CN117882319A - 用于同相和正交调制的系统和方法 - Google Patents

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CN117882319A CN202180101306.4A CN202180101306A CN117882319A CN 117882319 A CN117882319 A CN 117882319A CN 202180101306 A CN202180101306 A CN 202180101306A CN 117882319 A CN117882319 A CN 117882319A
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李传东
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Abstract

公开了用于同相和正交调制的系统和方法。所述方法包括：i)处理同相数字信号和正交数字信号并产生PT调制同相模拟信号和PT调制正交模拟信号，ii)接收光信号，iii)根据所述PT调制同相模拟信号和所述PT调制正交模拟信号调制所述光信号，并生成PT调制同相光信号和PT调制正交光信号，iv)将所述PT调制同相光信号和所述PT调制正交光信号偏置到零点，v)调整所述PT调制正交光信号的相位偏置点，生成相位调整后的PT调制正交光信号；vi)将所述PT调制同相光信号和相位调整后的PT调制正交光信号组合，生成待向接收器发送的组合后的PT调制光信号。

Description

用于同相和正交调制的系统和方法
相关申请的交叉引用
这是针对即时公开技术提交的首次申请。
技术领域
本公开一般地涉及光通信，尤其涉及用于同相和正交调制的系统和方法。
背景技术
通常，并联马赫-曾德尔调制器(Parallel Mach-Zehnder modulator，MZM)或同相和正交MZM(In-phase and Quadrature MZM，IQ-MZM)用于产生相干光传输系统的正交相移键控(Quadrature-phase shift keying，QPSK)和正交幅度调制(quadrature amplitudemodulation，QAM)信号。
为了获得适当的调制性能，需要在同相数据和正交数据之间保持π/2的相位差。为了满足这个条件，外部MZM的DC偏置电压(即相位偏置)应该锁定到I和Q数据在相位上正交的点。偏离π/2相位偏置点会导致相位误差，导致I和Q数据信道的相位正交性下降。
虽然正交误差(quadrature error，QE)可以通过接收端数字信号处理(digitalsignal processing，DSP)模块内的IQ均衡在一定程度上缓解，但IQ均衡的补偿性能受到信道损伤的限制，例如放大器自激发射(amplified spontaneous emission，ASE)噪声、极化状态(state of polarization，SOP)等。此外，偏置漂移必须控制在较小的范围内，以确保接收端的采集。
一般地，在发射端使用偏置锁定电路，将QE锁定到最小值。与产生I和Q数据分量的MZM的单个偏置锁定(它应用一阶锁定机制)相比，锁相通常基于二阶锁定机制。抖动信号通常分别施加于I和Q MZM的DC偏置，并且从I和Q抖动之间的差拍信号中检测QE偏置误差信号。然后，锁定精度和误差信号受抖动信号在拍频下的检测灵敏度限制。为了提高检测灵敏度和锁定精度，通常需要相对强的抖动信号。然而，强抖动信号会极大扰动信号幅度，降低信号质量以及传输性能。
因此，人们对开发用于IQ调制器的高效相位偏置控制的系统和方法感兴趣。
发明内容
本公开的实施例是基于开发人员对现有技术相关限制的理解而开发的，即有效地保持光信号的同相和正交调制分量之间90°的相位差。
本技术的开发者已经设计了用于光信号的同相和正交调制的系统和方法，特别是确定所述光信号的同相和正交调制分量之间的相位偏差并校正所确定的相位偏差。为此，在各种非限制性实施例中，在调制光信号之前使用导频音来处理承载同相和正交数字信号的数据。
根据本公开的第一方面，提供了一种同相和正交(In-phase and Quadrature，IQ)调制器系统，包括：数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，用于处理同相数字信号和正交数字信号，其中，所述同相数字信号和所述正交数字信号的处理包括：向所述同相数字信号和所述正交数字信号中的至少一种提供第一延迟；将所述同相数字信号和所述正交数字信号进行组合以生成数字复信号；通过第一导频音(pilot-tone，PT)频率信号调制所述数字复信号的上边带(upper side band，USB)频率分量，并生成对应于所述USB频率分量的PT调制时域样本；通过第二PT频率信号调制所述数字复信号的下边带(lower