CN105075153A - 光学iq调制器控制 - Google Patents

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Abstract

一种包括两个并联的马赫-曾德尔调制器(MZM1、MZM2)的光学IQ调制器(IQM)生成单边带数据信号。控制单元(18)生成分别定位在更低和更高的边带中的附加光学单边带导频信号(PS1、PS2)，并且还在两个边带中生成进一步的导频信号(PS3、PS4)。IQ调制器输出信号(MOS)转换成电监测信号(MOS)并被监控。控制单元(18)选择控制信号(CS2、CS3、CS4)并通过其偏置端口(6、7、8)控制IQ调制器，直到马赫-曾德尔调制器(MZM1、MZM2)的功率传递函数(PTF)和它们的输出信号之间的相位差(ΔФ)被优化为止。

Description

光学IQ调制器控制
技术领域
本发明涉及用于控制光学IQ调制器的方法和布置。
背景技术
在光学传输系统中，光学信号在光纤上传输。不同种类的调制和关联类型的调制器用于生成适当的调制信号。常见的调制器为QAM(QuadratureAmplitudeModulation，正交幅度调制)或IQ调制器(I-同相，Q-正交)。这样的IQ调制器的常见结构为嵌套MZM(Mach-ZehnderModulator，马赫-曾德尔调制器)，嵌套MZM由两个结合的并行工作的马赫-曾德尔调制器组成。光学IQ调制器，不依赖于各自的实现方式，必须内在地调节以便传递期望的光学波形。失调的调制器在光学波形中注入不期望的伪信号，这样使光学传输失真。调节必须在线进行，即在装置的操作过程中进行，以避免传输中断。调节可以是连续的或可以每隔几秒到几分钟发生一次。在对信号质量要求非常高的情况下必须解决的其他问题是：最小化模拟调制器驱动器的不完美的传递函数以及IQ调制器内光学功率和电光传递函数不完美的平衡的影响。
IQ调制器的基本布置在图1中示出。
调节MZM1和MZM2的偏置的现有技术是在移相器P1、P2上施加具有频率f3的导频信号并在P3、P4上施加具有频率f4的进一步的导频信号，以及在监测二极管的帮助下最小化分别处于调制频率f3和f4的输出信号(和/或最大化处于两倍调制频率2×f3和2×f4的输出信号；稍后在本发明的实施方式中示出具有频率f3和f4的导频信号)。
更复杂的工作是在主MZM的输出分量IOS与QOS之间设置90°点以实现例如理想正交移相调制或单边带调制。
IQ调制器和简单偏置方法例如由KaoruHiguma等人在IEICE2006，ElectronicsExpress卷3；第11号、234-242页、DOI:10.1587/elex.3.238中描述。IQ调制器包括每个MZM只有一个移相器电极，以控制传递函数并控制从并联的MZM输出的信号之间的相位差。这种多功能调制器可以充当单边带调制器、QPSK调制器等。需要自动控制调制器以避免不稳定的操作。
通过引用而包括的专利US2007/0133918A1也描述了一种具有两个并联的MZM的IQ调制器，其中需要使每个MZM只有一个移相器电极以控制传递函数并且需要另一移相器以控制来自并联的MZM的输出信号之间的相位差。该专利还公开了用于在没有导频信号的情况下生成正交移相键控信号的光学IQ调制器的自动反馈控制的方法和系统。该方法包括以下步骤：检测来自QPSK调制器的输出信号的一部分并在频率域中处理信号，以通过自动反馈控制优化输出数据。该方法包括在梯度算法的帮助下通过将抖动电压施加至分配的移相器来最小化(或最大化)输出信号。通过调节最小RF输出功率而控制ΔФ＝π/2的移相。
以上所述的、用于IQ调制如(D)-QPSK的方法容易实现，但是对于单边带调制则存在一些极为不利之处。如果IQ调制器用于通过可独立接通或关断的多个载波实现单边带生成，则这样阻止了在最小化RF输出功率的帮助下在主MZM中调节90°设置的算法。
