光发送器和用于光调制器的偏压控制方法_3

文档序号:9891110阅读:来源:国知局
时,同步检测到的低频分量的大小变为零。当偏置电压的漂移进一步增大时,再次检测到低频分量,但具有相反极性。同步检测到的低频分量与叠加在驱动信号上的低频信号fo为180度异相。当偏置电压的漂移变为±1.0XV3i时,同步检测到的低频分量的大小(绝对值)再次变为最大值。
[0061]从图11,可以理解的是,即使驱动振幅变化,可以通过控制偏置电压使得同步检测到的fo分量与叠加的fo信号同相且同步检测到的fo分量变为最大值而将偏压点设置为最佳点。即使驱动振幅由于随时间的变化或温度变化而变化,可以通过最大化与叠加的fo信号同相的、检测到的fo分量的控制方案,来选择最佳偏置电压。该方案可以实现稳定控制,因为f ο分量的极性恒定,与驱动振幅无关(与图3不同),并且因为可以避免如下的不希望的情形,g卩,不管出现偏压点的漂移,根据驱动振幅,未检测到fo分量。
[0062]图12是例示用于控制施加到1-臂的偏置电压的操作的流程图。在Q-臂上执行相同的偏压控制。首先,将低频信号fo叠加在要输入到1-臂马赫-曾德尔干涉仪151的驱动信号上,并且利用fo信号从由光检测器155检测到的电流信号中同步检测到fo分量(S101)。
[0063]然后,确定检测到的fQ分量是否相对于叠加的fQ信号是同相的(S103)。如果同相,则意味着偏压点的漂移对应于范围从O到0.5 X VJT的偏置电压的偏差。如果180度异相,则意味着偏压点的漂移对应于范围从0.5 X Vjt到1.0 X Vjt的偏置电压的偏差。然后,在任一情况下,进一步确定当前检测到的;^分量(;^()(1:))是否大于先前检测到的;^分量(;^(1:-1))(5105和S107)。
[0064]如果检测到的fQ分量为同相(在S103中,是),并且如果它大于先前检测到的fo分量(在S105中,是),则意味着偏置电压正接近于最佳值。在这种情况下,在与先前控制相同的方向上控制偏置电压(S109)。如果检测到的fo分量为同相(在S103中,是),且如果它不大于先前检测到的fo分量(在S105中,否),则意味着偏置电压正在远离最佳电平地移动。在这种情况下,反转控制方向,且在与先前控制相反的方向上控制偏置电压(Slll)。
[0065]如果检测到的fQ分量为180度异相(在S103中,否),且如果它大于先前检测到的fo分量(在S107中,是),则意味着偏置电压正在远离最佳电平地移动。在这种情况下,反转控制方向,且在与先前控制相反的方向上控制偏置电压(S113)。如果检测到的fo分量为180度异相(在S103中,否),且如果它不大于先前检测到的fo分量(在S107中,否),则意味着偏置电压正接近于最佳值。在这种情况下,在与先前控制相同的方向上控制偏置电压(S115)。
[0066]在确定了控制方向后,按照规定量改变偏置电压(S117)。偏置电压的改变量(步长)是通过针对检测到的fo分量执行预定计算而获得的改变量。例如,改变量可以与检测到的fo分量的大小的倒数成比例。另选地,改变大小可以与当前检测到的fo分量和先前检测到的fo分量之间的差的绝对值成比例。作为另一选择,可以使用固定步长来控制偏置电压。
[0067]通过重复从SlOl到S119的操作流程,可以使从监视信号检测到的fo分量(S卩,从光检测器155输出)为同相和最大值,从而将偏置电压控制到最佳电平。
[0068]图13例示了图12的偏置电压控制流程的修改例。与图12中的步骤相同的步骤可以由相同符号来表示,且省去对其的冗余说明。
[0069]存在包含在由光检测器155检测到的且作为电流信号输出的被监视光信号中的噪音。因此,当检测到的fo分量的大小小时(在偏置电压的偏差为0.5乂#左右的情况下),不可能准确地执行同步检测。为了排除这种不便,考虑到检测到的fo分量的大小小的情况,执行图13中的偏压控制。
