光学iq调制器控制的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于控制光学IQ调制器的方法和布置。
【背景技术】
[0002]在光学传输系统中，光学信号在光纤上传输。不同种类的调制和关联类型的调制器用于生成适当的调制信号。常见的调制器为QAM(Quadrature Amplitude Modulat1n，正交幅度调制)或IQ调制器(1-同相，Q-正交)。这样的IQ调制器的常见结构为嵌套MZM(Mach-Zehnder Modulator，马赫-曾德尔调制器)，嵌套MZM由两个结合的并行工作的马赫-曾德尔调制器组成。光学IQ调制器，不依赖于各自的实现方式，必须内在地调节以便传递期望的光学波形。失调的调制器在光学波形中注入不期望的伪信号，这样使光学传输失真。调节必须在线进行，即在装置的操作过程中进行，以避免传输中断。调节可以是连续的或可以每隔几秒到几分钟发生一次。在对信号质量要求非常高的情况下必须解决的其他问题是:最小化模拟调制器驱动器的不完美的传递函数以及IQ调制器内光学功率和电光传递函数不完美的平衡的影响。
[0003]IQ调制器的基本布置在图1中示出。
[0004]调节MZMl和MZM2的偏置的现有技术是在移相器P1、P2上施加具有频率f3的导频信号并在P3、P4上施加具有频率f4的进一步的导频信号，以及在监测二极管的帮助下最小化分别处于调制频率f3和f4的输出信号(和/或最大化处于两倍调制频率2 X f3和2Xf4的输出信号；稍后在本发明的实施方式中示出具有频率f3和f4的导频信号)。
[0005]更复杂的工作是在主MZM的输出分量1S与QOS之间设置90°点以实现例如理想正交移相调制或单边带调制。
[0006]IQ调制器和简单偏置方法例如由Kaoru Higuma等人在IEICE2006，ElectronicsExpress 卷 3 ;第 11 号、234-242 页、D01:10.1587/elex.3.238 中描述。IQ 调制器包括每个MZM只有一个移相器电极，以控制传递函数并控制从并联的MZM输出的信号之间的相位差。这种多功能调制器可以充当单边带调制器、QPSK调制器等。需要自动控制调制器以避免不稳定的操作。
[0007]通过引用而包括的专利US2007/0133918A1也描述了一种具有两个并联的MZM的IQ调制器，其中需要使每个MZM只有一个移相器电极以控制传递函数并且需要另一移相器以控制来自并联的MZM的输出信号之间的相位差。该专利还公开了用于在没有导频信号的情况下生成正交移相键控信号的光学IQ调制器的自动反馈控制的方法和系统。该方法包括以下步骤:检测来自QPSK调制器的输出信号的一部分并在频率域中处理信号，以通过自动反馈控制优化输出数据。该方法包括在梯度算法的帮助下通过将抖动电压施加至分配的移相器来最小化(或最大化)输出信号。通过调节最小RF输出功率而控制ΔΦ = 31/2的移相。
[0008]以上所述的、用于IQ调制如(D)-QPSK的方法容易实现，但是对于单边带调制则存在一些极为不利之处。如果IQ调制器用于通过可独立接通或关断的多个载波实现单边带生成，则这样阻止了在最小化RF输出功率的帮助下在主MZM中调节90°设置的算法。
[0009]该方法的另一劣势在于对偏导数的需要一一这意味着监测器的低噪声信号和不存在由不完美电气模拟和数字电路导致的电气干扰。此外，需要宽频带监测二极管用于几GHz带宽内的功率检测。
【发明内容】
[0010]本发明的一个目的是控制IQ调制器。
[0011]本公开提供一种用于控制光学IQ调制器的方法，该IQ调制器包括第一马赫-曾德尔调制器和第二马赫-曾德尔调制器，第一和第二马赫-曾德尔调制器的输出信号增加了 90°的相位差，该方法包括以下步骤:
[0012]-在上部边带中生成第一单边带导频信号以及在下部边带中生成第二单边带导频信号；
[0013]-将光学IQ调制器的输出信号转换成电监测信号；
[0014]-从与所述两个导频信号的转换产物对应的监测信号中选择相位控制信号；以及
[0015]-改变由第一马赫-曾德尔调制器和第二马赫-曾德尔调制器输出的单边带导频信号的分量(初始导频信号)之间的相位差，直到所述相位控制信号变为最小值为止。
[0016]本发明解决通过生成控制信号调节主MZM的90°相位差的问题，其中功率取决于单边带生成的质量并且控制信号的频率可以远低于1MHz。最小功率的检测是一个优选方案。