sideband，LSB)频率分量，并生成对应于所述LSB频率分量的PT调制时域样本；将对应于所述USB频率分量的PT调制时域样本和对应于所述LSB频率分量的PT调制时域样本进行组合，并生成组合后的PT调制时域样本；将所述组合后的PT调制时域样本分成PT调制同相数字信号和PT调制正交数字信号；其中，如果是所述同相数字信号被提供了所述第一延迟，则向所述PT调制同相数字信号提供第二延迟，并且如果是所述正交数字信号被提供了所述第一延迟，则向所述PT调制正交数字信号提供所述第二延迟；将所述PT调制同相数字信号和所述PT调制正交数字信号转换为对应的PT调制同相模拟信号和PT调制正交模拟信号；光调制器，包括：输入光口，用于接收光信号；臂，耦合到所述输入光口，所述臂包括：多个射频(radiofrequency，RF)电极，耦合到所述DSP并且用于根据所述PT调制同相模拟信号和所述PT调制正交模拟信号调制所述光信号，并且生成PT调制同相光信号和PT调制正交光信号；多个DC电压偏置电极，用于将所述PT调制同相光信号和所述PT调制正交光信号偏置到零点；相位偏置电极，用于调整所述PT调制正交光信号的相位偏置点，并生成相位调整后的PT调制正交光信号，使得所述PT调制同相光信号和所述相位调整后的PT调制正交光信号之间的相位差为90°；组合器，用于将所述PT调制同相光信号与所述相位调整后的PT调制正交光信号组合，并生成待向接收器发送的组合后的PT调制光信号。
根据本公开的其它实施例，所述IQ调制器系统还包括：RF驱动器，用于放大所述PT调制同相模拟信号和PT调制正交相位模拟信号，并将所述放大后的PT调制同相模拟信号和所述放大后的PT调制正交模拟信号提供给所述多个RF电极。
根据本公开的其它实施例，所述IQ调制器系统还包括：IQ偏置电压控制器，用于向所述多个DC电压偏置电极提供IQ偏置电压。
根据本公开的其它实施例，所述IQ调制器系统还包括：相位偏置电压控制器，用于向所述相位偏置电极提供相位偏置电压。
根据本公开的其它实施例，所述IQ调制器系统，所述第一延迟和所述第二延迟由至少一个有限脉冲响应(finite impulse response，FIR)滤波器提供。
根据本公开的其它实施例，所述IQ调制器系统，所述数字复信号的USB频率分量通过所述第一PT频率信号进行幅度调制。
根据本公开的其它实施例，所述IQ调制器系统，所述数字复信号的LSB频率分量通过所述第二PT频率信号进行幅度调制。
根据本公开的其它实施例，所述IQ调制器系统，所述第一延迟和所述第二延迟的总和近似等于零。
根据本公开的其它实施例，所述IQ调制器系统还包括偏置控制单元，用于：检测所述第一PT频率信号和所述第二PT频率；根据检测到的所述第一PT频率信号和所述第二PT频率生成误差信号；将所述误差信号提供给所述相位偏置电极。
根据本公开的其它实施例，所述IQ调制器系统，所述偏置控制单元包括：光电二极管，用于将所述组合后的PT调制光信号的小功率转换为对应的电信号；PT检测器，用于从所述电信号中检测所述第一PT频率信号和所述第二PT频率；幅度差计算器，用于计算所述第一PT频率信号和所述第二PT频率信号之间的幅度差，所述幅度差表示为所述误差信号；反馈控制回路，用于将所述误差信号提供给所述相位偏置电极。
根据本公开的其它实施例，所述IQ调制器系统，所述相位偏置电极用于根据所述误差信号调整所述PT调制正交光信号的相位。
根据本公开的第二方面，提供了一种用于同相和正交(In-phase andQuadrature，IQ)调制的方法，包括：数字信号处理器(digital signal processor，DSP)处理同相数字信号和正交数字信号，其中，所述同相数字信号和正交数字信号的处理包括：向所述同相数字信号和所述正交数字信号中的至少一种提供第一延迟；将所述同相数字信号与所述正交数字信号组合以生成数字复信号；通过第一导频音(pilot-tone，PT)频率信号调制所述数字复信号的上边带(upper side band，USB)频率分量，并生成对应于所述USB频率分量的PT调制时域样本；通过第二PT频率信号调制所述数字复信号的下边带(lowerside band，LSB)频率分量，并生成对应于所述LSB频率分量的PT调制时域样本；将对应于所述USB频率分量的PT调制时域样本和对应于所述LSB频率分量的PT调制时域样本进行组合，并生成组合后的PT调制时域样本；将所述组合后的PT调制时域样本分成PT调制同相数字信号和PT调制正交数字信号；其中，如果是所述同相数字信号被提供了所述第一延迟，则向所述PT调制同相数字信号提供第二延迟，并且如果是所述正交数字信号被提供了所述第一延迟，则向所述PT调制正交数字信号提供第二延迟；将所述PT调制同相数字信号和所述PT调制正交数字信号转换为PT调制同相模拟信号和PT调制正交模拟信号；光调制器的输入光口接收光信号；多个射频(radio frequency，RF)电极根据所述PT调制同相模拟信号和所述PT调制正交模拟信号调制所述光信号，并生成PT调制同相光信号和PT调制正交光信号；多个DC电压偏置电极将所述PT调制同相光信号和所述PT调制正交光信号偏置到零点；相位偏置电极调整所述PT调制正交光信号的相位偏置点，并生成相位调整后的PT调制正交光信号，使得所述PT调制同相光信号和所述相位调整后的PT调制正交光信号之间的相位差为90°；组合器将所述PT调制同相光信号与所述相位调整后的PT调制正交光信号组合，并生成待向接收器发送的组合后的PT调制光信号。
