一种ＤＱＰＳＫ解调器偏置点控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光通讯领域，具体公开了一种ＤＱＰＳＫ解调器偏置点控制装置及方法，能够准确获取峰值检测信号的最小值以及将ＤＱＰＳＫ解调器锁定到正确的偏置点上。本发明专利技术的装置包括：采样电阻；峰值检测器，用于根据采样电阻采集的电压信号，获得电压信号的电压峰值信号；ＤＬＩ锁定控制器，连接峰值检测器的输出端，输出周期偏置点控制电压信号；驱动器，输入端连接ＤＬＩ锁定控制器的输出端，用于将周期偏置点控制电压信号增加到ＤＱＰＳＫ解调器的Ｉ路或Ｑ路信号，π／２驱动器，用于将第三偏置点控制电压信号增加到ＤＱＰＳＫ解调器的Ｑ路信号，控制ＤＱＰＳＫ解调器的Ｉ路信号和Ｑ路信号的相位差为π／２。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光通讯领域，尤其涉及一种DQPSK解调器偏置点控制装置及方法。
技术介绍
近几年来，随着光传输系统速度的提高和容量的增大，以DQPSK为代表的光相位 调制方法越来越受到业界的重视。DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying) 即差分四相相移键控调制方法，是以光波的四个不同相位来代表不同的数据信号，因此其 码元速度只有传统光幅度调制方法的一半，对于光器件的要求小了许多。此外，DQPSK调制 相比幅度调制还具有更加优越的色散容限和偏振模色散容限性能，更加适用于大容量、长 距离的光传输系统。DQPSK解调器调制原理是将要传输的信息编码于连续光比特的差分相位中， 用Δ φ表示，Δ φ可取中的值。假设第k_l个光比特脉冲的相位 为θ (k-1)。如果紧接下来的比特是1、1，则θ (k) = θ (k-l) + Ji，若是0、1，则θ (k)= θ (k-1)；而若是 1、0，则 θ (k) = θ (k-l)+3Ji/2。图1是现有技术的DQPSK解调器的结构示意图。DQPSK调制格式的接收端光接收 器包括DQPSK解调器和平衡接收机。DQPSK调制格式的光解调是通过两个马赫曾德延迟干 涉仪(MZDI)实现，若忽略MZDI的相位噪声，并假设输入光信号见公式1。Ein (t) = Aexp (j ω t+j Φ)公式 1DQPSK调制格式的解调原理为，通过DQPSK解调器对接收到的光信号进行解调。 DQPSK解调器包括两个DPSK解调器，即两个马赫曾德延迟干涉仪，分别为I臂和Q臂，如图 1所示。光解调器将DPSK信号在一个输出端转换为调幅光信号，并在另一个输出端转换为 反相调幅光信号。因此DQPSK解调器输出I臂相长端幅度光信号E1,。。s和I臂相消端幅度 光信号Eljdes Elcos = H2[A expOi + ]φη+λ +j^) + A Qxp(jat + ]φη+λ + j<t>n)]Eldes = H2[A expOi + ]φη+λexp(_/ i + ]φη+λ + j(j)n)]Q臂相长端幅度光信号Eq,。。s和Q臂相消端幅度光信号Eq, des Eg cos = H2[A exp(Jcui + ]φη+λ + A εχρ^ω + ]φη+λ + j<t>n)]eq,des = 1 /2[Jexp(Jcui + ]φη+λ -J7^-Aexp(_/+ i + ]φη+λ + j(j)n)]οDQPSK解调器任一端口输出射频功率输出正比于该端口交流输出组件的波动有 关。为了方便，以I臂相长端的输出Il为例。θ代表输入DQPSK信号的4个差分相位 信息(0，π/2, π，3π/2)中的任意一个，Ct1代表I臂的相位信息，I臂相长端Il输出与C0S2(^i)正比，因此，Il射频输出功率与M x[C0S2(^^)]成正比。M x[C0S2(^^)]函数的曲线见图2所示。从图中可见，当I臂相位为η/4或者为π/4的奇数倍时，5Max[C0S2(^L)涵数都取最小值。通过DQPSK解调器输出的4路光信号用双平衡光接收机进行检测。双平衡接收 机包括4个高速探测器，分别为PD1，PD2，PD3、PD4。