CN107547140A - 一种光解调器偏置点的控制方法及装置 - Google Patents

一种光解调器偏置点的控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光解调器偏置点的控制方法及装置，其中，该控制方法包括：接收数字模拟转换器DAC输出的反馈电压信号；对反馈电压信号增加预设的微扰信号，得到第一电压信号；将第一电压信号进行信号处理，经DAC通过驱动电路输出至延迟线干涉仪DLI，形成用于对DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压。这样，能够解决现有的自由空间光波导的DLI在实际控制中，缓慢的热响应时间会给控制环路带来振荡，影响DLI控制的稳定性和效率，使DQPSK光解调器无法锁定在正确的偏置点上的问题，实现对环路响应的优化。

Description

一种光解调器偏置点的控制方法及装置
技术领域
本发明涉及光通信领域，特别是指一种光解调器偏置点的控制方法及装置。
背景技术
基于自由空间光波导技术的相位调制的光解调器，由于自由空间的温度稳定性强，所以整个波导无需温度控制，减小了控制电路的复杂度。通过金属膜电阻加热光波导的热胀冷缩的原理，修改光程来改变干涉仪的干涉相位，如图1所示，DQPSK(DifferentialQuadrature Reference Phase Shift Keying，四相相对相移键控)光解调器的结构框图，在将接收到的光信号经过DLI(Delay Line Interferometer，延迟线干涉仪)后将光路分成输出四通道，进入双平衡接收机，实现光信号到电信号转换，其中，DLI控制输出电压值以对入光输入的光信号进行相位调整，以使DQPSK光解调器锁定在正确的偏置点上。现有的自由空间光波导的DLI在实际控制中，由于自由空间光波导的热响应时间相对于平面波导长，通常会达到秒级，这样缓慢的热响应时间会给控制环路带来振荡，影响DLI控制的稳定性和效率，使DQPSK光解调器无法锁定在正确的偏置点上。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种光解调器偏置点的控制方法及装置，以解决现有的自由空间光波导的DLI在实际控制中，缓慢的热响应时间会给控制环路带来振荡，影响DLI控制的稳定性和效率，使DQPSK光解调器无法锁定在正确的偏置点上的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种光解调器偏置点的控制方法，该控制方法包括：
接收数字模拟转换器DAC输出的反馈电压信号；
对反馈电压信号增加预设的微扰信号，得到第一电压信号；
将第一电压信号进行信号处理，经DAC通过驱动电路输出至延迟线干涉仪DLI，形成用于对DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压。
其中，对反馈电压信号增加预设的微扰信号，得到第一电压信号的步骤包括：
预先对需要增加到反馈电压信号的第一微扰信号进行加扰，同时对第一微扰信号进行整形，得到第二微扰信号；
将第二微扰信号增加到反馈电压信号，得到第一电压信号。
其中，将第一电压信号进行信号处理，经DAC输出至延迟线干涉仪DLI，形成用于对DLI接收到光信号进行相位推拉的偏压的步骤包括：
根据第一电压信号进行极性选择；
根据极性选择将第一电压信号输出至DLI形成推相位的第一偏压或拉相位的第二偏压。
其中，将第一电压信号进行信号处理，经DAC通过驱动电路输出至延迟线干涉仪DLI，形成用于对DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压的步骤包括：
将第一电压信号进行增加预设的补偿相位，形成第二电压信号，将第二电压信号经DAC通过驱动电路输出至DLI，形成用于对DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压。
其中，将第一电压信号进行信号处理，经DAC通过驱动电路输出至延迟线干涉仪DLI，形成用于对DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压的步骤还包括：
根据第一电压信号进行极性选择；
根据极性选择将第二电压信号输出至DLI形成推相位的第一偏压或拉相位的第二偏压。
第二方面，本发明实施例提供一种光解调器偏置点的控制装置，该控制装置包括：
接收模块，用于接收数字模拟转换器DAC输出的反馈电压信号；
第一处理模块，用于对反馈电压信号增加预设的微扰信号，得到第一电压信号；