根据本公开的其它实施例，所述方法还包括：RF驱动器放大所述PT调制同相模拟信号和PT调制正交模拟信号，并将所述放大后的PT调制同相模拟信号和所述放大后的PT调制正交模拟信号提供给所述多个RF电极。
根据本公开的其它实施例，所述方法还包括：IQ偏置电压控制器向所述多个DC电压偏置电极提供IQ偏置电压。
根据本公开的其它实施例，所述方法还包括相位偏置电压控制器向所述相位偏置电极提供相位偏置电压。
根据本公开的其它实施例，所述方法，所述第一延迟和所述第二延迟由至少一个有限脉冲响应(finite impulse response，FIR)滤波器提供。
根据本公开的其它实施例，所述方法，所述数字复信号的USB频率分量通过所述第一PT频率信号进行幅度调制。
根据本公开的其它实施例，所述方法，所述数字复信号的LSB频率分量通过所述第二PT频率信号进行幅度调制。
根据本公开的其它实施例，所述方法，所述第一延迟和所述第二延迟的总和近似等于零。
根据本公开的其它实施例，所述方法还包括：偏置控制单元检测所述第一PT频率信号和所述第二PT频率信号；所述偏置控制单元根据检测到的所述第一PT频率信号和所述第二PT频率信号生成误差信号；所述偏置控制单元向所述相位偏置电极提供所述误差信号。
根据本公开的其它实施例，所述方法还包括：光电二极管将所述组合后的PT调制光信号的小功率转换为对应的电信号；PT检测器从所述电信号中检测所述第一PT频率信号和所述第二PT频率信号；幅度差计算器计算所述第一PT频率信号和所述第二PT频率信号之间的幅度差，所述幅度差表示为所述误差信号；所述反馈控制回路将所述误差信号提供给所述相位偏置电极。
根据本公开的其它实施例，所述方法，所述相位偏置电极根据所述误差信号调整所述PT调制正交光信号的相位。
附图说明
结合附图，通过以下详细描述，本公开的其它特征和优点将变得显而易见，在附图中：
图1示出了本公开的各种非限制性实施例提供的用于在光信号上调制同相和正交(In-phase and Quadrature，IQ)数字信号的IQ调制器；
图2示出了本公开的各种非限制性实施例提供的用于处理数字信号XI、XQ、YI和YQ的数字信号处理器的高级功能框图；
图3示出了本公开的各种非限制性实施例提供的用于通过导频音调制延迟数字信号XI、XQ、YI和YQ的双频段PT调制器的高级功能框图；
图4示出了本公开的各种非限制性实施例提供的具有不同频率的信号XI、XQ、YI和YQ的PT调制的双频段频谱；
图5示出了本公开的各种非限制性实施例提供的用于根据检测到的PT生成误差信号的偏置控制单元的高级功能框图；
图6示出了本公开的各种非限制性实施例提供的与PT检测器检测到的PT相对应的模拟结果；
图7示出了本公开的各种非限制性实施例提供的QPSK信号的实域与其作为I和Q信号之间的时间偏斜(timing skew)的函数的希尔伯特变换之间的互相关性；
图8描述了本公开的各种非实施例提供的表示用于IQ调制的方法的过程的流程图。
应当理解，在所有附图和对应描述中，相同的特征由相同的参考数字标识。此外，还应理解，附图和随后的描述仅用于说明目的，并且此类公开内容并不限制权利要求的范围。
具体实施方式
本公开旨在解决当前技术的至少一些缺陷。具体地，本公开描述了一种用于同相和正交(In-phase and Quadrature，IQ)调制的系统和方法。
除非另有定义或上下文指示，否则本文所用的所有技术和科学术语都与所描述实施例的普通技术人员公知的含义相同。
在本说明书的上下文中，除非另有明确说明，否则词语“第一”、“第二”、“第三”等被用作形容词只是为了允许它们修饰的名词之间的区别，而不是为了描述这些名词之间的任何特定关系。因此，例如，应当理解，术语“第一处理器”和“第三处理器”的使用并不意图暗示服务器之间的任何特定顺序、类型、时间顺序、层次结构或排名(例如)，它们的使用(本身)也不意图暗示任何“第二服务器”必须在任何给定情况下存在。此外，如本文在其它上下文中所讨论的，对“第一”元件和“第二”元件的引用并不排除这两个元件是相同的实际现实世界元件。因此，例如，在一些情况下，“第一”服务器和“第二”服务器可以是相同的软件和/或硬件，在其它情况下它们可以是不同的软件和/或硬件。
应当理解，当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一个元件时，它可以直接或间接连接或耦合到另一个元件，也可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一个元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间关系的其它词语(例如，“在……之间”与“直接在……之间”，“相邻”与“直接相邻”等)应以类似的方式解释。
在本说明书的上下文中，当一个元件被称为与另一个元件“关联”时，在某些实施例中，两个元件可以直接或间接地链接、相关、连接、耦合，不限制本公开的范围的情况下第二元件采用第一元件等。
本文使用的术语仅用于描述特定的代表性实施例，并不用于限制本技术。除非上下文清楚说明，否则本文所用的单数形式“一”和“所述”也旨在包括复数形式。应进一步理解，本说明书中所用的术语“包括”说明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。
