一種用于光發(fā)射機的自動偏置控制方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供一種用于光發(fā)射機的自動偏置控制方法和裝置，所述裝置包括：探測單元，其監(jiān)測所述光發(fā)射機的I/Q調(diào)制器的輸出光功率；計算單元，其根據(jù)所述輸出光功率和已知的調(diào)制數(shù)據(jù)，計算所述I/Q調(diào)制器的I路調(diào)制器、Q路調(diào)制器、相位調(diào)制器各自的偏置電壓指示量；調(diào)整單元，其根據(jù)所述I路調(diào)制器、Q路調(diào)制器、相位調(diào)制器各自的偏置電壓指示量，分別調(diào)整所述I路調(diào)制器、Q路調(diào)制器、相位調(diào)制器上的直流偏置電壓。通過本發(fā)明實施例的方法和裝置，利用已知的調(diào)制數(shù)據(jù)，通過監(jiān)測發(fā)射機輸出光信號的功率在I-Q平面四個象限內(nèi)分布的均勻性，來實現(xiàn)自動偏置控制。
【專利說明】一種用于光發(fā)射機的自動偏置控制方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光通信，尤其涉及一種用于光發(fā)射機的自動偏置控制方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在光通信系統(tǒng)中，隨著對系統(tǒng)容量要求的不斷提高，高階調(diào)制格式被采用以提高譜效率。這些高階調(diào)制格式包括:相移鍵控(Phase Shift Keying，PSK)，幅度鍵控(Amplitude Shift Keying, ASK),正交幅度調(diào)制(Quadrature Amplitude Modulation, QAM)等。常用的QPSK、16QAM、8APSK等都是高階調(diào)制格式的例子。在采用高階調(diào)制格式的光發(fā)射機中，常常使用基于雙Mach-Zehnder (MZ)調(diào)制器的Ι/Q調(diào)制器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。[0003]這種Ι/Q調(diào)制器內(nèi)含有兩個推挽式MZ調(diào)制器(MZM)和一個相位調(diào)制器(Φ)。兩個MZ調(diào)制器用于實現(xiàn)Ι/Q兩路信號的調(diào)制，一個相位調(diào)制器用于在Ι/Q兩路之間引入一個固定的90°相移。單個MZ調(diào)制器的結(jié)構(gòu)如圖2所示。
[0004]在圖2所示MZ調(diào)制器中，輸入的光信號被均勻地分到兩個光波導(dǎo)中傳輸，然后再合起來輸出。每個光波導(dǎo)上都敷有電極，用于施加電壓。光波導(dǎo)的材料是光電晶體，利用光電晶體的折射率隨外加電壓改變的效應(yīng)，每個光波導(dǎo)構(gòu)成一個相位調(diào)制器，其對光信號產(chǎn)生的相移和電極上所加電壓成正比。我們把使光信號相移達(dá)到η的電壓稱為半波電壓，記作Vji。推挽式MZ調(diào)制器的兩個光波導(dǎo)的電極上所加的電壓總是相反的。我們把外加電壓的直流分量稱為直流電壓(或偏置電壓)，用大寫字母V表示，交流分量稱為交流電壓，用小寫字母ν表示。假設(shè)輸入到單個MZ調(diào)制器的光的復(fù)振幅是Ein=I,那么輸出光信號的復(fù)振幅為:
【權(quán)利要求】
1.一種用于光發(fā)射機的自動偏置控制裝置，其中，所述裝置包括: 探測單元，其監(jiān)測所述光發(fā)射機的Ι/Q調(diào)制器的輸出光功率； 計算單元，其根據(jù)所述輸出光功率和已知的調(diào)制數(shù)據(jù)，計算所述Ι/Q調(diào)制器的I路調(diào)制器、Q路調(diào)制器、相位調(diào)制器各自的偏置電壓指示量； 調(diào)整單元，其根據(jù)所述I路調(diào)制器、Q路調(diào)制器、相位調(diào)制器各自的偏置電壓指示量，分別調(diào)整所述I路調(diào)制器、Q路調(diào)制器、相位調(diào)制器上的直流偏置電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述計算單元包括: 取符號模塊，其提取所述Ι/Q調(diào)制器的I路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號、Q路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號，以及I路調(diào)制數(shù)據(jù)和Q路調(diào)制數(shù)據(jù)的乘積對應(yīng)的符號； 計算模塊，其根據(jù)所述輸出光功率和所述I路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號、Q路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號，以及I路調(diào)制數(shù)據(jù)和Q路調(diào)制數(shù)據(jù)的乘積對應(yīng)的符號，分別計算所述I路調(diào)制器、Q路調(diào)制器、相位調(diào)制器的偏置電壓指示量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中， 所述計算模塊根據(jù)以下公式分別計算所述I路調(diào)制器、Q路調(diào)制器、相位調(diào)制器的偏置電壓指示量:
A1=Hiean (P.sign (D1))；
Δ Q=mean (P.sign (Dq))；`
Af-mean (P.sign (Di^Dq))； 所述調(diào)整單元根據(jù)以下公式分別調(diào)整所述I路調(diào)制器的直流偏置電壓、所述Q路調(diào)制器的直流偏置電壓，以及所述相位調(diào)制器的直流偏置電壓: V1=V1I1A1;
Vq-Vq- PqAq;
Vφ =V φ - μ φ Δ φ ； 其中，P為所述輸出光功率，D1為所述Ι/Q調(diào)制器的I路調(diào)制數(shù)據(jù)，Dq為所述Ι/Q調(diào)制器的Q路調(diào)制數(shù)據(jù)，Di^Dq為所述I路調(diào)制數(shù)據(jù)和所述Q路調(diào)制數(shù)據(jù)的乘積，sign(.)表示取符號，Sign(D1)為所述I路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號，sign(DQ)為所述Q路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號，Sign(D1^D0)為所述I路調(diào)制數(shù)據(jù)和所述Q路調(diào)制數(shù)據(jù)的乘積對應(yīng)的符號，mean(.)