第二处理模块，用于将第一电压信号进行信号处理，经DAC通过驱动电路输出至延迟线干涉仪DLI，形成用于对DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压。
其中，第一处理模块包括：
第一处理单元，用于预先对需要增加到反馈电压信号的第一微扰信号进行加扰，同时对第一微扰信号进行整形，得到第二微扰信号；
第二处理单元，用于将第二微扰信号增加到反馈电压信号，得到第一电压信号。
其中，第二处理模块包括：
第一极性选择单元，用于根据第一电压信号进行极性选择；
第一形成单元，用于根据极性选择将第一电压信号输出至DLI形成推相位的第一偏压或拉相位的第二偏压。
其中，第二处理模块包括：
第二处理单元，用于将第一电压信号进行增加预设的补偿相位，形成第二电压信号，将第二电压信号经DAC通过驱动电路输出至DLI，形成用于对DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压。
其中，第二处理模块还包括：
第二极性选择单元，用于根据第一电压信号进行极性选择；
第二形成单元，用于根据极性选择将第二电压信号输出至DLI形成推相位的第一偏压或拉相位的第二偏压。
与现有技术相比，本发明实施例提供的光解调器偏置点的控制方法及装置，通过接收数字模拟转换器DAC输出的反馈电压信号；对反馈电压信号增加预设的微扰信号，得到第一电压信号；将第一电压信号进行信号处理，经DAC通过驱动电路输出至延迟线干涉仪DLI，形成用于对DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压，实现对环路响应的优化，以解决现有的自由空间光波导的DLI在实际控制中，缓慢的热响应时间会给控制环路带来振荡，影响DLI控制的稳定性和效率，使DQPSK光解调器无法锁定在正确的偏置点上的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1表示DQPSK光解调器的结构框图；
图2表示本发明实施例中DLI控制的一种电路示意图；
图3表示本发明实施例提供的光解调器偏置点的控制方法的流程示意图；
图4表示本发明实施例中对第一微扰信号整形前后的波形示图；
图5表示本发明实施例中进行相位补偿后的相位偏移示意图；
图6表示本发明实施例提供的光解调器偏置点的控制方法的一种示例示意图；
图7表示本发明实施例提供的光解调器偏置点的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
参见图2，DLI控制的一种电路示意图中，该DLI控制的电路包括第一DAC(Digitalto analog converter，数字模拟转换器)、第二DAC、与第一DAC的输出端连接的第一驱动电路、与第二DAC的输出端连接的第二驱动电路、与第一驱动电路并联的第一分压电路、与第二驱动电路并联的第二分压电路以及DLI偏压输出端，第一DLI偏压输出端分别与第一驱动电路、第二驱动电路、第一分压电路以及第二分压电路连接。其中，第一驱动电路包括第一运放以及第一MOS(metal oxide semiconductor，金属-氧化物-半导体)管，第二驱动电路包括第二运放以及第二MOS管。在第一DAC接收到增益控制输出的信号并作处理后输出，经第一运放进行放大并驱动第一MOS的开关，以控制第一MOS管的导通程度，从而控制第一MOS管上的电流大小，然后通过DLI偏压输出端输出至DLI，以改变DLI的加热强度，使DLI本身相位发生改变，实现对DLI接收到的光信号的相位调制。同理，在第二DAC接收到增益控制输出的信号并作处理后输出，经第二运放进行放大并驱动第二MOS的开关，以控制第二MOS管的导通程度，从而控制第二MOS管上的电流大小，然后通过DLI偏压输出端输出至DLI，以改变DLI的加热强度，使DLI本身相位发生改变，实现对DLI接收到的光信号的相位调制。其中，第一分压电路和第二分压电路为平行电路，通过第一分压电路和第二分压电路，可以实现对电源噪声的抑制作用。另外，当第一DAC所连接电路工作时，第二DAC所连接电路不工作，同理，当第二DAC所连接电路工作时，第一DAC所连接电路不工作。其中，第一DAC和第二DAC可以并为同一DAC器件。
请参见图3，其示出的是本发明实施例提供的光解调器偏置点的控制方法的流程示意图，本发明实施例提供一种光解调器偏置点的控制方法，该控制方法包括：
步骤301，接收数字模拟转换器DAC输出的反馈电压信号。
这里，接收DAC中的反馈电压输出的反馈电压信号，以便后续对反馈电压信号进行处理。