本技术的实现方式均包括上述目的和/或方面中至少一个，但未必包括所有这些目的和方面。应理解，本技术的某些方面是为了试图达到上述目的，但可能并不满足该目的，和/或也可能满足本文未具体阐述的其它目的。
这里所叙述的示例和条件语言主要是为了帮助读者理解本技术的原理，而不是将其范围限制在这些具体叙述的示例和条件。应当理解，本领域的技术人员可以设计各种布置，尽管这里没有明确地描述或示出，但这些布置体现了本技术的原理，并且包括在其精神和范围内。
此外，为了帮助理解，以下描述可以描述本技术的相对简化的实现方式。如本领域技术人员将理解的，本技术的各种实现方式可能具有更高的复杂性。
在一些情况下，还可以列出被认为是对本技术的修改的有益示例。这样做仅仅是为了帮助理解，而不是为了定义本技术的范围或规定本技术的界限。这些修改并不是穷举的列表，并且本领域技术人员可以进行其它修改，但仍然保持在本技术的范围内。此外，在没有提出修改的示例的情况下，不应解释为不可能进行修改和/或描述的是实现本技术的该元素的唯一方式。
此外，本文中描述本技术的原理、方面和实现方式的所有说明以及其具体示例都旨在包括其结构和功能同等物，无论它们是目前已知的还是未来开发的。因此，例如，本领域技术人员将理解，本文中任何框图都表示体现本技术的原理的说明性电路的概念视图。类似地，应当理解，任何流程图、流程图表、状态转换图、伪代码等表示可以基本上在计算机可读介质中表示并因此由计算机或处理器执行的各种过程，无论这种计算机或处理器是否被显式示出。
图中所示的各种元件的功能(包括标记为“处理器”或“处理单元”的任何功能块)可以通过使用专用硬件以及能够与适当软件关联地执行软件的硬件来提供。当由处理器提供功能时，这些功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器或多个单独处理器提供，其中一些处理器可以共享。在本技术的一些实施例中，处理器可以是通用处理器，如中央处理单元(central processing unit，CPU)，或专用于特定用途的处理器，如图形处理单元(graphics processing unit，GPU)。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应解释为专门指能够执行软件的硬件，并且可以隐含地包括但不限于数字信号处理器(digitalsignal processor，DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(application specificintegrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)、用于存储软件的只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(randomaccess memory，RAM)和非易失性存储器。也可以包括其它硬件，传统和/或定制硬件。
在本公开的上下文中，表述“数据”包括能够存储在数据库中的任何性质或种类的数据。因此，数据包括但不限于视听作品(图像、电影、录音、演示等)、数据(位置数据、数字数据等)、文本(意见、评论、问题、消息等)、文档、电子表格等。
软件模块，或暗指软件的模块或单元，在本文中可以表示为流程图元素或指示过程步骤执行和/或文本描述的其它元素的任何组合。这样的模块可以由显式或隐式示出的硬件执行。
基于这些基础信息，本公开旨在解决当前技术的至少一些缺陷。具体地，本公开描述了一种用于IQ调制的系统和方法。
本公开公开了一种用于IQ调制器的精确相位偏置控制的精确方法。本公开公开的技术可以基于用于相位偏置控制的一阶导频音(pilot-tone，PT)检测方法，这降低了二阶锁定机制相对强的抖动强度引起的突发错误的风险。
在光通信期间，光信号可以被同相和正交数据信号调制，从而产生同相和正交调制光信号。为了进行高效的通信，应在光信号的同相调制分量和正交调制分量之间保持相位正交(即90°相位差)。本公开的各种实施例旨在确定光信号的同相调制分量和正交调制分量之间的相位偏差，并校正所确定的相位偏差。为此，在各种非限制性实施例中，在调制光信号之前处理承载同相和正交数字信号的数据。
在处理期间，在本公开的某些非限制性实施例中，利用数字信号处理器，可以将不同频率的幅度调制PT应用于承载同相数字信号和正交数字信号的数字复信号的下边带频率分量和上边带频率分量。可以通过数模转换将双频段PT调制数字信号转换为双频段PT调制模拟信号。双频段调制模拟信号可以用于调制光信号和生成双频段PT调制光信号。
可通过检测施加于数字复信号的下边带频率分量和上边带频率分量的两个PT之间的幅度比来确定同相数字信号和正交数字信号之间的正交误差(quadrature error，QE)，即相位正交偏差。此外，可以使用一对分数延迟滤波器，例如，有限脉冲响应(finiteimpulse response，FIR)滤波器来引入相对IQ延迟，使得两个PT之间的幅度差可以被放大。这样，可以利用幅度音差的良好检测灵敏度作为QE信号来锁定相位偏置点。
因此，可以以降低的系统复杂度实现用于IQ调制的一阶锁定系统和方法。