该方法的另一劣势在于对偏导数的需要——这意味着监测器的低噪声信号和不存在由不完美电气模拟和数字电路导致的电气干扰。此外，需要宽频带监测二极管用于几GHz带宽内的功率检测。
发明内容
本发明的一个目的是控制IQ调制器。
本公开提供一种用于控制光学IQ调制器的方法，该IQ调制器包括第一马赫-曾德尔调制器和第二马赫-曾德尔调制器，第一和第二马赫-曾德尔调制器的输出信号增加了90°的相位差，该方法包括以下步骤：
-在上部边带中生成第一单边带导频信号以及在下部边带中生成第二单边带导频信号；
-将光学IQ调制器的输出信号转换成电监测信号；
-从与所述两个导频信号的转换产物对应的监测信号中选择相位控制信号；以及
-改变由第一马赫-曾德尔调制器和第二马赫-曾德尔调制器输出的单边带导频信号的分量(初始导频信号)之间的相位差，直到所述相位控制信号变为最小值为止。
本发明解决通过生成控制信号调节主MZM的90°相位差的问题，其中功率取决于单边带生成的质量并且控制信号的频率可以远低于1MHz。最小功率的检测是一个优选方案。
等同的方案为对于在IQ调制器的第二反相输出处的最大功率的检测。90°相位的调节独立于任何数据信号而实现。
根据一个示例，第一导频信号和第二单边带导频信号为具有不同频率的行波信号，以及相位控制信号与具有这些导频信号的拍频的信号对应。
具有不同频率的两个导频信号的使用导致控制方法的基本方案。取决于IQM(用于MZM1和MZM2的附加输出端口)的实现方式，这些导频信号可以被用于进一步调节。
根据一个示例，由具有第一载波调制频率的第一载波调制信号附加调制第一单边带导频信号，以及由具有第二载波调制频率的第二载波调制信号附加调制第二单边带导频信号，以及从与具有载波调制信号的拍频的信号对应的监测信号中选择相位控制信号。
此外，在一个示例中，第一单边带导频信号和第二单边带导频信号具有相同的基本调制频率。
两个边带的光学单边带导频信号均通过调制光学载波而生成。基本调制信号(电载波)具有相同的频率。每个基本调制信号本身由低频载波调制信号调制，例如，生成幅度经过调制的(ASK)光学导频信号。于具有载波调制信号的拍频的信号对应的相位控制信号源自监测信号并被评价以调节IQM相位角。
根据一个示例，方法进一步包括以下步骤：
-在第一马赫-曾德尔调制器中生成第三光学导频信号；
-在第二马赫-曾德尔调制器中生成第四光学导频信号以及
-将第三和第四光学导频信号转换成用作功率控制信号的进一步的电监测信号；
-选择并监测进一步的功率控制信号；
-根据所述功率控制信号的评价，优化第一和第二第一马赫-曾德尔调制器的功率传递函数。
可选的实施方式包括以下步骤：
-将第一马赫-曾德尔调制器的输出信号和第二马赫-曾德尔调制器的输出信号转换成监测信号；
-选择并监测与第一和/或第二单边带导频信号的初始导频信号对应的功率控制信号；以及
-根据所述初始导频信号的评价，优化第一马赫-曾德尔调制器和第二第一马赫-曾德尔调制器的功率传递函数。
对于从MZM1和MZM2输出的单边带导频信号的进一步的导频信号或初始导频信号(由MZM1和MZM2生成)的监测解决调节并联的MZM1和MZM2的问题，包括对于不完美的调制器和调制器驱动器(尤其是I和Q信号的传递函数中的不平衡)特性的自动补偿以及包括功率调节。有利的是功率最小值用于PTF调节(在图1B中的偏置点0°)。可选地，可以使用在双倍调制频率处的最大值。
第一马赫-曾德尔调制器、第二第一马赫-曾德尔调制器以及IQ调制器由偏置(控制)信号控制。
导频调制信号可以与数据调制信号结合或与偏置信号结合，其中偏置信号确定第一和第二马赫-曾德尔调制器的功率传递函数。
如果单边带数据信号由数据调制信号(RI(t)；RQ(t))在上部光学边带和下部光学边带中生成，则使用本发明可以是有利的。
导频音的优化的单边带生成导致优化的单边带数据信号的生成。