步骤302，对反馈电压信号增加预设的微扰信号，得到第一电压信号；
这里，对反馈电压信号增加预设的微扰信号，得到第一电压信号，通过增加预设的微扰信号，该预设的微扰信号为一个扰动非常小的预设信号，对有效信号进行干扰，可以实现对环路响应的优化。其中，该预设的微扰信号为正脉冲和负脉冲组成的脉冲信号。
步骤303，将第一电压信号进行信号处理，经DAC通过驱动电路输出至延迟线干涉仪DLI，形成用于对DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压。
这里，将第一电压信号进行预定的信号处理操作，然后经DAC的输出端，再通过驱动电路输出至DLI，形成偏压，以对DLI接收到的光信号进行相位推拉。
在一实施例中，步骤302，对反馈电压信号增加预设的微扰信号，得到第一电压信号的步骤包括：
预先对需要增加到反馈电压信号的第一微扰信号进行加扰，同时对第一微扰信号进行整形，得到第二微扰信号。
这里，参见图4，以需要增加到反馈电压信号中的第一微扰信号进行加扰时，将第一微扰信号整形为易于采样的方波信号(即第二微扰信号)，以微扰波形的第一个周期为例，在进行第一个第一微扰信号的正脉冲加扰时，即t0到t1时间，对第一微扰信号的正脉冲做锯齿整形(锯齿波修复)，将锯齿波整形为方波，到热响应的拖尾时间τlag过后，在光域上的响应电压(Vc)刚好完成一个正常的响应方波[t0,t1]+τlag，响应强度为Vc1，该响应方波即为第二微扰信号。同理，正脉冲结束的t2时间进行负脉冲的锯齿整形，依此，将第一微扰信号整形为完整的第二微扰信号。另外，在整个第二微扰信号的区间内，禁用自动归零使能，同时同步检测使能进行同步数据监测，这样，可使第二微扰信号被正常还原并采集。
将第二微扰信号增加到反馈电压信号，得到第一电压信号。
这里，通过将整形得到的第二微扰信号增加到反馈电压信号，得到第一电压信号。
在一实施例中，步骤303，将第一电压信号进行信号处理，经DAC输出至延迟线干涉仪DLI，形成用于对DLI接收到光信号进行相位推拉的偏压的步骤包括：
根据第一电压信号进行极性选择；
根据极性选择将第一电压信号输出至DLI形成推相位的第一偏压或拉相位的第二偏压。
这里，根据第一电压信号进行极性选择，以判断对第一电压信号最终输出至DLI形成对DLI接收到的光信号进行相位推拉的第一偏压或者第二偏压，第一偏压经DLI处理输出为推相位，第二偏压经DLI处理输出为拉相位；然后根据极性选择在DLI输出第一偏压或者第二偏压。这样，即可以实现对环路响应的优化，解决现有的自由空间光波导的DLI在实际控制中，缓慢的热响应时间会给控制环路带来振荡，影响DLI控制的稳定性和效率，使DQPSK光解调器无法锁定在正确的偏置点上的问题。
另外，现有的自由空间光波导的DLI在实际控制中，在靠近零相位点会有DAC输出的死区，造成该区域的DLI调节无效，为此，在一实施例中，步骤303，将第一电压信号进行信号处理，经DAC通过驱动电路输出至延迟线干涉仪DLI，形成用于对DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压的步骤包括：
将第一电压信号进行增加预设的补偿相位，形成第二电压信号，将第二电压信号经DAC通过驱动电路输出至DLI，形成用于对DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压。
这里，对第一电压信号增加预设的补偿相位(θoffset)，形成第二电压信号，然后将第二电压信号最终形成第一偏压或第二偏压输出至DLI，经DLI处理形成推相位或拉相位。参见图5，此时，第一偏压或第二偏压经DLI处理形成的推相位(θPush)或拉相位(θPull)均增加有补偿相位(θoffset)，即推相位和拉相位的成立公式如下：
此时，由于推相位或拉相位都是改变DLI接收的光信号的相位，相位控制的总改变量，即DLI相位(θDLI)为相位推拉的总效果，即推相位和拉相位两者的差值，则根据如下公式：
θDLI＝θPush-θPull
相位控制的DLI相位(θDLI)保持不变。因此，增加的补偿相位(θoffset)只是改变了DLI相位控制的推相位(θPush)和拉相位(θPull)的绝对值，此时，如图5中所示，推相位和拉相位的交点，即零相位点不为0，这可以避免经过“推拉”交变的控制点(即推相位和拉相位的交点)时，由于θoffset≠0就不会出现DLI偏压变化而DLI相位不变的控制盲区，即不会出现θoffset＝0带来的死区问题，同时对两者的差值没有影响。