表示求平均，A1為所述I路調(diào)制器的偏置電壓指示量，Aq為所述Q路調(diào)制器的偏置電壓指示量，Atc為所述相位調(diào)制器的偏置電壓指示量，yQ，μ 分別是調(diào)整V1, VqJ4i的步長值，它們是正實數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述計算單元還包括: 第一低通濾波模塊，其對所述輸出光功率進(jìn)行低通濾波；和/或 第二低通濾波模塊，其分別對所述I路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號、Q路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號，以及I路調(diào)制數(shù)據(jù)和Q路調(diào)制數(shù)據(jù)的乘積對應(yīng)的符號進(jìn)行低通濾波； 和/或 第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，其對所述輸出光功率進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；以及第二模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，其分別對I路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號、Q路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號以及I路調(diào)制數(shù)據(jù)和Q路調(diào)制數(shù)據(jù)的乘積對應(yīng)的符號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換； 和/或可調(diào)延時模塊，其分別調(diào)節(jié)所述I路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號、所述Q路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號，以及所述I路調(diào)制數(shù)據(jù)和Q路調(diào)制數(shù)據(jù)的乘積對應(yīng)符號的時延。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中， 當(dāng)所述計算單元包括所述第一低通濾波模塊時，所述計算模塊根據(jù)經(jīng)過低通濾波的輸出光功率和所述I路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號、Q路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號，以及I路調(diào)制數(shù)據(jù)和Q路調(diào)制數(shù)據(jù)的乘積對應(yīng)的符號，計算所述I路調(diào)制器、Q路調(diào)制器以及相位調(diào)制器的偏置電壓指示量； 當(dāng)所述計算單元包括所述第二低通濾波模塊時，所述計算模塊根據(jù)所述輸出光功率和經(jīng)過低通濾波的I路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號、Q路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號，以及I路調(diào)制數(shù)據(jù)和Q路調(diào)制數(shù)據(jù)的乘積對應(yīng)的符號，計算所述I路調(diào)制器、Q路調(diào)制器以及相位調(diào)制器的偏置電壓指示量； 當(dāng)所述計算單元包括所述第一低通濾波模塊和所述第二低通濾波模塊時，所述計算模塊根據(jù)經(jīng)過低通濾波的輸出光功率和經(jīng)過低通濾波的I路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號、Q路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號，以及I路調(diào)制數(shù)據(jù)和Q路調(diào)制數(shù)據(jù)的乘積對應(yīng)的符號，計算所述I路調(diào)制器、Q路調(diào)制器以及相位調(diào)制器的偏置電壓指示量。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述計算單元還包括: 第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，其對所述輸出光功率進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；以及 下采樣模塊，其分別對所述I路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號、Q路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號以及I路調(diào)制數(shù)據(jù)和Q路調(diào)制數(shù)據(jù)的乘積對應(yīng)的符號進(jìn)行下采樣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述計算單元還包括:` 第一低通濾波模塊，其對所述輸出光功率進(jìn)行低通濾波；和/或 可調(diào)延時模塊，其分別調(diào)節(jié)所述I路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號、所述Q路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號，以及所述I路調(diào)制數(shù)據(jù)和Q路調(diào)制數(shù)據(jù)的乘積對應(yīng)符號的時延。
8.一種光發(fā)射機，其中，所述光發(fā)射機包括Ι/Q調(diào)制器以及權(quán)利要求1-8任一項所述的自動偏置控制裝置。
9.一種用于光發(fā)射機的自動偏置控制方法，其中，所述方法包括: 監(jiān)測所述光發(fā)射機的Ι/Q調(diào)制器的輸出光功率； 其根據(jù)所述輸出光功率和已知的調(diào)制數(shù)據(jù)，分別計算所述Ι/Q調(diào)制器的I路調(diào)制器、Q路調(diào)制器、相位調(diào)制器各自的偏置電壓指示量； 根據(jù)所述I路調(diào)制器、Q路調(diào)制器以及相位調(diào)制器各自的偏置電壓指示量，分別調(diào)整所述I路調(diào)制器、Q路調(diào)制器以及相位調(diào)制器上的直流偏置電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述計算偏置電壓指示量的步驟包括: 提取所述Ι/Q調(diào)制器的I路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號、Q路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號，以及I路調(diào)制數(shù)據(jù)和Q路調(diào)制數(shù)據(jù)的乘積對應(yīng)的符號； 根據(jù)所述輸出光功率和所述I路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號、Q路調(diào)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的符號，以及I路調(diào)制數(shù)據(jù)和Q路調(diào)制數(shù)據(jù)的乘積對應(yīng)的符號，分別計算所述I路調(diào)制器、Q路調(diào)制器、相位調(diào)制器的偏置電壓指示量。
【文檔編號】H04B10/548GK103532633SQ201210230521
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月4日
【發(fā)明者】燕萌, 陶振寧 申請人:富士通株式會社