一种用于控制IQ调制器的系统，该IQ调制器包括第一马赫-曾德尔调制器和并联的第二马赫-曾德尔调制器，该系统包括控制单元，控制单元被布置为用于：
-在上部边带中生成第一单边带导频信号以及在下部边带中生成第二单边带导频信号，以及用于
-接收与IQ调制器输出处发出的所述第一和第二单边带导频信号的转换产物对应的电监测信号；以及用于
-选择并监测至少一个相位控制信号，并且用于生成控制由第一马赫-曾德尔调制器和第二马赫-曾德尔调制器输出的单边带导频信号的分量之间的相位差的相位偏置信号，直到所述相位控制信号变为最小值为止。
光学单边带导频信号可以是具有不同频率的行波信号以及相位控制信号对应于具有单边带导频信号的拍频的信号。
在另一实施方式中
-第一单边带导频信号具有基本频率并由具有第一载波调制频率的第一载波调制信号附加调制，以及第二单边带导频信号具有基本频率并由具有不同的载波调制频率的第二载波调制信号附加调制；以及
-相位控制信号从与具有载波调制信号的拍频的信号对应的监测信号中选择。
控制单元被布置为用于生成进一步的控制信号并用于检测和评价用于控制第一马赫-曾德尔调制器和第二马赫-曾德尔调制器的功率传递函数的对应的功率控制信号。
控制单元和IQ调制器被布置为
-用于监测从第一马赫-曾德尔调制器和/或第二马赫-曾德尔调制器发出的、并转换成监测信号的输出信号，以及
-用于选择和评价与单边带导频信号的初始导频信号对应的功率控制信号，其中单边带导频信号用于控制第一马赫-曾德尔调制器和第二马赫-曾德尔调制器的功率传递函数。
系统包括装置，该装置用于：
-将调制信号它们的生成导频信号的I、Q分量分别与偏置信号结合以及
-将结合的调制信号供给至IQ调制器的功率偏置接口。
本发明的更多细节及其优点在说明书中描述。
附图说明
以下参照附图描述包括目前优选的实施方式的本发明的示例，在附图中
图1是光学嵌套IQ调制器及其传递函数的示意图；
图2是光学IQ调制器的第二实施方式的示意图；
图3是IQ调制器控制的示意图；
图4是IQ调制控制的第二优选实施方式；
图5是电域中的频谱图；
图6是光域中的频谱图；以及
图7是指示相位误差的、电域中的第二频谱图。
具体实施方式
图1a示出了嵌套IQ调制器的框图。IQ调制器IQM包括第一或“I”马赫-曾德尔调制器MZM1和并联的第二或“Q”马赫-曾德尔调制器MZM2。光学行波信号CW作为光学载波经由分路器SP1-SP3供给至MZM1和MZM2。优选地，在上部MZM1中，行波由上部支路中的调制信号cosωt调制以及由下部支路中的调制信号-cosωt调制(推挽式概念)。
在MZM2中，行波信号可以—取决于目的—由sinωt和-sinωt或移相调制信号调制。
图1b的理想的标准化传递函数PTF描述了相对功率Pr作为MZM1或MZM2的调制器支路的光学载波之间的相位的函数。如上文已描述的，取决于上部支路和下部支路的输出信号之间的相位差，如果并联的支路之间的相位差为180°(包括分路器，被标记为偏置点0°)，则MZM1或MZM2的输出信号为零，并且如果上部支路和下部支路之间的相位差为零，则传递函数最大。
优选地，最小功率输出值(或在未示出的第二IQM输出处的最大值)用于偏置(调节)MZM1和MZM2。根据本发明的优选的实施方式，独特的导频信号供给至每个MZM并且移相器P1—P4发生变化，直到传递函数达到最小值为止，如图1b的标准化功率传递函数PTF中所描述的。当然，并联的调制器MZM1和MZM2的输出功率还需被调节到相等的值。
此外，移相器P5和P6需调节为使MZM1和MZM2的输出信号IOS和QOS之间的相位差ΔФ为90°。对于IQM为单个调制器的情况，可以考虑相同的标准化功率传递函数。
在描述本发明的细节之前，考虑图2中所示出的IQM的第二个可能的实现方式。
移相器P1和P2由具有(PTF)功率偏置端口6的单偏置电极代替，移相器P3和P4实现为具有(PFT)功率偏置端口7的第二单偏置电极，并且移相器P5和P6实现为经由移相偏置端口8控制的单偏置电极。调制(信号输入)端口为4和5。