PDl和PD2的输出彼此电相减获得差 分电流1，PD3和PD4的输出彼此电相减获得差分电流2，差分电流1和差分电流2通过后 续的跨阻放大器转换成两路差分电压信号Vl和V2，然后送到数据恢复电路。Vl和函数Max[C0S2(^L)诚正比，V2和函数Max[cos2(^4)诚正比，即V1电压最大值最小时，I臂相位为η/4或者为π/4的奇数倍时，V2电压最大值最小时，Q臂相位也为η/4或者为 η/4的奇数倍。这两个差分电压信号携带了相邻光比特的调制相位差，根据该调制相位差即可获 得所传输的bit信息流。为了能够可靠地获得可以提取调制相位差的I路差分电压信号 和Q路差分电压信号，进而准确地恢复出传送信息，要求解调器I臂与Q臂之间的相位相差 为η /2，I臂与Q臂与接收到的光信号相位相差士 η /4，即I臂的相位为π /4，Q臂的相位 为1/4，否则就会引入额外的光信噪比代价。可见，通过获取Vl电压和V2电压峰值的最小值，I臂和Q臂便锁定在η/4或者为 JI /4的奇数倍。目前，为了精确控制DQPSK解调器I臂和Q臂与接收光信号相位差，常用 的控制方法是直接采集平衡接收机输出的电压信号，同时调节解调器I、Q两路的偏置点电 压，使得采集到的电压信号峰值最小，从而使得DQPSK调制器便锁定在了正确的偏置点上， 目前的DQPSK接收端扫描峰值检测装置原理框图见图1所示。但是，目前这种锁定方法，存 在两种问题，一是无法保证I臂和Q臂相位偏差为η/2，这样即使I臂和Q臂都锁定在π/4 或者为η/4的奇数倍，由于相位偏差可能不为η/2，通过后面的I臂输出信号和Q臂输出 信号极性反转以及I臂和Q臂互换，也不能使得I臂的相位为η /4，Q臂的相位为-π /4 ； 二是，目前平衡接收机输出信号最大值的最小检测多采用平衡接收机内部提供的峰值检测 器。但是，目前平衡接收机内部的峰值检测器电路的带宽较大，导致对平衡接收机的输出电 压信号峰值的最小检测不精确，DQPSK解调器锁定不到正确的偏置点上。需要额外的前向 纠错编码FEC信息辅助，才能将DQPSK解调器锁定到正确的偏置点上。
技术实现思路
本专利技术提供一种DQPSK解调器偏置点控制装置及方法，能够准确获取峰值检测信 号的最小值以及准确锁定DQPSK解调器的I路信号以及Q路信号的偏置。一种DQPSK解调器偏置点控制装置，包括=DQPSK解调器以及双平衡光接收机，还 包括第一采样电阻，一端连接双平衡光接收机的第一跨阻放大器的输出端，一端连接 第一峰值检测器，用于采集第一跨阻放大器输出的第一电压信号V1 ；第一峰值检测器，用于根据第一采样电阻采集的第一电压信号V1,获得第一电压 信号的第一电压峰值信号Vimax ；第一 DLI锁定控制器，连接第一峰值检测器的输出端，用于根据第一电压峰值信 号Vimax获得第一偏置点控制电压信号，并将导频信号和第一偏置点控制电压信号相加，输出第一周期偏置点控制电压信号；I路驱动器，输入端连接第一 DLI锁定控制器的输出端，用于将第一周期偏置点控 制电压信号增加到DQPSK解调器的I路信号；第二采样电阻，一端连接双平衡光接收机的第二跨阻放大器的输出端，一端连接 第二峰值检测器，用于采集第二跨阻放大器输出的第二电压信号Vq ；第二峰值检测器，用于根据第二采样电阻采集的第二电压信号VQ，获得第二电压 信号Vq的第二电压峰值信号Vqmax ；第二 DLI锁定控制器，连接第二峰值检测器的输出端，用于根据第二电压峰值信 号Vqmax输出第二偏置点控制电压信号，并将导频信号和第二偏置点控制电压信号相加，输 出第二周期偏置点控制电压信号；Q路驱动器，输入端连接第二 DLI锁定控制器的输出端，用于将第二周期偏置点控 制电压信号增加到DQPSK解调器的Q路信号；π /2驱动器，用于将第三偏置点控制电压信号增加到DQPSK解调器的Q路信号，控 制DQPSK解调器的I路信号和Q路信号的相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