在上述实施例的基础上，一实施例中，步骤303，将第一电压信号进行信号处理，经DAC通过驱动电路输出至延迟线干涉仪DLI，形成用于对DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压的步骤还包括：
根据第一电压信号进行极性选择；
根据极性选择将第二电压信号输出至DLI形成推相位的第一偏压或拉相位的第二偏压。
根据第一电压信号进行极性选择，以判断经DAC最终输出至DLI形成对DLI接收到的光信号进行相位推拉的第一偏压或者第二偏压，第一偏压经DLI输出为推相位，第二偏压经DLI输出为拉相位；然后根据极性选择将第二电压信号输出至DLI形成为第一偏压或者第二偏压。这样，即可以实现对环路响应的优化，解决现有的自由空间光波导的DLI在实际控制中，缓慢的热响应时间会给控制环路带来振荡以及靠近零相位点会有DAC输出的死区，造成该区域的DLI调节无效，影响DLI控制的稳定性和效率，使DQPSK光解调器无法锁定在正确的偏置点上的问题。
参见图6，在一示例中，对DAC中的反馈电压输出的反馈电压信号增加预设的微扰信号，得到第一电压信号(XDLI)，然后对第一电压信号添加相位偏移(即增加补偿相位)，同时，根据第一电压信号进行极性选择，以控制推拉相位的输出时隙，实现对DLI相位控制的推相位和拉相位的分别输出。
本发明实施例提供的光解调器偏置点的控制方法，通过接收数字模拟转换器DAC输出的反馈电压信号；对反馈电压信号增加预设的微扰信号，得到第一电压信号；将第一电压信号进行信号处理，经DAC通过驱动电路输出至延迟线干涉仪DLI，形成用于对DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压，实现对环路响应的优化，以解决现有的自由空间光波导的DLI在实际控制中，缓慢的热响应时间会给控制环路带来振荡，影响DLI控制的稳定性和效率，使DQPSK光解调器无法锁定在正确的偏置点上的问题。
基于以上方法，本发明实施例还提供一种用以实施上述方法的***。请参见图7，其示出的是本发明实施例提供的光解调器偏置点的控制装置的结构示意图，本发明实施例提供一种光解调器偏置点的控制装置，该控制装置包括：接收模块710、第一处理模块720以及第二处理模块730。
接收模块710，用于接收数字模拟转换器DAC输出的反馈电压信号；
第一处理模块720，用于对反馈电压信号增加预设的微扰信号，得到第一电压信号；
第二处理模块730，用于将第一电压信号进行信号处理，经DAC通过驱动电路输出至延迟线干涉仪DLI，形成用于对DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压。
其中，第一处理模块720包括：第一处理单元以及第二处理单元。
第一处理单元，用于预先对需要增加到反馈电压信号的第一微扰信号进行加扰，同时对第一微扰信号进行整形，得到第二微扰信号；
第二处理单元，用于将第二微扰信号增加到反馈电压信号，得到第一电压信号。
其中，第二处理模块730包括：第一极性选择单元以及第一形成单元。
第一极性选择单元，用于根据第一电压信号进行极性选择；
第一形成单元，用于根据极性选择将第一电压信号输出至DLI形成推相位的第一偏压或拉相位的第二偏压。
其中，第二处理模块730包括：第二处理单元。
第二处理单元，用于将第一电压信号进行增加预设的补偿相位，形成第二电压信号，将第二电压信号经DAC通过驱动电路输出至DLI，形成用于对DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压。
其中，第二处理模块730还包括：第二极性选择单元以及第二形成单元。
第二极性选择单元，用于根据第一电压信号进行极性选择；
第二形成单元，用于根据极性选择将第二电压信号输出至DLI形成推相位的第一偏压或拉相位的第二偏压。
上述实施例提供的光解调器偏置点的控制装置与实施例提供的光解调器偏置点的控制方法属于同一构思，其具体实现过程详见上述实施例提供的方法，为避免重复，这里不再赘述。
本发明实施例提供的光解调器偏置点的控制装置，通过接收数字模拟转换器DAC输出的反馈电压信号；对反馈电压信号增加预设的微扰信号，得到第一电压信号；将第一电压信号进行信号处理，经DAC通过驱动电路输出至延迟线干涉仪DLI，形成用于对DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压，实现对环路响应的优化，以解决现有的自由空间光波导的DLI在实际控制中，缓慢的热响应时间会给控制环路带来振荡，影响DLI控制的稳定性和效率，使DQPSK光解调器无法锁定在正确的偏置点上的问题。