图1示出了本公开的各种非限制性实施例提供的IQ调制器系统100，所述IQ调制器系统100用于在光学光源上生成和调制同相和正交数字信号。如图所示，IQ调制器系统100可以包括光源102。在某些非限制性实施例中，光源102可用于生成光信号。生成的光信号可以是例如相干光光波，也称为光载波。在各种非限制性实施例中，不限制本公开的范围的情况下，光源102可以是固定波长或可调波长光源，例如激光器或发光二极管。
光源102可以耦合到双偏振IQ(dual-polarization IQ，DP-IQ)调制器105的输入光口104。输入光口104可用于接收来自光源102的光信号。在某些非限制性实施例中，分光器106可用于将DP-IQ调制器105的输入光口104处的光信号分成两个操作臂，分别对应于X和Y偏振方向的第一臂108和第二臂110。第一臂108可包括第一IQ调制器112，第二臂110可包括第二IQ调制器114。第一IQ调制器112可又包括两个臂116和118处的两个马赫-曾德尔调制器(Mach-Zehnder modulator，MZM)，第二IQ调制器114也可又包括两个臂120和122处的两个MZM。
第一IQ调制器112可以包括多个第一射频(radio frequency，RF)电极124和126，每个臂116和118分别对应一个第一射频电极。此外，第一IQ调制器112还可以包括多个第一DC电压偏置电极128和130，每个臂116和118分别对应一个第一DC电压偏置电极。
在某些非限制性实施例中，所述多个第一RF电极124、126以及多个第二RF电极132和134可以经由RF驱动器146耦合到数字信号处理器(digital signal processor，DSP)152。DSP 152可用于处理数字信号XI、XQ、YI和YQ。在某些非限制性实施例中，数字数据信号XI、XQ、YI和YQ可表示在X和Y偏振方向上的同相数字信号和正交数字信号。DSP 152可用于处理数字数据信号XI、XQ、YI和YQ，并生成PT调制数字信号XI'、XQ'、YI'和YQ'(关于处理的细节将在后面的公开内容中讨论)。DSP 152可以通过数模转换器将PT调制数字信号XI'、XQ'、YI'和YQ'转换成PT调制模拟信号XI”、XQ”、YI”和YQ”，并将它们转发到RF驱动器146。
RF驱动器146可用于放大PT调制模拟信号XI”、XQ”、YI”和YQ”，并将放大后的PT调制模拟信号XI”、XQ”、YI”和YQ”分别提供给多个第一RF电极124、126和多个第二RF电极132、134。作为示例，可将X偏振方向上的同相信道的放大PT调制模拟信号XI”施加到第一RF电极124，并且可将X偏振方向上的正交信道的放大PT调制模拟信号XQ”施加到第一RF电极126。多个第一RF电极124和126可根据所施加的PT调制模拟信号XI”和XQ”对通过第一臂108的光信号赋予调制相位。以类似的方式，可以将Y偏振方向上的同相信道的放大PT调制模拟信号YI”施加到第二RF电极132，并且可以将Y偏振方向上的正交信道的放大PT调制模拟信号YQ”施加到RF电极134。多个第二RF电极132和134可以根据所施加的PT调制模拟信号YI”和YQ”对通过第二臂110的光信号赋予调制相位。
在某些非限制性实施例中，多个第一DC电压偏置电极128、130和多个第二DC电压偏置电极136、138可以连接到IQ偏置电压控制器148。IQ偏置电压控制器148可用于向多个第一DC电压偏置电极128、130和多个第二DC电压偏置电极136和138提供IQ偏置电压。作为示例，DC偏置电压VDC,XI可以被施加到第一DC电压偏置电极128，DC偏置电压VDC,XQ可以被施加到第一DC电压偏置电极130，DC偏置电压VDC,YI可以被施加到第二DC电压偏置电极136，DC偏置电压VDC,YQ可以被施加到第二DC电压偏置电极138。在某些非限制性实施例中，DC偏置电压VDC,XI和VDC,XQ可用于偏置第一IQ调制器112的子MZM(例如，臂116和118中的调制器)。类似地，DC偏置电压VDC,YI和VDC,YQ可用于在最小传输点偏置第二IQ调制器114的子MZM(例如，臂120和122中的调制器)。
在某些非限制性实施例中，臂118和臂122还可以包括分别连接到相位偏置电压控制器150的第一相位偏置电极140和第二相位偏置电极142。相位偏置电压控制器150可用于向第一相位偏置电极140和第二相位偏置电极142提供相位偏置电压。作为示例，相位偏置电压控制器150可以分别向第一相位偏置电极140和第二相位偏置电极142提供DC偏置电压VDC,Phase X和DC偏置电压VDC,Phase Y，以产生用于每个臂108和110中的光信号的相位偏置。
在某些非限制性实施例中，DC偏置电压VDC,Phase X可用于通过在臂116和臂118中生成的光信号之间生成π/2相位差来在正交点偏置第一IQ调制器。换句话说，第一相位偏置电极140可用于调整PT调制正交光信号的相位，并且可以生成相位调整后的PT调制正交光信号，使得臂116中的PT调制同相光信号和臂118中的相位调整后的PT调制正交光信号之间的相位差为90°。