图1中所示出的IQM为将用于根据本发明的布置的优选实现方式，其原因是每对移相器P1和P2、P3和P4被相反地驱动，以保持分配的MZM的输出信号IOS、QOS的相位不变(无啁啾调谐)。IQM输出信号MOS在输出端口10处发出。
图3示出了包括IQ调制器1的控制布置的基本图。在这个示例中，生成包括上部和下部“单”边带的“双单边带数据信号”，每个边带载有多个不同的数据通道。相应地，RF(射频)调制信号RI(t)和RQ(t)源自多个数据信号。这些调制信号对应于数据通道(信号)并已被调制到电载波上。这些数据调制信号由调制源26和27发出，并被供给至上部MZM1和下部MZM2的调制端口4和5，其中上部MZM1和下部MZM2分别调制由CW源11生成的光学载波CW(行波)的分配部分。
控制布置包括实现为数字信号处理器(DSP)的控制单元18，其中DSP计算用于ΔФ(相位差)控制的导频调制信号S1、S2，以及计算用于MZM1和MZM2功率传递函数控制的、进一步的导频调制信号S3和S4。
导频调制信号S1和S2的I(同相/实的)和Q(正交/虚的)分量与进一步的导频调制信号S3和S4结合，并通过数模转换器22、23进行转换。所得到的结合的调制信号MI、MQ通过加法器24和25添加至适当的RF(数据)调制信号RI(t)和RQ(t)，并随后供给至IQM调制端口4和5。
控制单元18还计算DC(直流)控制信号，DC控制信号也通过数模转换器19—21被转换成模拟偏置信号bias_I、bias_Q、bias_ΔФ。
结合的导频调制信号MI、MQ生成光学IQM输出信号MOS，输出信号MOS除了包括光学单边带数据信号之外还包括光学单边带导频信号PS1、PS2以及进一步的光学导频信号PS3、PS4(图6)。对于控制IQM，输出信号MOS由分路器12分路，并且少量的输出信号被供给至低频光电二极管13，在光电二极管13处，光学导频信号PS1、PS2、PS3、PS4被转换成电监测信号MS(数据信号可以不存在或被忽略)。监测信号的DC和AC值DCV、ACV由DC值单元14和AC值单元15从监测信号确定，并随后由模数转换器16、17转换成数字采样以用于选择控制信号和进一步处理。
图4示出了IQM控制布置的第二优选实施方式。对比图3中所描述的实施方式，导频调制信号S1、S2它们的I、Q分量以及进一步的导频调制信号S3、S4现在分别添加至偏置信号bias_I和bias_Q。现在，可以控制RF调制信号I(t)和Q(t)—由可调节的放大器28、29指示—而对偏置和导频信号没有影响。
关于图3中描述的控制单元，首先考虑设置相位差ΔФ＝90°的复杂工作。本发明的基本思想是在第一或上部边带中生成第一光学单边带导频信号PS1并且在第二或下部边带中生成第二光学单边带导频信号PS2，以及控制单边带生成的质量。这些导频信号在下文中称为第一和第二导频信号。
第一导频信号的单边带生成通过如下而实现：使用生成第一初始导频信号的、具有频率f1的第一导频调制信号S1调制第一MZM1的载波信号；以及使用生成移相了的第一初始导频信号的、移相了90°的第一导频调制信号S1_90°调制第二MZM2的载波信号。通过如下而生成第二导频信号PS2：使用具有第二频率f2的第二导频调制信号S2“驱动”MZM2；以及使用生成关联的第二初始导频信号的、移相了90°的导频调制信号S2_90°“驱动”MZM1。将由第一MZM1输出的初始导频信号与由第二MZM2输出的移相了的初始导频信号结合以产生单边带导频信号(相应地生成单边带数据信号)。输出信号IOS和QOS(图1、图2)包括这些初始导频信号。这些分量的结合得到单边带信号。通过IQ调制器生成单边带信号对本领域技术人员来说是公知常识。
