偏置点控制装置和方法、光调制系统及控制设备制造方法及图纸

本申请公开了一种偏置点控制装置和方法、光调制系统及控制设备，该装置用于控制光调制装置，包括：信号提供单元，用于向光调制装置的各MZM分别输出一路控制信号，光调制装置中一部分MZM的控制信号由偏置电压和扰动信号耦合而成，光调制装置中另一部分MZM的控制信号为偏置电压；功率检测单元，用于检测光调制装置的输出光信号的功率，得到光调制装置的输出光功率；谐波分量确定单元，用于根据输出光功率，确定与各MZM对应的谐波分量，谐波分量是光调制装置在扰动信号作用下在输出光功率中产生的分量；反馈控制单元，用于根据各MZM对应的谐波分量以及目标偏置点对应的各MZM的目标谐波分量，调节各MZM的偏置电压。调节各MZM的偏置电压。调节各MZM的偏置电压。

【技术实现步骤摘要】
偏置点控制装置和方法、光调制系统及控制设备


[0001]本申请涉及网络
，特别涉及一种偏置点控制装置和方法、光调制系统及控制设备。

技术介绍

[0002]同相正交(in
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phase and quadrature
‑
phase，IQ)调制器在微波光子学和光纤通信等领域有着广泛的应用。
[0003]IQ调制器偏置在不同的偏置点能够实现不同的效果，例如，IQ调制器偏置在线性偏置点时，能够实现光通信中信号的高阶调制。而为了对光通信中信号进行更加复杂的扩展处理，可能需要将IQ调制器和其他调制器组合形成更加复杂的光调制装置使用，例如将马赫
‑
增德尔调制器(mach
‑
zehnder modulator，MZM)和IQ调制器相连组成光调制装置。
[0004]由于IQ调制器、MZM等调制器对温度和应力有着较高的敏感性，偏置点和偏置电压的关系是时变的，如果不对偏置电压加以控制，难以保证光调制装置始终处于目标偏置点，容易造成输出光信号的畸变和劣化。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种偏置点控制装置和方法、光调制系统及控制设备，以实现光调制装置的偏置点控制，使得该光调制装置的偏置点始终保持在目标偏置点或者附近。
[0006]第一方面，本申请提供了一种偏置点控制装置，用于控制光调制装置，光调制装置包括第一调制器和第二调制器，第一调制器和第二调制器中的至少一个为同相正交IQ调制器，第一调制器和第二调制器均包括至少一个马赫增德尔调制器MZM。该装置包括信号提供单元、功率检测单元、谐波分量确定单元和反馈控制单元。
[0007]信号提供单元用于向光调制装置的各MZM分别输出一路控制信号，光调制装置中一部分MZM的控制信号由偏置电压和扰动信号耦合而成，光调制装置中另一部分MZM的控制信号为偏置电压；功率检测单元用于检测光调制装置的输出光信号的功率，得到光调制装置的输出光功率；谐波分量确定单元用于根据输出光功率，确定与各MZM对应的谐波分量，谐波分量是光调制装置在扰动信号作用下在输出光功率中产生的分量；反馈控制单元用于根据各MZM对应的谐波分量以及目标偏置点对应的各MZM的目标谐波分量，调节各MZM的偏置电压，使得各MZM对应的谐波分量达到目标偏置点对应的各MZM的目标谐波分量。
[0008]通过给光调制装置中的各MZM提供控制信号，该控制信号由偏置电压和扰动信号组成，然后基于光调制装置的输出光功率确定输出光功率中扰动信号的谐波分量，然后根据谐波分量和目标偏置点来调节各MZM的偏置电压，从而实现对光调制装置的偏置点的控制，使得该光调制装置的偏置点始终保持在目标偏置点或者附近。该控制过程根据扰动信号的谐波分量调节偏置电压，能够保证收敛性和稳定性高。
[0009]示例性地，前述一部分MZM和另一部分MZM可以分别是不同IQ调制器中的MZM；示例性地，前述一部分MZM和另一部分MZM可以是同一个IQ调制器中的MZM；示例性地，前述一部
分MZM和另一部分MZM既包括同一IQ调制器中的MZM，也可以包括不同IQ调制器中的MZM，例如一部分MZM包括2个MZM，另一部分MZM包括3个MZM，其中一部分MZM中的2个MZM和另一部分MZM中的1个MZM属于同一个IQ调制器，另一部分MZM中的另外2个MZM属于另一个IQ调制器。
[0010]示例性地，一部分MZM(或另一部分MZM)中的各个MZM可以是同一个IQ调制器中的MZM，也可以是来自于多个IQ调制器中的MZM。
[0011]在一些可能的实现方式中，谐波分量确定单元包括相关积分单元，用于对扰动信号的角频率和输出光功率进行相关积分，确定各MZM的相关积分系数，相关积分系数用于表示输出光功率中扰动信号的谐波分量；
[0012]反馈控制单元，用于根据各MZM的相关积分系数以及目标偏置点对应的各MZM的目标相关积分系数，调节各MZM的偏置电压，使得各MZM的相关积分系数达到目标偏置点对应的各MZM的目标相关积分系数。
