一种MZM调制器工作点控制方法及装置与流程

文档序号:12131278阅读:6382来源:国知局
一种MZM调制器工作点控制方法及装置与流程

本发明涉及光通讯技术领域,尤其是一种MZM调制器工作点控制方法及装置。



背景技术:

铌酸锂马赫-曾德尔型强度调制器(MZM)作为光通讯链路的关键器件,主要用于将射频通讯信号调制到光载波上,其调制性能对链路性能影响较大。一般来说,MZM强度调制器主要有三种静态工作点,如图1所示。①点为正交偏置点,②点为最小传输点,③点为最大传输点,②、③点为MZM的非线性工作点,会造成通讯信号失真;因此在通讯领域中,MZM主要工作在线性工作点即图1所示的①点,该工作点具有最优的线性工作范围,同时可减少信号非线性失真造成对相邻信道的影响。

随着环境温度的变化及MZM调制器受电荷积累的影响,MZM调制器的线性工作点会发生变化,因此,工作期间需要随时对MZM调制器的工作状态进行监测及调整,以保证MZM调制器工作在最佳线性工作点上。

传统的MZM调制器工作点控制方法是采用监测信号引入法。从MZM调制器的供电端馈入几十KHz的监测信号,在MZM调制器输出端耦合一部分光信号进行检波,通过检测几十KHz信号的大小来监测MZM调制器的工作点变化。该方案需要人为引入一个几十KHz的信号,且该信号无法滤除,一定程度上会对通讯信号造成影响。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术中需引入监测信号进行工作点控制,对通讯信号造成影响的问题以及工作点控制不稳定的问题;提供一种一种MZM调制器工作点控制方法,同时提供一种MZM调制器工作点控制装置;通过自适应调整MZM调制器工作电压使得调制器工作在作家线性工作点上,控制原理简单,控制状态稳定性好。

本发明采用的技术方案如下:

一种MZM调制器工作点控制方法包括:

步骤1:MEM调制器、耦合器、光滤波、光检波器、处理器,放大器依次连接构成闭环电路;放大器用于控制MZM调制器的电源控制端;

步骤2:当MZM调制器输入光载波信号,同时输入实际通信信号时,MEM调制器输出端的光功率信号依次通过耦合器、光滤波、光检波器转换为电压信号Vx;

步骤3:处理器采集到该电压信号Vx后,将电压信号Vx与电压光功率表中的电压值V进行对比,通过修正使得Vx等于较接近的线性工作点V;

步骤4:处理器将电压信号V通过放大器放大后,控制MZM调制器在线性工作点工作。

进一步的,所述电压光功率表建立过程是:

MEM调制器、耦合器、光滤波、光检波器、处理器,放大器依次连接构成闭环电路;放大器用于控制MZM调制器的电源控制端;

在MZM调制器只有光载波信号输入时,处理器输出电压信号通过放大器放大后,使得MZM调制器的电源控制端电压V从MZM调制器最小工作电压Vmin到最大工作电压Vmax按照步进δt进行巡检;n个电压值对应调制器有n个光功率检测值输出,其中光功率检测值最大的点成为MZM调制器线性工作点,MZM有多个线性工作点;将n个光功率值Pn与n个电压值Vmin+nδt一一对应,建立电压光功率表;并储存于处理器存储区中;i∈n,n为大于等于0的整数;

进一步的,所述步骤3中处理器通过迭代方式,通过修正使得Vx等于较接近的线性工作点V具体过程是:

步骤31:电压信号Vx与多个线性工作点Vi的差值进行比较,当Vi=Vx时,则V=Vi;否则,执行步骤32;

步骤32:判断Vx-Vi-1与Vi-Vx的关系,当Vx-Vi-1>Vi-Vx时,V=Vi;当Vx-Vi-1<Vi-Vx时,则V=V i-1

进一步的,所述耦合器用于将MEM调制器输出的光功率耦合一部分作为处理器的参考工作电压;所述光滤波器为载波光波长中心频率的补偿型波导光栅滤波器;光检波器用于将载波光信号进行检波,输出电信号至处理器。

一种MZM调制器工作点控制装置包括:MEM调制器、耦合器、光滤波、光检波器、处理器,放大器;MEM调制器、耦合器、光滤波、光检波器、处理器,放大器依次连接构成闭环电路;放大器用于控制MZM调制器的电源控制端;