以类似的方式，DC偏置电压VDC,Phase Y可用于通过在臂120和臂122中生成的光信号之间生成π/2相位差来将第二IQ调制器114偏置到正交点。换句话说，第二相位偏置电极142可以用于调整PT调制正交光信号的相位，并且可以生成相位调整后的PT调制正交光信号，使得臂120中的PT调制同相光信号和臂122中的相位调整后的PT调制正交光信号之间的相位差为90°。
在某些非限制性实施例中，组合器137可用于组合臂116和118中的PT调制同相光信号和相位调整后的PT调制正交光信号，并生成第一组合PT调制光信号，例如待发送到接收器的正交幅度调制(quadrature amplitude modulated，QAM)光信号。此外，组合器139可用于组合臂120和122中的PT调制同相光信号和相位调整后的PT调制正交相位光信号，并生成待发送到接收器的第二组合光信号。
在某些非限制性实施例中，第二臂110还可以包括偏振旋转器155。合并器139可以向偏振旋转器155提供第二组合PT调制光信号。偏振旋转器155可以用于以来自组合器137和139的光信号彼此正交的方式调整第二组合PT调制光信号的偏振方向。
在某些非限制性实施例中，组合器153可用于将从组合器137接收的第一组合PT调制光信号和从偏振旋转器155接收的第二组合PT调制光信号进行组合以实现偏振复用，并将PT调制光信号发送到接收器。
IQ调制器系统100可用于实现多种基于幅度和基于相位的调制方案。特定调制方案可以取决于具有施加到第一IQ调制器112和第二IQ调制器114的特定峰-峰值电压的特定多电平信号。在某些非限制性实施例中，第一IQ调制器112和第二IQ调制器114可以是嵌套的马赫-曾德尔(Mach-Zehnder，MZ)型调制器。因此，对于嵌套MZ型调制器，通常子马赫-曾德尔调制器在最小传输点(零点)偏置，而父马赫-曾德尔在正交点偏置。
在各种非限制性实施例中，RF驱动器146、IQ偏置电压控制器148和/或相位偏置电压控制器150可以由一个或多个电路构成。在各种配置中，电路可以单独或组合地包括FPGA、ASIC、DSP、ADC、数模转换器(digital-to-analog convertor，DAC)和/或其它分立元件和/或电路。
图2示出了本公开的各种非限制性实施例提供的用于生成和处理数字信号XI、XQ、YI和YQ的DSP 152的高级功能框图。如图所示，DSP 152可以包括延迟元件156、158、160和162、双频段导频音(pilot-tone，PT)调制器164、DAC 166以及基于前向纠错的编码器和比特映射器168。需要说明的是，DSP 152还可以包括其它部件和模块。但是，为了简单起见，在图2中省略了这些组件和模块。
在某些非限制性实施例中，基于前向纠错的编码器和比特映射器168可用于生成数字信号XI、XQ、YI和YQ。可以使用延迟156和160为数字信号XI、XQ、YI和YQ中的至少一些提供第一延迟。需要说明的是，在图2中，仅示出了两个延迟元件156和160，它们向数字信号XQ和YQ提供延迟。然而，在各种非限制性实施例中，在数字信号XI、XQ、YI和YQ上操作的延迟元件的数量可以大于或小于两个。作为示例，DSP 152可包括四个延迟元件，用于向数字信号XI、XQ、YI和YQ中的每一个提供延迟。
双频段PT调制器164可以接收延迟的数字信号XI、XQ、YI和YQ。图3示出了本公开的各种非限制性实施例提供的双频段PT调制器164的高级功能框图，其中所述双频段PT调制器164用于用导频音调制延迟的数字信号XI、XQ、YI和YQ。如图所示，双频段PT调制器164可包括IQ组合器169、快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation，FFT)模块170、分频器172、逆FFT(inverse FFT，IFFT)模块176和178、乘法器180和182、加法器184和IQ分离器186。需要说明的是，双频段PT调制器164可以包括其它组件和模块，为了简单起见，这些组件和模块已经从图3中省略。
IQ组合器169可用于组合同相数字信号和正交数字信号，并将它们表示为数字复信号。作为示例，IQ组合器169可以接收延迟的数字信号XI和XQ，并将它们组合以生成数字复信号XI+jXQ。以类似的方式，IQ组合器可以接收延迟的数字信号YI和YQ，并将它们组合以生成数字复信号YI+jYQ。
需要说明的是，双频段PT调制器164可用于一次处理与一个偏振(即，X或Y偏振)相关联的同相和正交数字信号。在某些非限制性实施例中，DSP 152可以包括类似于双频段PT调制器164的附加PT调制器，以并行处理与两个偏振(即，X和Y偏振)相关联的同相和正交数字信号。为了简单起见，在图3中省略了这种配置。
FFT模块170可用于将时域延迟后的数字复信号XI+jXQ和YI+jYQ转换到频域。FFT模块170可将频域信号提供给分频器172。分频器172可用于将频域信号分成上边带(upperside band，USB)频率分量和下边带(lower side band，LSB)频率分量。USB频率分量可以包括占用频率大于零频率(fc＝0)的频率分量。LSB频率分量可以包括占用频率小于零频率(fc＝0)的频率分量。