现在关注的是生成的单边带导频信号PS1、PS2用于ΔФ调节。为了更好地理解控制方法，假设(预期IQM控制的结果)IQM是完美地平衡的，并因此在不同的频率fcw+f1和fcw-f2(例如，f1＝1,41kHz，f2＝1kHz)生成理想的光学单边带导频信号PS1和PS2。当单边带导频信号的I和Q分量理想地结合时(不存在数据信号和进一步的导频信号PS3、PS4，两个单边带导频信号的分量分别与IOS和QOS完全相同)，这是可以实现的。监测信号MS源自IQM输出信号MOS，以及导频信号转换成电域并在图5中描述，图5示出了功率P作为频率f的函数。在理想情况下，除了导频调制信号S1、S2(fl＝1,41kHz、f2＝1kHz)之外，只生成转换调制产物S12(在电域中，调制和监测信号使用相同的名称“S”)。
如果MZM1和MZM2的输出信号之间的角度差ΔΦ不等于90°，那么光学导频信号PS1、PS2(fl＝1,41kHz、f2＝1kHz)均不生成为纯粹的单边带信号，而是在相对更低或更高的边带也生成这些信号的分量，这些信号的分量在光功率谱图6中描述为导频信号(PS1)、(PS2)。另外，根据光电转换，获得由于(在光电二极管处)混频所引起的附加监测信号MS，如图7中所描述。
根据PS1和PS2之间的频差绝对值(fl-f2)，具有拍频的相位控制信号CS12(图7)、独特的监测信号中的一个(或多个)，由控制单元18从监测信号MS中选择，作为用于生成控制相位差ΔΦ的偏置信号bias_ΔΦ(控制电压)的控制变量。在该实施方式中，优选地，频差绝对值(fl-f2)应该在音频频带的范围内。如本领域技术人员所知的，相位控制信号CS12的检测可以如下实现：通过数字化的且存储的、检测到的监测信号中具有约1/10秒至约几秒的时间间隔的FFT分量的帮助，或通过在从约1/10秒至约几秒的时间段内将监测信号与cos(2π(f1-f2)t)和sin(2π(f1-f2)t)相乘、求平方以及求和/积分。
“ΔΦ偏置控制”的目标为通过最小化监测到的相位控制信号CS12来优化单个带宽调制。相位优化算法可以基于梯度法或使偏置信号“bias_ΔΦ”很简单地改变小的量，其中该小的量的大小根据积分时间并取决于在以小的步长增加或减小偏置的采样时间t(k)、t(k+1)...处的大小(f1-f2)。抖动信号可以用于另一众所周知的控制方法。
图4中描述的第二实施方式使用不同种类的光学导频信号PM1、PM2。这些导频信号由具有基本调制频率fco的电导频调制信号SMI、SM2生成，电导频调制信号SMI、SM2载有具有“载波调制频率”fl和f2的、不同的附加AF(音频)载波调制信号Ml、M2(例如，再一次，fl＝1,41kHz、f2＝lkHz)。(电)调制信号甚至可以具有相同的基本调制频率fco，并因此生成导频信号PM1和PM2，导频信号PM1和PM2具有还分别由fl和f2附加调制的光学第一基本频率few+fco和光学第二基本频率few-fco。ASK调制或通过更高的消耗，每种“导频信号调制”可以用于导频信号。图6中只有这些调制了的导频信号的相对基本频率位置-fco和+fco被标示以避免混淆信号的标号。
对应于图3的实施方式，选择具有拍频绝对值(fl-f2)的控制信号(控制变量)CS12(与图3中的实施方式选择相同的频率fl和fl并因此选择相同的名称)以用于进一步的处理。主要的优势为可以在大的频率范围内选择基本频率(或频率)。这种修改会生成附加边带(没有在图6和图7中示出)。
除了ΔΦ＝90°的偏置控制之外—并且在ΔΦ设置调节前—需对MZM1和MZM2的功率传递函数进行优化并且需对它们的输出功率进行调节。为了独立于数据信号，进一步的导频信号PS3、PS4(在调节前在图6中示为虚线6)由与其他导频调制信号S1、S2结合并供给至MZM1和MZM2的进一步的导频调制信号S3和S4生成(图3、图4)。
因此，用于根据图3的第一实施方式的、标准化结合的调制信号MI和MQ(忽略幅值)为：
MI(t)＝sin(2πf1*t)+cos(2πf2*t)+sin(2πf3*t)