[0013]在另一些可能的实现方式中，谐波分量确定单元用于采用快速傅立叶变换处理输出光功率，得到扰动信号的谐波分量。
[0014]下面对于采用相关积分的实现方式进行进一步说明：
[0015]示例性地，光调制装置包括双输出马赫增德尔调制器MZM和双偏振同相正交IQ调制器，双输出MZM的两个输出端分别与双偏振IQ调制器的两个输入端连接；IQ调制器包括2个MZM调制器和一个相位延迟器，其中，两个MZM调制器分别称为I路子调制器和Q路子调制器，相位延迟器称为母调制器。
[0016]目标偏置点为线性偏置点，各MZM的目标相关积分系数为各MZM的相关积分系数最小值；
[0017]反馈控制单元，用于以第一类调制器的相关积分系数取最小值为目标，调节第一类调制器的偏置电压；以第二类调制器的相关积分系数取最小值为目标，调节第二类调制器的偏置电压；采用第一类调制器的相关积分系数取最小值时的偏置电压控制第一类调制器，采用第二类调制器的相关积分系数取最小值时的偏置电压控制第二类调制器，以第三类调制器的相关积分系数取最小值为目标，调节第三类调制器的偏置电压；
[0018]其中，第一类调制器为双输出MZM，第二类调制器为双偏振IQ调制器中的母调制器，第三类调制器为双偏振IQ调制器中的子调制器。
[0019]由于目标偏置点为线性偏置点，也即IQ调制器的载波抑制点，载波抑制点会导致经过IQ调制器的光功率较低，因此，先调整双输出MZM的偏置电压及IQ调制器中母调制器的偏置电压，避免IQ调制器处于载波抑制点，对双输出MZM以及母调制器的偏置电压调节精度造成影响。
[0020]在其他实现方式中，目标偏置点也可以为非线性偏置点，在目标偏置点为非线性偏置点时，各MZM的目标相关积分系数可以根据需要进行设置。
[0021]在其他实现方式中，光调制装置的结构也可以包括更多或者更少的IQ调制器，例如，光调制装置包括马赫增德尔调制器MZM和一个同相正交IQ调制器，二者级联。
[0022]在前述反馈控制单元的控制过程中，第一类调制器和第二类调制器的调节过程没有先后顺序，在其他实现方式中，也可以先调节第一类调制器再调节第二类调制器。
[0023]示例性地，反馈控制单元，用于以第一类调制器的相关积分系数取最小值为目标，调节第一类调制器的偏置电压；在以第一类调制器的相关积分系数取最小值为目标，调节
第一类调制器的偏置电压之后，采用第一类调制器的相关积分系数取最小值时的偏置电压控制第一类调制器，以第二类调制器的相关积分系数取最小值为目标，调节第二类调制器的偏置电压；采用第一类调制器的相关积分系数取最小值时的偏置电压控制第一类调制器，采用第二类调制器的相关积分系数取最小值时的偏置电压控制第二类调制器，以第三类调制器的相关积分系数取最小值为目标，调节第三类调制器的偏置电压。
[0024]也即先调整双输出MZM的偏置电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偏置点控制装置，其特征在于，用于控制光调制装置，所述光调制装置包括第一调制器和第二调制器，所述第一调制器和所述第二调制器中的至少一个为同相正交IQ调制器，所述第一调制器和所述第二调制器均包括至少一个马赫增德尔调制器MZM，所述装置包括：信号提供单元，用于向所述光调制装置的各MZM分别输出一路控制信号，所述光调制装置中一部分MZM的控制信号由偏置电压和扰动信号耦合而成，所述光调制装置中另一部分MZM的控制信号为偏置电压；功率检测单元，用于检测所述光调制装置的输出光信号的功率，得到所述光调制装置的输出光功率；谐波分量确定单元，用于根据所述输出光功率，确定与所述各MZM对应的谐波分量，所述谐波分量是所述光调制装置在所述扰动信号作用下在所述输出光功率中产生的分量；反馈控制单元，用于根据所述各MZM对应的谐波分量以及目标偏置点对应的所述各MZM的目标谐波分量，调节所述各MZM的偏置电压，使得所述各MZM对应的谐波分量达到所述目标偏置点对应的所述各MZM的目标谐波分量。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述谐波分量确定单元，用于对所述扰动信号的角频率和所述输出光功率进行相关积分，确定所述各MZM的相关积分系数，所述相关积分系数用于表示所述输出光功率中扰动信号的谐波分量；反馈控制单元，用于根据所述各MZM的相关积分系数以及目标偏置点对应的所述各MZM的目标相关积分系数，调节所述各MZM的偏置电压，使得所述各MZM的相关积分系数达到所述目标偏置点对应的所述各MZM的目标相关积分系数。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述光调制装置包括双输出马赫增德尔调制器MZM和双偏振IQ调制器，所述双输出MZM的两个输出端分别与所述双偏振IQ调制器的两个输入端连接；所述目标偏置点为线性偏置点；所述反馈控制单元，用于以第一类调制器的相关积分系数取最小值为目标，调节所述第一类调制器的偏置电压；以第二类调制器的相关积分系数取最小值为目标，调节所述第二类调制器的偏置电压；采用所述第一类调制器的相关积分系数取最小值时的偏置电压控制第一类调制器，采用所述第二类调制器的相关积分系数取最小值时的偏置电压控制第二类调制器，以第三类调制器的相关积分系数取最小值为目标，调节所述第三类调制器的偏置电压；其中，所述第一类调制器为所述双输出MZM，所述第二类调制器为所述双偏振IQ调制器中的母调制器，所述第三类调制器为所述双偏振IQ调制器中的子调制器。