对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明所必需的。
需要说明的是，在发明实施例中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光解调器偏置点的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
接收数字模拟转换器DAC输出的反馈电压信号；
对所述反馈电压信号增加预设的微扰信号，得到第一电压信号；
将第一电压信号进行信号处理，经DAC通过驱动电路输出至延迟线干涉仪DLI，形成用于对所述DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述对所述反馈电压信号增加预设的微扰信号，得到第一电压信号的步骤包括：
预先对需要增加到所述反馈电压信号的第一微扰信号进行加扰，同时对所述第一微扰信号进行整形，得到第二微扰信号；
将所述第二微扰信号增加到所述反馈电压信号，得到第一电压信号。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述将第一电压信号进行信号处理，经DAC输出至延迟线干涉仪DLI，形成用于对DLI接收到光信号进行相位推拉的偏压的步骤包括：
根据第一电压信号进行极性选择；
根据所述极性选择将所述第一电压信号输出至DLI形成推相位的第一偏压或拉相位的第二偏压。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述将所述第一电压信号进行信号处理，经DAC通过驱动电路输出至延迟线干涉仪DLI，形成用于对所述DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压的步骤包括：
将所述第一电压信号进行增加预设的补偿相位，形成第二电压信号，将所述第二电压信号经DAC通过驱动电路输出至DLI，形成用于对所述DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述将所述第一电压信号进行信号处理，经DAC通过驱动电路输出至延迟线干涉仪DLI，形成用于对所述DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压的步骤还包括：
根据第一电压信号进行极性选择；
根据所述极性选择将所述第二电压信号输出至DLI形成推相位的第一偏压或拉相位的第二偏压。
6.一种光解调器偏置点的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括：
接收模块，用于接收数字模拟转换器DAC输出的反馈电压信号；
第一处理模块，用于对所述反馈电压信号增加预设的微扰信号，得到第一电压信号；
第二处理模块，用于将第一电压信号进行信号处理，经DAC通过驱动电路输出至延迟线干涉仪DLI，形成用于对所述DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压。
7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述第一处理模块包括：
第一处理单元，用于预先对需要增加到所述反馈电压信号的第一微扰信号进行加扰，同时对所述第一微扰信号进行整形，得到第二微扰信号；
第二处理单元，用于将所述第二微扰信号增加到所述反馈电压信号，得到第一电压信号。
8.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述第二处理模块包括：
第一极性选择单元，用于根据第一电压信号进行极性选择；
第一形成单元，用于根据所述极性选择将所述第一电压信号输出至DLI形成推相位的第一偏压或拉相位的第二偏压。
9.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述第二处理模块包括：
第二处理单元，用于将所述第一电压信号进行增加预设的补偿相位，形成第二电压信号，将所述第二电压信号经DAC通过驱动电路输出至DLI，形成用于对所述DLI接收到的光信号进行相位推拉的偏压。
10.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述第二处理模块还包括：
第二极性选择单元，用于根据第一电压信号进行极性选择；
第二形成单元，用于根据所述极性选择将所述第二电压信号输出至DLI形成推相位的第一偏压或拉相位的第二偏压。
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