＝S1+S2_90+S3；
MQ(t)＝cos(2πf1*t)+sin(2πf2*t)+sin(2πf4*t)
＝S1_90+S2+S4。
用于根据图4的使用调制导频信号PM1、PM2的第二实施方式的、标准化结合的调制信号MI和MQ取决于例如用于具有载波调制信号M1＝sin(2πf1*t)和M2＝sin(2πf2*t)的ASK调制的调制格式(忽略幅值)：
MI(t)＝sin(2πfc*t)*sin(2πf1*t)+cos(2πfc*t)*sin(2πf2*t)+sin(2πf3*t)
＝SM1+SM2_90+S3；
MQ(t)＝cos(2πfc*t)sin(2πf1*t)+sin(2πfc*t)*sin(2πf2*t)+sin(2πf4*t)
＝SM1_90+SM2+S4。
功率控制信号CS3、CS4(在调节前在图5和图7中示出为虚线)源自进一步的导频信号PS3、PS4，并且移相器P1、P2以及P3、P4分别由关联的PTF偏置(控制)信号bias_I和bias_Q控制，直到附加导频信号PS3、PS4中的每个的输出功率变为最小值为止，其中导频信号PS3、PS4中的每个分别源自电功率控制信号CS3、CS4。
如果在进一步的实施方式(未示出)中IQM的适当的输出端口生效，那么MZMl和MZM2的输出信号IOS、QOS(图2，点划线)转换成监测信号MS。PSl和/或PS2的初始导频信号被选择并被评价为功率控制信号。因此，在该实施方式中，对于MZM相位和功率控制，只需要第一和第二导频信号(PS1、PS2；PM1、PM2)。
选择导频信号的频率以避免监测信号既不与彼此相干涉也不与数据信号相干涉，这对本领域技术人员来说是清楚的。另外，调制信号的幅值必须与马赫-曾德尔调制器和选择的控制输入相适应。
控制单元还可以用于调节和优化数据信号的信号质量。
如果需要进行IQ调制器的设置，则可以推荐以下步骤：
1.对监测IQM输出信号MOS(具有或不具有数据信号)的DC值的移相器的粗预调。
2.对并联的调制器MZM1和MZM2的偏置。
3.调节调制信号功率。
4.调节IQM相位差。
步骤2至3可以重复或者可以以小步长交替执行。
本发明不限于上述原理的细节。本发明的范围由所附的权利要求限定，并因此，落在权利要求的范围的等同物内的所有变化和修改将由本发明所包含。特别是，模拟数据处理和数字数据处理是可交换的，并且也适应于进一步的和新的技术装置。
参考标记
1IQM嵌套马赫-曾德尔调制器
2输入
3分路器布置
4第一调制电极
5第二调制电极
6第一功率偏置端口
7第二(PFT)功率偏置端口
8移相偏置端口
9结合器布置
10输出端口
11CW源
12分离/耦接器
13光电转换器/光电二极管
14DC功率测量
15AC功率测量
16模拟/数字转换器
17模拟/数字转换器
18DSP(数字信号)处理单元
19数字/模拟转换器
20数字/模拟转换器
21数字/模拟转换器
22数字/模拟转换器
23数字/模拟转换器
24加法器/结合器
25加法器/结合器
26I调制信号源
27Q调制信号源
28放大器
29放大器
CW行波载波
RI(t)I数据(RF)调制信号
RQ(t)Q数据(R)调制信号
IQMIQ调制器
MZM1I调制器/第一MZM
MZM2Q调制器/第二MZM
IOSMZM1输出信号
QOSMZM2输出信号
MOSIQM输出信号
DCVDC值(求和后的)
ACVAC值
P1-P4移相器
S1第一导频调制信号
S2第二导频调制信号
S3第三导频调制信号
S4第四导频调制信号
f1S1的频率
f2S2的频率
f3S3的频率
f4S4的频率
MI结合的(模拟)I调制信号
MQ结合的(模拟)Q调制信号
PS1第一导频信号
PS2第二导频信号
S12调制产物
PC1-2相位控制信号(控制变量)
PS3第三导频信号
PS4第四导频信号
PM1调制的第一导频信号
PM2调制的第二导频信号
M1第一导频载波调制信号
M2第二导频调载波制信号