分频器172可以将USB频率分量转发给IFFT模块176。IFFT模块176可用于将USB频率分量转换为对应的时域样本。类似地，分频器172可将LSB频率分量转发至IFFT模块178。IFFT模块178可用于将LSB频率分量转换成对应的时域样本。需要说明的是，为了清楚执行的操作，示出了两个不同的IFFT模块176和178。在各种非限制性实施例中，单个IFFT模块可用于将USB频率分量和LSB频率分量转换为对应的时域样本。
乘法器180可以用于通过PT信号1+m cos(2πf1t)对数字复信号XI+jXQ和/或YI+jYQ的USB频率分量对应的时域样本的幅度进行调制，其中，m为调制指数，f1为应用于USB频率分量的PT频率。
乘法器182可用于通过PT信号1+m cos(2πf2t)对数字复信号XI+jXQ，和/或YI+jYQ的LSB频率分量对应的时域样本的幅度进行调制，其中，m为调制指数，f2为应用于LSB频率分量的PT频率。
需要说明的是，在各种非限制性实施例中，双频段PT调制器164可用于将PT音调制单独应用于USB和LSB频谱频段。换句话说，双频段PT调制器164可以对USB和LSB频段中的每一个上的信号分量逐个执行PT调制。在其它非限制性实施例中，DSP 152可以并行地将PT调制应用于USB和LSB频段。
此外，在一些非限制性实施例中，数字复信号XI+jXQ和YI+jYQ的USB和LSB频率分量可以用相同的PT频率f1调制。而在其它非限制性实施例中，数字复信号XI+jXQ和YI+jYQ的USB频率分量可以用不同的PT频率调制。以类似的方式，在一些非限制性实施例中，数字复信号XI+jXQ和YI+jYQ的LSB频率分量可以用相同的PT频率f2调制。然而，在其它非限制性实施例中，复调制信号XI+jXQ和YI+jYQ的LSB频率分量可以用不同的PT频率调制。
加法器184可用于对USB频率分量和LSB频率分量对应的PT调制时域样本进行组合。加法器184可将组合后的PT调制时域样本提供给IQ分离器186。IQ分离器184可以用于将组合后的PT调制时域样本分成对应于数字信号XI、XQ、YI和YQ的PT调制数字信号XI'、XQ'、YI'和YQ'。
返回到图2，延迟元件158和162可以调整PT调制数字信号XI'、XQ'、YI'和YQ'中的延迟。延迟元件可以向PT调制数字信号XI'、XQ'、YI'和YQ'提供第二延迟。换句话说，由延迟元件156和160提供给数字信号XI、XQ、YI和YQ的延迟可以由延迟元件158和162补偿，使得第一延迟和第二延迟的总和可以近似等于零。需要说明的是，延迟元件158和162可以与延迟元件156和160进行结合操作，使得仅那些信号由延迟元件158和162进行延迟补偿，那些信号最初由延迟元件156和160延迟。
此外，在不脱离本公开所讨论的技术的情况下，在双频段PT调制器164之后可能存在比公开的更多或更少的延迟元件，因为在实际应用中，可能取决于在双频段PT调制器之前存在的延迟元件的数量。在某些非限制性实施例中，延迟元件156、158、160和162可以基于有限脉冲响应滤波器。
数模转换器166可用于将延迟调整后的PT调制数字信号XI'、XQ'、YI'和YQ'转换为PT调制的模拟信号XI”、XQ”、YI”和YQ”。DSP 152可以向RF驱动器146提供PT调制的模拟信号XI”、XQ”、YI”和YQ”。RF驱动器146可放大PT调制模拟信号XI”、XQ”、YI”和YQ”，并将放大后的PT调制模拟信号XI”、XQ”、YI”和YQ”分别提供给多个第一RF电极124、126和多个第二RF电极132、134。
多个第一RF电极124和126可用于根据放大后的PT调制模拟信号XI”和XQ”调制光信号，并生成对应的PT调制同相光信号和PT调制正交光信号。此外，多个第一DC电压偏置电极128和130可用于在零点偏置第一IQ调制器112的子MZM(例如，臂116和118中的调制器)。换句话说，施加到多个第一DC电压偏置电极128和130的DC偏置电压以最小程度偏置IQ调制器112的子MZM(例如，臂116和118中的调制器)的功率传输。
以类似的方式，多个第二RF电极132和134可用于根据放大后的PT调制模拟信号YI”和YQ”调制光信号，并生成对应的PT调制同相光信号和PT调制正交光信号。此外，多个DC电压偏置电极136和138可用于在零点偏置第二IQ调制器114的子MZM(例如，臂120和122中的调制器)。
图4示出了本公开的各种非限制性实施例的具有不同频率的数字复信号XI+jXQ、YI+jYQ的PT调制的双频段频谱。具有不同频率(范围从kHz到MHz)和相同小调制指数(典型地1％到3％)的PT可以应用于USB频率分量和LSB频率分量。尽管该示例将导频音显示为正弦信号，但应理解，其它信号形式可用于导频音，例如方波。例如，承载PT的X偏振(Y偏振方向与X偏振正交，同样的原理应用于Y偏振的信号)的光场可以表示为：
其中，E0(t)为不带PT调制的光场，为带PT调制的E0的USB分量对应的光场，为带PT调制的E0的LSB分量对应的光场。
返回到图1，IQ调制器系统100可以包括偏置控制单元154，所述偏置控制单元154用于检测两个PT，根据检测到的PT生成误差信号，并且可以通过相位偏置电压控制器150提供：这些误差信号作为到第一相位偏置电极140和第二相位偏置电极142的反馈，以便在正交(即，I和Q数据之间的90度相位旋转)处锁定偏置点。
