[发明专利]一种基于软核的电光调制器多工作点偏压控制系统及方法

说明书

本发明属于一种激光通信系统偏压控制方法，为解决目前能够兼顾调制器偏压控制和高速数据流通信的控制架构，存在硬件成本高、控制方法不灵活，且功耗和体积均较大的技术问题，提供一种基于软核的电光调制器多工作点偏压控制系统及方法，FPGA中设置软核，采用软核便于实现对外设的简单方便控制，灵活性强，实现灵活反馈调整，可快速迭代，大大提高了开发效率。同时，设置FPGA能够处理高速数据流，软核配合设置耦合器、探测器、光电转换模块、模数转换模块和数模转换模块，能够在不采用处理器的条件下，实现偏压控制，采用的部件简单，整体结构复杂度低，提供了一种既能够实现偏压控制，又能够兼顾成本、体积和功耗的控制系统。

技术领域

本发明属于空间激光通信领域，涉及一种偏压控制方法，具体涉及一种基于软核的电光调制器多工作点偏压控制系统及方法。

背景技术

随着信息时代的来临，传统的无线通信系统受带宽和传输速度限制，已经难以满足当下日益增长的高速和大容量需求。因此，以激光为载波的激光通信系统应运而生。

激光通信调制方式分为内调制和外调制两种。在外调制激光通信系统中，主要采用电光调制器，具有带宽高、电压低、调制信号的频率啁啾小、光损耗较低、电光系数高、适用于多种码型等优势，被广泛应用于激光通信系统中。

激光通信系统依据不同的卫星轨道高度，可以分为低轨、中轨及高轨卫星激光通信系统。在不同的通信系统中采用的的调制方式也不相同。如采用BPSK(二进制移相键控)或者DPSK(差分移相键控)调制方式时，电光调制器需要工作在Min(最小)点或者Max(最大)点，如采用OOK(二进制振幅键控)调制方式时，电光调制器需要工作在Qaud+或者Qaud-工作点，如采用QPSK(正交相移键控)调制方式时，电光调制器需要工作在NULL点及Qaud点。

为了避免电光调制器输出的光信号失真，影响激光通信系统性能，必须使调制器工作在最佳工作点。然而，由于外加电场的改变，以及受温度、湿度、自然老化等一系列因素的影响，会引起调制器偏置工作点发生漂移，为了减小调制器偏置工作点的漂移，需要实时控制调制器工作点。激光通信系统的调制器偏压控制方法多为反馈式控制，适合通过ARM、单片机、DSP等处理器来控制，但是，由于激光通信系统通信速率很高，通信数据多为高速数据流，现有的ARM、单片机、DSP等处理器又不适合处理高速数据，就需要采用FPGA来配合处理高速数据流。因此，目前多采用FPGA加处理器或FPGA加偏压控制模块的架构控制调制器偏置工作点，但是，这类控制架构硬件成本高、控制方法不灵活，且功耗和体积均较大。

发明内容

本发明为解决目前能够兼顾调制器偏压控制和高速数据流通信的控制架构，存在硬件成本高、控制方法不灵活，且功耗和体积均较大的技术问题，提供一种基于软核的电光调制器多工作点偏压控制系统及方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于软核的电光调制器多工作点偏压控制系统，其特殊之处在于，包括激光器、调制器、耦合器、探测器、光电转换模块、模数转换模块、FPGA和数模转换模块；

所述激光器的输出端连接调制器的光口；

所述耦合器的输入端与调制器的输出端相连，耦合器的一个输出端连接探测器的输入端；

所述探测器的输出端连接光电转换模块的一个输入端、光电转换模块的输出端连接模数转换模块的输入端、模数转换模块的输出端连接FPGA的一个输入端，光电转换模块用于将探测器输出的电流信号转换为电压信号，并进行放大和滤波，模数转换模块用于将采集到的电压信号转换为数字信号；