SM1第一导频PM1调制信号
SM1第二导频PM2调制信号
f频率
f1S1的调制频率
f2S2的调制频率
fco基本调制频率
f1PM1的载波调制频率
f2PM2的载波调制频率
CS12相位控制信号
CS3MZM1的功率控制信号
CS4MZM2的功率控制信号
PTF功率传递函数
bias_IMZM1的PTF偏置信号
bias_QMZM2的PTF偏置信号
bias_ΔФ相位偏置信号
Pr相对功率
P功率

Claims (15)

1.用于控制光学IQ调制器(1)的方法，所述光学IQ调制器(1)包括第一马赫-曾德尔调制器(MZM1)和第二马赫-曾德尔调制器(MZM2)，所述第一和第二马赫-曾德尔调制器(MZM1；MZM2)输出信号调节为具有90°的相位差(ΔФ)并相加；
包括以下步骤：
-在上部边带中生成第一单边带导频信号(PS1；PM1)以及在下部边带中生成第二单边带导频信号(PS2；PM2)；
-将光学IQ调制器(1)的输出信号(MOS)转换成电监测信号(MS)；
-从与所述第一和第二单边带导频信号(PS1、PS2；PM1、PM2)的转换产物对应的所述监测信号(MS)中选择相位控制信号(CS12)；以及
-改变由所述第一马赫-曾德尔调制器(MZM1)和所述第二马赫-曾德尔调制器(MZM2)输出的所述单边带导频信号(PS1、PS2；PM1、PM2)的分量之间的所述相位差(ΔФ)，直到所述相位控制信号(CS12)变为最小值为止。
2.根据权利要求1所述的方法，其中
-所述第一单边带导频信号(PS1)和所述第二单边带导频信号(PS2)为具有不同频率(fcw+f1、fcw-f2)的行波信号；以及
-所述相位控制信号(CS12)与具有这些单边带导频信号(PS1、PS2)的拍频(f1-f2)的信号对应。
3.根据权利要求1所述的方法，其中
-所述第一单边带导频信号(PM1)具有第一基本频率(fcw+fco)并由具有第一载波调制频率(f1)的第一载波调制信号(M1)附加调制，以及所述第二单边带导频信号(PM2)具有第二基本频率(fcw-fco)并由具有第二载波调制频率(f2)的第二载波调制信号(M2)附加调制；以及
-所述相位控制信号(CS12)与具有所述载波调制信号(M1、M2)的拍频(f1-f2)的信号对应。
4.根据权利要求3所述的方法，其中
所述第一单边带导频信号(PM1)和所述第二单边带导频信号(PM2)具有相同的基本调制频率(fco)。
5.根据前述权利要求中的任意权利要求所述的方法，进一步包括以下步骤：
-在所述第一马赫-曾德尔调制器(MZM1)中生成第三光学导频信号(PS3)；
-在所述第二马赫-曾德尔调制器(MZM2)中生成第四光学导频信号(PS4)；以及
-将所述第三和第四光学导频信号(PS3、PS4)转换成进一步的电监测信号(MS)；
-从转换的第三和第四光学导频信号(PS3、PS4)中选择功率控制信号(CS3、CS4)，并监测所述功率控制信号(CS3、CS4)；以及
-根据所述功率控制信号(CS3、CS4)的评价，优化所述第一和第二第一马赫-曾德尔调制器(MZM1、MZM2)的功率传递函数(PTF)。
6.根据权利要求1至4中的任意权利要求所述的方法，进一步包括以下步骤：
-将所述第一马赫-曾德尔调制器(MZM1)的输出信号(IOS)和所述第二马赫-曾德尔调制器(MZM2)的输出信号(QOS)转换成监测信号(MS)；
-选择并监测与所述第一和/或第二单边带导频信号(PS1、PS2；PM1、PM2)的初始导频信号对应的功率控制信号(CS3、CS4)；以及
-根据所述初始导频信号的评价，优化所述第一马赫-曾德尔调制器(MZM1)和所述第二第一马赫-曾德尔调制器(MZM2)的功率传递函数(PTF)。
7.根据前述权利要求中的任意权利要求所述的方法，其中
所述第一马赫-曾德尔调制器(MZM1)、所述第二马赫-曾德尔调制器(MZM2)以及所述IQ调制器(IQM，1)由偏置信号(bias_I、bias_Q、bias_ΔФ)控制。
