一種用于雙偏振IQ調制器的控制方法及系統技術方案

本發明專利技術公開了一種用于雙偏振光IQ調制器的控制方法及系統。所述控制方法包括：首先，產生四個頻率為f

Control method and system for double polarization IQ modulator

The invention discloses a control method and system for double polarized light IQ modulator. The control method comprises the following steps of: generating four frequencies at f;

【技術實現步驟摘要】
一種用于雙偏振IQ調制器的控制方法及系統
本專利技術涉及通信領域，特別是涉及一種用于雙偏振IQ調制器的控制方法及系統。
技術介紹
為了提升通信系統的信道容量，利用光在單模光纖中傳輸的偏振特性，將傳輸波長的兩個獨立且相互正交的偏振態作為獨立信道分別傳輸兩路信號，能夠成倍提高了系統容量、增加頻譜利用率。圖1為現有技術的雙偏振IQ調制器的結構示意圖，包括光源、總分束器BS、X路光IQ調制器、Y路光IQ調制器、偏振控制器、偏振分束器以及輸出光纖。為了將信號調制到載波光的兩個正交偏振態上，雙偏振IQ調制器利用兩個IQ調制器將信號分別調制到兩路偏振光上，再通過偏振控制器使兩路光偏振態正交，最終耦合到一起。為了讓調制器保持良好的性能，需要對偏置點進行監控，對偏置電壓進行穩定的控制，使得調制器始終處于理想狀態。由于雙偏振IQ調制器的每一路光IQ調制器均包括I路MZM調制器(MZMI)、Q路MZM調制器(MZMQ)以及相位延遲器(P)，除了外部輸入光IQ調制器的射頻信號SignalI和SignalQ，還需要利用三種控制信號BiasI、BiasQ以及BiasP用于調整光IQ調制器的直流光功率和相位，如圖2所示。現有技術通常是在兩路控制信號BiasI、BiasQ中分別附加頻率為f1和f2的小幅低頻擾動電壓，然后分離部分IQ調制器的直流光功率信號，通過FFT算法，監控光電探測器的直流光功率信號中f1、f2的一次諧波分量，令f1、f2的幅值最小，以保證光IQ調制器的I路和Q路處于線性調制的狀態。而對于BiasP的調節，一般有兩種方式：第一、采用上述加入f1、f2擾動的方式，通過監控光信號中其合頻分量f1+f2是否處于最小，來判斷延遲器P是否處于±π/2點；第二、在P路的偏置中，附加頻率為f3小幅低頻的擾動，通過監測光信號中f3的二次諧波分量是否最大，來判斷延遲器P是否處于±π/2點。在非專利文獻(GuiT,LiC,YangQ,etal.AutobiascontroltechniqueforopticalOFDMtransmitterwithbiasdithering.[J].OpticsExpress,2013,21(5):5833-5841.)公了一種IQ調制器的自動控制方法，該方法需要在微控制器(MCU)中作頻譜分析(FFT計算)，因此計算過程較為復雜；且在該方法中，IQ調制器的功率與相對線性點的控制電壓的平方正相關，調節偏置電壓的時候，IQ調制器的功率的變化是非單調性的，需要在比較大的電壓范圍內進行掃描檢測，從而影響了其調節速度和靈敏度。若IQ調制器在使用過程中利用上述方法對偏置點進行修正，則將引起傳輸的波動，從而影響其控制效率以及精確度。由于雙偏振IQ調制器包括兩路光IQ調制器，因此總共需要調整6個控制信號對應的偏置電壓。現有技術的控制方法，多是把雙偏振IQ調制器的X、Y支路分離，當做兩個獨立的調制器來進行偏置控制。這種方法需要分別從X、Y支路的IQ調制器引出光信號，提供給監控設備；從而導致了必須要用兩個控制系統、兩套相同的器件才能完成對偏置的控制，從而使得控制系統的結構較為復雜，且需要較高的精度以保證兩套系統的同步。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了克服上述
技術介紹
的不足，提供了一種雙偏振IQ調制器的控制方法及系統，控制過程具有方向性、收斂性，調節穩定性高。為實現上述目的，按照本專利技術的一個方面，提供了一種雙偏振IQ調制器的控制方法，包括以下步驟：S1.根據第一擾動頻率f1、第二擾動頻率f2、第三擾動頻率f3以及第四擾動頻率f4，獲得第一電壓偏置VXI、第二電壓偏置VYI、第三電壓偏置VXQ、第四電壓偏置VYQ、第五電壓偏置VXP以及第六電壓偏置VYP；其中，fmax:fmin小于2，fmax為f1～f4中的最大值，fmin為f1～f4中的最小值，N1fi≠N2fk，N1、N2為1～6的任意整數、i、k各自獨立地為1～4的任意整數；S2.根據第一電壓偏置至第四電壓偏置，獲得第一控制信號至第四控制信號；所述第一控制信號為VXI’＝VXI+AXsin(2πf1t)，所述第二控制信號為VYI’＝VYI+AYsin(2πf2t)，所述第三控制信號為VXQ’＝VXQ+AXsin(2πf3t)，所述第四控制信號為VYQ’＝VYQ+AYsin(2πf4t)；其中，幅值AX和AY為1％～10％Vπ，Vπ為雙偏振IQ調制器的半波電壓，t為時間。優選地，所述步驟S1具體包括：其中，s(t)為雙偏振IQ調制器的實時光功率，T為檢測周期，和分別為雙偏振IQ調制器的直流光功率s’(t)＝s’(t)min時的第一電壓偏置至第六電壓偏置，s’(t)min為直流光功率s’(t)的最小值，所述直流光功率作為進一步優選地，在所述步驟S1中，還包括：根據直流光功率的最小值s’(t)min，調節第一電壓偏置至第六電壓偏置，使得第一相關系數至第六相關系數為0；其中，第一相關系數為，第二相關系數為，第三相關系數為，第四相關系數為，第五相關系數為第六相關系數為作為進一步優選地，在所述步驟S1之前，還包括調節所述雙偏振IQ調制器的直流光功率s’(t)＝s’(t)min±s’(t)max×10％，其中，s’(t)max為直流光功率s’(t)的最大值。作為進一步優選地，所述檢測周期T為40ms～200ms。優選地，在所述步驟S2之后，還包括步驟S3：將第一控制信號至第四控制信號輸入雙偏振IQ調制器的第一控制端至第四控制端，將第五電壓偏置以及第六電壓偏置分別輸入雙偏振IQ調制器的第五控制端以及第六控制端，使得所述雙偏振IQ調制器的實時光功率為返回步驟S1；其中，所述雙偏振IQ調制器的第一MZM調制器的光功率信號IX(t)、第二MZM調制器的光功率信號IY(t)、第三MZM調制器的光功率信號QX(t)、第四MZM調制器的光功率信號QY(t)滿足：j為虛數單位。優選地，所述第一擾動頻率至第四擾動頻率為1kHz～10kHz。優選地，所述幅值AX＝AY。按照本專利技術的另一個方面，還提供了一種雙偏振IQ調制器的控制系統，包括功率監測模塊、頻率源、相關積分模塊、反饋控制模塊以及耦合單元；所述功率監測模塊的輸出端連接反饋控制模塊的第一輸入端，所述功率監測模塊用于獲得雙偏振IQ調制器的直流光功率其中，s(t)為雙偏振IQ調制器的實時光功率，t為時間，T為檢測周期；所述頻率源的第一輸出端連接相關積分模塊的第一輸入端，第二輸出端連接耦合單元的第一輸入端；所述頻率源用于發出分別具有第一擾動頻率f1至第一擾動頻率f4的第一擾動信號至第四擾動信號；其中，fmax:fmin小于2，fmax為f1～f4中的最大值，fmin為f1～f4中的最小值，N1fi≠N2fk，N1、N2為1～6的任意整數、i、k各自獨立地為1～4的任意整數；所述相關積分模塊的輸出端連接反饋控制模塊的第二輸入端，所述相關積分模塊用于根據第一擾動頻率f1至第一擾動頻率f4，獲取第一相關系數第二相關系數第三相關系數第四相關系數第五相關系數以及第六相關系數所述反饋控制模塊的第一輸出端連接耦合單元的第二輸入端，第二輸出端用于連接雙偏振IQ調制器的第五控制端，第三輸出端用于連接雙偏振IQ調制器的第六控制端；所述反饋控制模塊用于根據第一相本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙偏振IQ調制器的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：S1.根據第一擾動頻率f

