[发明专利]激光调制器偏置控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及激光调制器的偏置控制方法和装置。 

背景技术

由于外调制方式具有高速率、大消光比、高输入光功率、啁啾可调及对波长不敏感等优势，可以增加波分系统的传输距离，提高传输速度，因此，在波分系统中具有广泛的应用。然而由于基于LiNbO₃(铌酸锂)材料的Mach-Zehnder(马赫-曾德尔)调制器工作点受温度、机械应力、器件老化的影响，可能出现相位漂移，从而影响输出光信号的性能，因此在使用调制器时，需要对调制器的偏置(BIAS)工作点进行反馈控制，形成闭环，保证偏置稳定。 

传统的偏置控制装置的组成如图1所示，主要由调制器、驱动器、信号发生器、放大器、相关运算器等组件组成。该偏置控制装置的工作原理为：信号发生器产生低频正弦导频信号，通过控制铌酸锂驱动器的增益控制端，以很小的比例对高速通信电信号进行幅度调制(Amplitude Modulation，简称为AM)。经过铌酸锂调制器进行Mach-Zehnder调制后转换为光信号输出到光纤线路上。部分光被铌酸锂上附带的光电二极管(Photoelectric Diode，简称为PD)检测，经过放大、滤波后与原始输入的导频信号进行对比，进行相关运算后得到偏置控制的误差电压，对调制器偏置点进行闭环反馈控制。

图2示出了传统的铌酸锂偏置控制方法的流程图，该方法是一个典型的相关检测+比例积分算法，主要包括以下步骤： 

步骤S214：在调制器的输入端输入通信电信号； 

步骤S216：在输出端输出的导频信号通过电-光-电的变换和反馈后，被光电二极管PD检测； 

步骤S218：控制程序采样PD检测的信号，并对该信号进行放大和滤波，并将放大滤波后的信号输入相关运算器； 

步骤S220：相关运算器根据输入的上述信号与导频信号进行相关运算，计算出当前偏置误差； 

步骤S222：根据当前偏置误差的大小和极性，调节当前偏置控制电压，使偏置向正确的工作点方向进行调整；具体地，如果当前偏置误差偏低，则执行步骤S224，增加偏置控制电压，如果正常，则执行步骤S226，不调整偏置电压；如果偏高，则执行步骤S228，降低偏置控制电压。 

如上所述，在目前的偏置控制技术中，在调制器射频(RadioFrequency，简称为RF)电极的通信信号中插入小幅度的低频导频信号，经调制成光信号后，在信号输出位置分光检测调制后的导频信号。通过相关运算将检测信号与原始信号进行幅度和相位上的对比，检测出偏置误差，经积分、放大后输出到调制器BIAS电极上，控制调制器的偏置相位，维持工作点稳定。 

在这种控制方法中，由于每次调节的偏置控制电压的幅度较小，在激光调制器启动时，其收敛速度慢，因此，激光调制器达到稳定工作点所需要的时间较长，有时长达数秒至数十秒。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种激光调制器偏置控制方法及装置，用以解决现有技术中偏置控制方法收敛速度慢、控制时间较长的问题。 

根据本发明的一个方面，提供了一种激光调制器偏置控制方法。 

根据本发明提供的马赫-曾德尔激光调制器偏置控制方法包括：在马赫-曾德尔激光调制器启动时，在马赫-曾德尔激光调制器的偏置电极输入线性变化的偏置控制电压，并获取马赫-曾德尔激光调制器的输出光功率，确定与预设工作点对应的偏置控制电压；然后，使能马赫-曾德尔激光调制器射频电极的通信电信号，并通过低频正弦导频信号对通信电信号进行幅度调制，同时在偏置电极输入确定的偏置控制电压；对马赫-曾德尔激光调制器的输出光信号进行采样，并将采样的光信号与导频信号进行比较，根据比较的结果，调节输入偏置电极的偏置控制电压。 

根据本发明的另一个方面，提供了一种激光调制器偏置控制装置。