8.根据前述权利要求中的任意权利要求所述的方法，其中
所述导频调制信号(S1、S2；PM1、PM2)与数据调制信号(RI(t)；RQ(t))结合或者与所述偏置信号(bias_I、bias_Q)结合，其中所述偏置信号(bias_I、bias_Q)确定所述第一和第二马赫-曾德尔调制器(MZM1、MZM2)的所述功率传递函数(PTF)。
9.根据前述权利要求中的任意权利要求所述的方法，其中
单边带数据信号由所述数据调制信号(RI(t)、RQ(t))在上部和下部光学边带中生成。
10.一种用于控制IQ调制器(1)的系统，所述IQ调制器(1)包括第一马赫-曾德尔调制器(MZM1)和并联的第二马赫-曾德尔调制器(MZM2)，所述系统包括控制单元(18)，所述控制单元(18)适于：
-发出在上部边带中生成第一单边带导频信号(PS1；PM1)以及在下部边带中生成第二单边带导频信号(PS2；PM2)的导频调制信号(S1、S2；SM1、SM2)，
-接收与所述IQ调制器输出(10)处发出的所述第一和第二单边带导频信号(PS1、PS2；PM1、PM2)的转换产物对应的电监测信号(MS)；以及
-选择并监测至少一个相位控制信号(CS12)，并生成控制由所述第一马赫-曾德尔调制器(MZM1)和所述第二马赫-曾德尔调制器(MZM2)输出的单边带导频信号(PS1、PS2；PM1、PM2)的分量之间的相位差(ΔФ)的相位偏置信号(bias_ΔФ)，直到所述相位控制信号(CS12)变为最小值为止。
11.根据权利要求10所述的系统，其中
-所述单边带导频信号(PS1、PS2)为具有不同频率(fcw+f1、fcw-f2)的行波信号以及
-所述相位控制信号(CS12)对应于具有所述单边带导频信号(PS1、PS2)的拍频(f1-f2)的信号。
12.根据权利要求10所述的系统，其中
-所述第一单边带导频信号(PM1)具有基本频率(fcw+fco)并由具有第一载波调制频率(f1)的第一载波调制信号(M1)附加调制，以及所述第二单边带导频信号(PM2)具有基本频率(fcw-fco)并由具有不同的载波调制频率(f2)的第二载波调制信号(M2)附加调制；以及
-所述相位控制信号(CS12)从与具有所述载波调制信号(M1、M2)的拍频(f1-f2)的信号对应的所述监测信号(MS)中选择。
13.根据权利要求10至12中的任意权利要求所述的系统，其中
所述控制单元(18)适于生成进一步的光学导频信号(PS3、PS4)并适于检测和评价控制所述第一马赫-曾德尔调制器(MZM1)和所述第二马赫-曾德尔调制器(MZM2)的功率传递函数(PTF)的相应的功率控制信号(CS3、CS4)。
14.根据权利要求10至12中的任意权利要求所述的系统，其中所述控制单元(18)和所述IQ调制器适于：
-监测从所述第一马赫-曾德尔调制器(MZM1)和/或所述第二马赫-曾德尔调制器(MZM2)发出的输出信号(IOS、QOS)，并且将所述输出信号转换成所述监测信号(MS)，以及
-选择和评价与所述单边带导频信号(PS1、PS2)的初始导频信号对应的功率控制信号(CS3、CS4)，其中所述单边带导频信号(PS1、PS2)用于控制所述第一马赫-曾德尔调制器(MZM1)和所述第二马赫-曾德尔调制器(MZM2)的功率传递函数(PTF)。
15.根据权利要求10至14中的任意权利要求所述的系统，包括装置，所述装置用于将导频调制信号(S1、S2；SM1、SM2)或/和所述导频信号(PS1、PS2；PM1、PM2；PS3、PS4)的所述I、Q分量与偏置信号(bias_I、bias_Q)结合；以及
-将结合的调制信号(MI、MQ)供给至所述IQ调制器(1)的功率偏置端口(6、7)。
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