【技術特征摘要】
1.一種雙偏振IQ調制器的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：S1.根據第一擾動頻率f1、第二擾動頻率f2、第三擾動頻率f3以及第四擾動頻率f4，獲得第一電壓偏置VXI、第二電壓偏置VYI、第三電壓偏置VXQ、第四電壓偏置VYQ、第五電壓偏置VXP以及第六電壓偏置VYP；其中，fmax:fmin小于2，fmax為f1～f4中的最大值，fmin為f1～f4中的最小值，N1fi≠N2fk，N1、N2為1～6的任意整數、i、k各自獨立地為1～4的任意整數；S2.根據第一電壓偏置至第四電壓偏置，獲得第一控制信號至第四控制信號；所述第一控制信號為VXI’＝VXI+AXsin(2πf1t)，所述第二控制信號為VYI’＝VYI+AYsin(2πf2t)，所述第三控制信號為VXQ’＝VXQ+AXsin(2πf3t)，所述第四控制信號為VYQ’＝VYQ+AYsin(2πf4t)；其中，幅值AX和AY為1％～10％Vπ，Vπ為雙偏振IQ調制器的半波電壓，t為時間。2.如權利1所述的控制方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括：其中，s(t)為雙偏振IQ調制器的實時光功率，T為檢測周期，和分別為雙偏振IQ調制器的直流光功率s’(t)＝s’(t)min時的第一電壓偏置至第六電壓偏置，s’(t)min為直流光功率s’(t)的最小值，所述直流光功率3.如權利2所述的控制方法，其特征在于，在所述步驟S1中，還包括：根據直流光功率的最小值s’(t)min，調節第一電壓偏置至第六電壓偏置，使得第一相關系數至第六相關系數為0；其中，第一相關系數為，第二相關系數為，第三相關系數為，第四相關系數為，第五相關系數為第六相關系數為4.如權利1所述的控制方法，其特征在于，在所述步驟S2之后，還包括步驟S3：將第一控制信號至第四控制信號輸入雙偏振IQ調制器的第一控制端至第四控制端，將第五電壓偏置以及第六電壓偏置分別輸入雙偏振IQ調制器的第五控制端以及第六控制端，使得所述雙偏振IQ調制器的實時光功率為返回步驟S1；其中，所述雙偏振IQ調制器的第一MZM調制器的光功率信號IX(t)、第二MZM調制器的光功率信號IY(t)、第三MZM調制器的光功率信號QX(t)、第四MZM調制器的光功率信號QY(t)滿足：j為虛數單位。5.如權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧磊，李曉雷，劉德明，
申請(專利權)人：華中科技大學，
類型：發明
國別省市：湖北,42