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述光调制装置包括双输出马赫增德尔调制器MZM和双偏振IQ调制器，所述双输出MZM的两个输出端分别与所述双偏振IQ调制器的两个输入端连接；所述目标偏置点为线性偏置点；所述反馈控制单元，用于以第一类调制器的相关积分系数取最小值为目标，调节所述第一类调制器的偏置电压；在以第一类调制器的相关积分系数取最小值为目标，调节所述第一类调制器的偏置电压之后，采用所述第一类调制器的相关积分系数取最小值时的偏置电压控制第一类调制器，以第二类调制器的相关积分系数取最小值为目标，调节所述第二类调制器的偏置电压；采用所述第一类调制器的相关积分系数取最小值时的偏置电压控制
第一类调制器，采用所述第二类调制器的相关积分系数取最小值时的偏置电压控制第二类调制器，以第三类调制器的相关积分系数取最小值为目标，调节所述第三类调制器的偏置电压；其中，所述第一类调制器为所述双输出MZM，所述第二类调制器为所述双偏振IQ调制器中的母调制器，所述第三类调制器为所述双偏振IQ调制器中的子调制器。5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述反馈控制单元，用于控制所述第一类调制器的偏置电压按第一步长变化，直到所述第一类调制器的相关积分系数取最小值；控制所述第二类调制器的偏置电压按第一步长变化，直到所述第二类调制器的相关积分系数取最小值。6.根据权利要求3至5任一项所述的装置，其特征在于，所述反馈控制单元，用于控制所述第三类调制器的偏置电压在第一取值范围内，按第一步长变化，直到所述光调制装置的输出光功率取最小值；控制所述第三类调制器的偏置电压在第二取值范围内，按第二步长变化，直到所述第三类调制器的相关积分系数取最小值；所述第二取值范围为所述第一取值范围的真子集，以所述第一步长变化过程中所述光调制装置的输出光功率最小时对应的偏置电压位于所述第二取值范围中，所述第二步长小于所述第一步长。7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述信号提供单元包括：数模转换器，用于提供所述控制信号中的偏置电压；所述第一步长的取值范围的最小值大于所述数模转换器的分辨率，所述第一步长的取值范围的最大值小于或等于所述数模转换器的输出最大值。8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述信号提供单元包括：数模转换器，用于提供所述控制信号中的偏置电压；所述第二步长的取值范围的最小值大于或等于所述数模转换器的分辨率，所述第一步长的取值范围的最大值小于所述数模转换器的输出最大值。9.根据权利要求3至8任一项所述的装置，其特征在于，所述第三类调制器的控制信号由偏置电压和扰动信号耦合而成，所述第一类调制器和所述第二类调制器的控制信号为偏置电压。10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述光调制装置包括4个第三类调制器，所述4个第三类调制器分别对应第一扰动信号至第四扰动信号，所述第一扰动信号的角频率至所述第四扰动信号的角频率中的最大值为ω
max
，所述第一扰动信号的角频率至所述第四扰动信号的角频率中的最小值为ω
min
，ω
max
：ω
min
小于2。11.一种偏置点控制方法，其特征在于，所述方法用于控制光调制装置，所述光调制装置包括第一调制器和第二调制器，所述第一调制器和所述第二调制器中的至少一个为同相正交IQ调制器，所述第一调制器和所述第二调制器均包括至少一个马赫增德尔调制器MZM，所述方法包括：向所述光调制装置的各MZM分别输出一路控制信号，所述光调制装置中一部分MZM的控制信号由偏置电压和扰动信号耦合而成，所述光调制装置中另一部分MZM的控制信号为偏置电压；检测所述光调制装置的输出光信号的功率，得到所述光调制装置的输出光功率；根据所述输出光功率，确定与所述各MZM对应的谐波分量，所述谐波分量是所述光调制
装置在所述扰动信号作用下在所述输出光功率中产生的分量；根据所述各MZM对应的谐波分量以及目标偏置点对应的所述各MZM的目标谐波分量，调节所述各MZM的偏置电压，使得所述各...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓磊，邓锐，李洪雨，李正冉，郑博方，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：