[0017]等同的方案为对于在IQ调制器的第二反相输出处的最大功率的检测。90°相位的调节独立于任何数据信号而实现。
[0018]根据一个示例，第一导频信号和第二单边带导频信号为具有不同频率的行波信号，以及相位控制信号与具有这些导频信号的拍频的信号对应。
[0019]具有不同频率的两个导频信号的使用导致控制方法的基本方案。取决于IQM(用于MZMl和MZM2的附加输出端口 )的实现方式，这些导频信号可以被用于进一步调节。
[0020]根据一个示例，由具有第一载波调制频率的第一载波调制信号附加调制第一单边带导频信号，以及由具有第二载波调制频率的第二载波调制信号附加调制第二单边带导频信号，以及从与具有载波调制信号的拍频的信号对应的监测信号中选择相位控制信号。
[0021]此外，在一个示例中，第一单边带导频信号和第二单边带导频信号具有相同的基本调制频率。
[0022]两个边带的光学单边带导频信号均通过调制光学载波而生成。基本调制信号(电载波)具有相同的频率。每个基本调制信号本身由低频载波调制信号调制，例如，生成幅度经过调制的(ASK)光学导频信号。于具有载波调制信号的拍频的信号对应的相位控制信号源自监测信号并被评价以调节IQM相位角。
[0023]根据一个示例，方法进一步包括以下步骤:
[0024]-在第一马赫-曾德尔调制器中生成第三光学导频信号；
[0025]-在第二马赫-曾德尔调制器中生成第四光学导频信号以及
[0026]-将第三和第四光学导频信号转换成用作功率控制信号的进一步的电监测信号；
[0027]-选择并监测进一步的功率控制信号；
[0028]-根据所述功率控制信号的评价，优化第一和第二第一马赫-曾德尔调制器的功率传递函数。
[0029]可选的实施方式包括以下步骤:
[0030]-将第一马赫-曾德尔调制器的输出信号和第二马赫-曾德尔调制器的输出信号转换成监测信号；
[0031]-选择并监测与第一和/或第二单边带导频信号的初始导频信号对应的功率控制信号；以及
[0032]-根据所述初始导频信号的评价，优化第一马赫-曾德尔调制器和第二第一马赫-曾德尔调制器的功率传递函数。
[0033]对于从MZMl和MZM2输出的单边带导频信号的进一步的导频信号或初始导频信号(由MZMl和MZM2生成)的监测解决调节并联的MZMl和MZM2的问题，包括对于不完美的调制器和调制器驱动器(尤其是I和Q信号的传递函数中的不平衡)特性的自动补偿以及包括功率调节。有利的是功率最小值用于PTF调节(在图1B中的偏置点0° )。可选地，可以使用在双倍调制频率处的最大值。
[0034]第一马赫-曾德尔调制器、第二第一马赫-曾德尔调制器以及IQ调制器由偏置(控制)信号控制。
[0035]导频调制信号可以与数据调制信号结合或与偏置信号结合，其中偏置信号确定第一和第二马赫-曾德尔调制器的功率传递函数。
[0036]如果单边带数据信号由数据调制信号(RI(t) ;RQ(t))在上部光学边带和下部光学边带中生成，则使用本发明可以是有利的。
[0037]导频音的优化的单边带生成导致优化的单边带数据信号的生成。
[0038]一种用于控制IQ调制器的系统，该IQ调制器包括第一马赫-曾德尔调制器和并联的第二马赫-曾德尔调制器，该系统包括控制单元，控制单元被布置为用于:
[0039]-在上部边带中生成第一单边带导频信号以及在下部边带中生成第二单边带导频信号，以及用于
[0040]-接收与IQ调制器输出处发出的所述第一和第二单边带导频信号的转换产物对应的电监测信号；以及用于
[0041]-选择并监测至少一个相位控制信号，并且用于生成控制由第一马赫-曾德尔调制器和第二马赫-曾德尔调制器输出的单边带导频信号的分量之间的相位差的相位偏置信号，直到所述相位控制信号变为最小值为止。
[0042]光学单边带导频信号可以是具有不同频率的行波信号以及相位控制信号对应于具有单边带导频信号的拍频的信号。
[0043]在另一实施方式中
[0044]-第一单边带导频信号具有基本频率并由具有第一载波调制频率的第一载波调制信号附加调制，以及第二单边带导频信号具有基本频率并由具有不同的载波调制频率的第二载波调制信号附加调制；以及
[0045]-相位控制信号从与具有载波调制信号的拍频的信号对应的监测信号中选择。
[0046]控制单元被布置为