组件的关联硬件。关于DP-QPSK光发射机100的众多方面是结合D-QPSK调制格式描述的。然而，本领域技术人员将会了解，这里描述的发射机和发射方法可以与其他众多类型的调制器格式一起使用，例如BPSK、m元QAM、m元PSK、OFDM以及这些调制格式的任何双偏振变体。此外，DP-QPSK光发射机100的一些方面是结合MZM描述的，并且更具体地说是结合基于铌酸锂的MZM描述的。基于铌酸锂的MZM具有某些与高数据速率发射机相适合的特征，例如相对于众多类型的环境变化保持稳定，由此能产生非常可靠和可重复的100Gb/s及更高的高数据速率传输。特别地，基于铌酸锂的MZM可以在工作温度变化很大的情况下高度稳定地工作。在一些实施例中，这里描述的DP-QPSK铌酸锂光调制器可以用各种锁相技术来稳定，其中所述技术可以在微处理器的控制下自动执行。数字信号处理器104、104'和微处理器106、106'被用于确定亲代和子代MZM的不同工作点。DP-QPS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动偏置稳定方法，所述方法包括：依照互不相同的三个第一抖动图案来同时抖动双偏振同相和正交光调制器(IQM)的X偏振臂所包含的X偏振同相子代马赫‑曾德尔调制器(MZM)、X偏振正交相位子代MZM以及X偏振亲代MZM中的每一个的DC偏置电压；在耦合到所述X偏振臂的输出端的第一抽头监视光电二极管检测所述三个第一抖动图案之间的X偏振干涉项；对所述第一抽头监视光电二极管的输出进行采样，以产生指示所述X偏振干涉项的X偏振干涉信号；基于正交相位子代MZM误差信号与X偏振亲代MZM误差信号之间的干涉信号来计算同相子代MZM误差信号；更新同相子代MZM DC偏置设置点，以最小化所述同相子代MZM误差信号；基于所述同相子代MZM误差信号和所述X偏振亲代MZM误差信号之间的干涉信号，计算所述正交相位子代MZM误差信号；更新正交相位子代MZM DC偏置设置点，以最小化所述正交相位子代MZ误差信号；基于所述同相子代MZM误差信号与所述正交相位子代MZM误差信号之间的干涉信号，计算所述X偏振亲代MZM误差信号；以及更新亲代MZM DC偏置设置点，以最小化所述X偏振亲代MZM误差信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.24 US 62/137,8041.一种自动偏置稳定方法，所述方法包括：依照互不相同的三个第一抖动图案来同时抖动双偏振同相和正交光调制器(IQM)的X偏振臂所包含的X偏振同相子代马赫-曾德尔调制器(MZM)、X偏振正交相位子代MZM以及X偏振亲代MZM中的每一个的DC偏置电压；在耦合到所述X偏振臂的输出端的第一抽头监视光电二极管检测所述三个第一抖动图案之间的X偏振干涉项；对所述第一抽头监视光电二极管的输出进行采样，以产生指示所述X偏振干涉项的X偏振干涉信号；基于正交相位子代MZM误差信号与X偏振亲代MZM误差信号之间的干涉信号来计算同相子代MZM误差信号；更新同相子代MZMDC偏置设置点，以最小化所述同相子代MZM误差信号；基于所述同相子代MZM误差信号和所述X偏振亲代MZM误差信号之间的干涉信号，计算所述正交相位子代MZM误差信号；更新正交相位子代MZMDC偏置设置点，以最小化所述正交相位子代MZ误差信号；基于所述同相子代MZM误差信号与所述正交相位子代MZM误差信号之间的干涉信号，计算所述X偏振亲代MZM误差信号；以及更新亲代MZMDC偏置设置点，以最小化所述X偏振亲代MZM误差信号。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述三个第一抖动图案在频域中相互正交。3.根据权利要求1所述的方法，其中同相子代MZMDC偏置设置点、正交相位子代MZMDC偏置设置点以及亲代MZMDC偏置设置点中的每一个由相应的16比特DAC应用于相应的X偏振同相子代MZM、X偏振正交相位子代MZM以及X偏振亲代MZM。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述采样包括以大约5-1000赫兹(Hz)的频率执行的高分辨率模数转换器(ADC)进行采样。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述高分辨率ADC包括24比特增量累加ADC，并且所述频率包括大约10Hz。6.根据权利要求1所述的方法，其中计算同相子代MZMDC偏置设置点、正交子代MZMDC偏置设置点以及亲代MZMDC偏置设置点包括：使用接收同相子代MZM误差信号、正交子代MZM误差信号以及x偏振亲代MZM误差信号以作为输入的数字比例积分控制器来计算同相子代MZMDC偏置设置点、正交子代MZMDC偏置设置点以及亲代MZMDC偏置设置点。7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：依照互不相同的三个第二抖动图案来同时抖动双偏振同相和正交光调制器(IQM)的Y偏振臂所包含的Y偏振同相子代马赫-曾德尔调制器(MZM)、Y偏振正交相位子代MZM以及Y偏振亲代MZM中的每一个的DC偏置电压；在耦合到Y偏振臂的输出端的第二抽头监视光电二极管检测三个第二抖动图案之间的Y偏振干涉项；对第二抽头监视光电二极管的输出进行采样，以产生指示Y偏振干涉项的Y偏振干涉信号；基于第二正交相位子代MZM误差信号与Y偏振亲代MZM误差信号之间的干涉信号来计算第二同相子代MZM误差信号；更新第二同相子代MZMDC偏置设置点，以最小化第二同相子代MZ误差信号；基于第二同相子代MZM误差信号与Y偏振亲代MZM误差信号之间的干涉信号，计算第二正交相位子代MZM误差信号；更新第二正交相位子代MZMDC偏置设置点，以最小化第二正交相位子代MZ误差信号；基于第二同相子代MZM误差信号与第二正交相位子代MZM误差信号之间的干涉信号，计算Y偏振亲代MZM误差信号；以及更新第二亲代MZMDC偏置设置点，以最小化Y偏振亲代MZM误差信号。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述三个第一抖动图案被构造成使得在多个连续时间间隔中的每一个时间间隔中都只应用一个导频。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述双偏振IQM调制器是在CFP可插拔收发信机、CFP2可插拔收发信机或CFP4可插拔收发信机内部实施的。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述双偏振IQM调制器是在光互联论坛(OIF)类型的模块内部实施的。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述双偏振IQM调制器是用铌酸锂(LN)调制器、磷化铟(InP)调制器或磷化硅(SiP))调制器实现的...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·P·班戴尔，M·科利亚尔，D·梅洛希，T·D·格伦达，C·斯杜克，H·N·艾瑞佛杰，J·J·德安德里亚，
申请(专利权)人：菲尼萨公司，
类型：发明
国别省市：美国,US