[0070]在光调制器15的驱动信号的振幅上叠加低频信号fo,并且从光调制器15的输出信号中检测到fo分量(S101)。然后,确定检测到的fo分量是否大于阈值(S201)。当检测到的fo分量大于阈值时(在S201中,是),实施如图12中的步骤S103到SI 17。如果检测到的f ο分量等于或低于阈值(在S201中,否),则在与先前检测相同的控制方向上以固定步长改变偏置电压(S203)。当偏置电压的偏差在0.5 X Vjt左右时,该布置可以阻止偏压控制失效。
[0071]图14是更详细地说明图13的步骤S203的图。实施方式的控制方案可以通过如下的控制来将偏置电压实现为最佳电平,即,该控制使得包含在光调制器15的输出中的低频(f0)分量变为最大值且与叠加的低频信号同相,而不管驱动信号的振幅。然而,在±0.5XVη的偏置电压的偏差范围内,检测到的fo分量的大小接近于零且fo分量可以被淹没在噪音中。为了避免该不便,设置阈值,并且当同步检测到的fo分量的大小(或绝对值)等于或低于该阈值时,在与先前检测相同的方向上执行固定量的控制。
[0072]如图14所示,不管与最佳点的偏置电压偏离方向(正或负)如何,始终控制偏置电压,以使得fo分量为最大值。在图14的深色区域中的同步检测到的fo电平意味着,到那时为止,已经朝向最佳偏压条件进行了偏压控制。因此,当检测到的fo分量的大小(或绝对值)已经变为等于或小于阈值时,在相同方向上继续控制操作,以继续良好调节的偏压控制。
[0073]〈对窄带调制或高级别调制的应用〉
[0074]图15例示了光发送器1B的示例性结构,其中,将光收发器I应用于Nyquist-QPSK或16-QAM。与图7中的元件相同的元件用相同符号来表示,且省去冗余说明。在图15的示例中,使用用于数字信号处理(DSP-LSI) IlB的大规模集成电路来执行Nyquist-QPSK调制。DSP-LSI IlB在要在数字信号处理中传输的电信号上执行Nyquist滤波。借助于Nyquist滤波,频谱变窄,且频谱使用效率提高。对于窄带QPSK信号,峰峰驱动振幅变得大于平均驱动振幅。为了向正弦信号的峰值点提供电-光转换,通常将平均驱动振幅降低到或接近I XVjt(参见图1的图(B))。使用实施方式的结构和方法,即使驱动振幅为I XVJI,可以从光调制器的输出中检测到fo分量。因此,可以根据图12或图13的控制流,来适当地控制偏置电压。
[0075]类似地,对于16-QAM,DSP-LSI IlB产生16-QAM电子波形。在偏压控制期间,控制偏置电压,使得检测到的f Q分量变为最大值,如在Nyqui st-QPSK中一样。
[0076]图16是例示了针对驱动振幅的多个数值,绘制偏压点与最佳点的偏差和检测到的低频分量的大小之间的关系的模拟结果的图表。如在针对QPSK波形的图11的图表中,fo分量在最佳偏压点处变为最大值。因此,可以根据图12或图13的控制流来执行偏压控制。在诸如64-QAM或128-QAM这样的高级别调制中,在偏压点的漂移和检测到的fo分量的大小之间的关系等同地应用,且可以如同在16-QAM中一样地执行偏压控制。
[0077]图17是作为用于光收发器I的光发送器的另一修改例的光发送器10C的示意图。通过使同步检测到的fo分量最大化并与叠加的fo信号同相,上述结构与方法可以在偏置电压上实现均匀控制,而与驱动振幅无关。然而,fo分量检测灵敏度根据驱动振幅而变化(参见图11)。为了补偿检测灵敏度的差异,在图17中,调节驱动振幅和要叠加的低频信号fo的大小中的至少一个。
[0078]光发送器10C具有控制器16C。除了低频生成器161、偏压控制器162和同步检测器163之外,控制器16C还具有峰值检测器(或振幅检测器)164和振幅控制器165。峰值检测器164检测从调制器驱动器13a和13b中的每一个输出的驱动信号的峰值电平,并将检测结果提供给振幅控制器165。基于驱动信号的峰值电平,振幅控制器165调节要叠加的低频信号fo的大小,使得对于同步检测到的fo分量的检测灵敏度变得恒定。低频生成器161、偏压控制器162和
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