当MZM调制器输入光载波信号,同时输入实际通信信号时,MEM调制器输出端的光功率信号依次通过耦合器、光滤波、光检波器转换为电压信号Vx;处理器接收该电压信号Vx后,将电压信号Vx与电压光功率表中的电压值V进行对比,通过修正使得Vx等于较接近的线性工作点V;处理器将电压信号V通过放大器放大后,控制MZM调制器在线性工作点工作。

进一步的,所述电压光功率表建立过程是:

MEM调制器、耦合器、光滤波、光检波器、处理器,放大器依次连接构成闭环电路;放大器用于控制MZM调制器的电源控制端;

在MZM调制器只有光载波信号输入时,处理器输出电压信号通过放大器放大后,使得MZM调制器的电源控制端电压V从MZM调制器最小工作电压Vmin到最大工作电压Vmax按照步进δt进行巡检;n个电压值对应调制器有n个光功率检测值输出,其中光功率检测值最大的点成为MZM调制器线性工作点,MZM有多个线性工作点;将n个光功率值Pn与n个电压值Vmin+nδt一一对应,建立电压光功率表;并储存于处理器存储区中;i∈n,n为大于等于0的整数。

进一步的,所述处理器通过迭代方式,通过修正使得Vx等于较接近的线性工作点V具体过程是:

电压信号Vx与多个线性工作点Vi的差值进行比较,当Vi=Vx时,则V=Vi;否则,判断Vx-Vi-1与Vi-Vx的关系,当Vx-Vi-1>Vi-Vx时,V=Vi;当Vx-Vi-1<Vi-Vx时,则V=V i-1

进一步的,所述耦合器用于将MEM调制器输出的光功率耦合一部分作为处理器的参考工作电压;所述光滤波器为载波光波长中心频率的补偿型波导光栅滤波器;光检波器用于将载波光信号进行检波,输出电信号至处理器。

综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:通过理想状态下,制作电压光功率表,找到MZM调制器的多个线性工作点,然后与实际得到的光功率信号对应的电压信号进行比较,然后进行找到与实际电压信号最为接近的线性工作点,并通过放大器放大后,使得MZM调制器工作在最佳的线性工作点上,减少信号非线性失真造成对相邻信道的影响。

本专利中的实施方式并无需像现有技术一样,引入监测信号进行工作点控制;本方法通过反馈信号实时调整MZM调制器线性工作点电压,形成简单高效的控制方式。

本专利中的实施方式控制的MZM调制器的工作较为稳定,存在较小误差,在实际生产应用中较为安全。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:

图1是MZM调制器的静态工作点曲线图。

图2是本发明原理款图。

图3是 MZM调制器工作状态控制结果。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明相关说明:

1、实际通信信号是射频信号、光子信号等实际工作信号。

2、所述耦合器用于将MEM调制器输出的光功率耦合一部分作为处理器的参考工作电压;所述光滤波器为载波光波长中心频率的补偿型波导光栅滤波器,用于将载波光信号选择出来;光检波器用于将载波光信号进行检波,输出电信号至处理器;耦合器采用分光比为10%的保偏光纤耦合器,光滤波器采用浦芮斯公司研制的波导光栅滤波器,光检波器采用Thorlabs公司的高灵敏度光检波器。

一种MZM调制器工作点控制装置包括:MEM调制器、耦合器、光滤波、光检波器、处理器,放大器;MEM调制器、耦合器、光滤波、光检波器、处理器,放大器依次连接构成闭环电路;放大器用于控制MZM调制器的电源控制端;

当MZM调制器输入光载波信号,同时输入实际通信信号时,MEM调制器输出端的光功率信号依次通过耦合器、光滤波、光检波器转换为电压信号Vx;处理器接收该电压信号Vx后,将电压信号Vx与电压光功率表中的电压值V进行对比,通过修正使得Vx等于较接近的线性工作点V;处理器将电压信号V通过放大器放大后,控制MZM调制器在线性工作点工作。

本控制方法的稳定性验证,链路采用光谱仪进行辅助测试。对比链路中引入本发明装置和不引入本发明装置1小时内MZM调制器的工作状态变化情况。MZM调制器的工作状态变化情况通过光谱仪监测MZM调制器输出的载波光信号功率的大小来判定。测试结果如图3所示:

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

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