一种差分四相相移键控DQPSK解调器偏置点控制装置，包括DQPSK解调器以及双平衡光接收机，其特征在于，还包括第一采样电阻，一端连接双平衡光接收机的第一跨阻放大器的输出端，一端连接第一峰值检测器，用于采集第一跨阻放大器输出的第一电压信号VI；第一峰值检测器，用于根据第一采样电阻采集的第一电压信号VI，获得第一电压信号的第一电压峰值信号VIMAX；第一光纤解码器DLI锁定控制器，连接第一峰值检测器的输出端，用于根据第一电压峰值信号VIMAX获得第一偏置点控制电压信号，并将导频信号和第一偏置点控制电压信号相加，输出第一周期偏置点控制电压信号；I路驱动器，输入端连接第一DLI锁定控制器的输出端，用于将第一周期偏置点控制电压信号增加到DQPSK解调器的I路信号；第二采样电阻，一端连接双平衡光接收机的第二跨阻放大器的输出端，一端连接第二峰值检测器，用于采集第二跨阻放大器输出的第二电压信号VQ；第二峰值检测器，用于根据第二采样电阻采集的第二电压信号VQ，获得第二电压信号VQ的第二电压峰值信号VQMAX；第二DLI锁定控制器，连接第二峰值检测器的输出端，用于根据第二电压峰值信号VQMAX输出第二偏置点控制电压信号，并将导频信号和第二偏置点控制电压信号相加，输出第二周期偏置点控制电压信号；Q路驱动器，输入端连接第二DLI锁定控制器的输出端，用于将第二周期偏置点控制电压信号增加到DQPSK解调器的Q路信号；π/2驱动器，用于将第三偏置点控制电压信号增加到DQPSK解调器的Q路信号，控制DQPSK解调器的I路信号和Q路信号的相位差为π/2。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一峰值检测器具体包括第一窄带滤波放大器，输入端连接第一采样电阻，用于对第一采样电阻采集的第一电 压信号进行带通滤波和放大；第一对数放大器，输入端连接第一窄带滤波放大器的输出端，输出端连接第一 DLI锁 定控制器，用于对滤波和放大后的第一电压信号进行峰值检测，获取第一电压信号的第一 电压峰值信号Vimax ；以及所述第二峰值检测器具体包括第二窄带滤波放大器，输入端连接第二采样电阻，用于对第二采样电阻采集的第二电 压信号进行带通滤波和放大；第二对数放大器，输入端连接第二窄带滤波放大器的输出端，输出端连接第二 DLI锁 定控制器，用于对滤波和放大后的第二电压信号进行峰值检测，获取第二电压信号的第二 电压峰值信号ν_χ。3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一DLI锁定控制器包括第一同步峰值检测器，输入端连接第一峰值检测器的输出端，用于根据第一电压峰值 信号获得第一峰值检测误差信号，并输出；第一峰值控制器，输入端连接第一同步峰值检测器，用于根据第一峰值检测误差信号 输出第一偏置点控制电压信号；第一加法器，连接第一峰值控制器的输出端，用于将导频电压信号增加到第一偏置点 控制电压信号，并输出第一周期偏置点控制电压信号；以及 所述第二 DLI锁定控制器包括第二同步峰值检测器，输入端连接第二峰值检测器的输出端，用于根据第二电压峰值 信号获得第二峰值检测误差信号，并输出；第二峰值控制器，输入端连接第二同步峰值检测器，用于根据第二峰值检测误差信号 输出第二偏置点控制电压信号；第二加法器，连接第二峰值控制器的输出端，用于将导频电压信号增加到第二偏置点 控制电压信号，并输出第二周期偏置点控制电压信号。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一同步峰值检测器具体用于根据导 频信号的前半个周期的第一电压峰值信号和后半个周期的第一电压峰值信号获得第一峰 值检测误差信号；以及所述第二同步峰值检测器具体用于根据导频信号的前半个周期的第二电压峰值信号 和后半个周期的第二电压峰值信号获得第二峰值检测误差信号。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一同步峰值检测器具体包括第一积分控制器，输入端连接第一峰值检测器的输出端，用于在导频信号的前半个周 期内对输出的第一电压峰值信号求和，并输出；第二积分控制器，输入端连接第一峰值检测器的输出端，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕书生，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94