在某些非限制性实施例中，光信号E(t)的一小部分功率可以被抽入到偏置控制单元154。偏置控制单元154可用于检测PT，并且根据检测到的PT，偏置控制单元154可生成误差信号。
图5示出了本公开的各种非限制性实施例提供的用于根据检测到的PT生成误差信号的偏置控制单元154的高级功能框图。如图所示，偏置控制单元154可包括光电二极管(photo diode，PD)202、PT检测器204、幅度差计算器206和反馈控制回路207。需要说明的是，偏置控制单元154可以包括其它组件和模块，但是，为了简单起见，这些模块在图5中省略了。
PD 202用于将PT调制光信号E(t)的小功率转换为对应的电信号。PD 202可用于向PT检测器204提供电信号。在某些非限制性实施例中，PT检测器204可以包括低速跨阻放大器(transimpedance amplifier，TIA)、ADC和DSP。需要说明的是，为了简单起见，图5中省略了这些组件。
PT检测器204可以用于从电信号中检测光信号E(t)中嵌入的PT。在某些非限制性实施例中，PT检测器204可以使用数字域中的FFT技术将从PD 202接收到的电信号转换到频域。PT检测器204可以在PT音调制过程期间与双频段PT调制器164同步。换句话说，同步可以称为PT检测器204可以知道由双频段PT调制器164添加的PT。
频率f1和f2对应的两个PT的幅度可以表示为：
A(PT1)∝m{<|VI(t)|2〉+〈|Vq(t)|2〉+sin(δ)〈VI(t)HI(t-Δτ)>+<Vq(t)Hq(t-Δτ)>} (2)
A(PT2)∝m{<|VI(t)|2>+<|Vq(t)|2〉-sin(δ)<VI(t)HI(t-Δτ)>+<Vq(t)Hq(t-Δτ)〉} (3)
其中，VI(t)和Vq(t)表示调制后的光信号的同相调制分量和正交调制分量，HI(t)和Hq(t)是其对应的希尔伯特变换。δ是偏离90度的相位误差，Δτ是由延迟元件158(对于X偏振)和162(对于Y偏振)施加的时间偏斜(timing skew)。运算符〈·〉代表随时间求平均值。需要说明的是，类似地，PT检测器204可以计算对应于调制信号YI和YQ的相似幅度。
图6示出了本公开的各种非限制性实施例提供的对应于由PT检测器204检测到的PT相对应的模拟结果。如图所示，检测到的PT具有约25dB SNR的有效测量灵敏度，平均时间为1.0ms，其中PD 202的带宽设置为60MHz，与PT检测器204相关联的ADC相关联的ADC设置为200MS/s的采样。
返回到图5，PT检测器204可以向幅度差计算器206提供如等式(2)和(3)所表示的PT幅度。幅度差计算器206可以用于计算PT的两个幅度之间的差值。该差可以表示为：
A(PT1)-A(PT2)＝m sin(δ)(〈VI(t)HI(t-Δτ)〉+〈Vq(t)Hq(t-Δτ)〉) (4)
等式(4)可以表示误差信号，该误差信号表示在第一臂108和第二臂110中与正交相位的偏差。光电场VI、Vq与其希尔伯特变换HI(t)和Hq(t)之间的互相关，对它们之间的时间偏斜有很强的依赖性。为此，在某些非限制性实施例中，DSP 152可以用于在半波特率持续时间附近设置偏斜值，使得误差信号可以被极大地放大以改善如图7所示的65Gbaud/sQPSK信号的误差信号检测灵敏度。图7示出了本公开的各种非限制性实施例提供的QPSK信号的实域与其针对PT调制光信号的希尔伯特变换之间的互相关性。需要说明的是，如图7所示，虚域可以具有与实域类似的特性。
回到图5，在某些非限制性实施例中，包括乘法器208、加法器210和状态机211的反馈控制回路207可用于根据检测到的误差信号更新相位偏置电压。具体地，乘法器208可以将误差信号乘以μ以调整环路增益。此外，可以通过加法器210将存储在状态机211中的之前误差信号添加到当前误差信号以生成更新的偏置电压。此更新的偏置电压可以存储在状态机211中，并且可以转发给相位偏置电压控制器。
如前所述，双频段PT调制器164可将不同频率的PT音应用于对应于数字复信号XI+jXQ和YI+jYQ的USB频率分量和LSB频率分量。在该示例中，偏置控制单元154可以同时检测到四个PT(对应于数字复信号XI+jXQ和YI+jYQ的四个半频谱频段(LSB和USB))的幅度。接收来自发射器的光信号的PT检测器204可能需要被校准以补偿接收器频率响应纹波。双频段PT调制器164可以在单个频率下操作，并且PT检测器204可以用于在单个频率下测量PT功率，以便消除由PD 202和关联TIA的频率响应不均匀性引起的测量误差。单个导频音可以在交替的时间段以相同的频率和相同的调制指数应用到四个半频段。PT检测器204的导频音检测窗口可以与导频音发生器的导频音生成定时同步。四个半频段的导频音幅度可以通过循环四个半频段来确定。
返回到图1，偏置控制单元154可用于将电压形式的控制信号提供给第一相位偏置电极140和第二相位偏置电极142，以根据反馈的模拟误差信号补偿第一臂108和第二臂110中的光信号的正交的任何偏差。
需要说明的是，尽管所示的IQ调制器系统100示出了两个臂108和110，所述臂108和110用于调制X偏振数据承载信号和Y偏振数据承载信号。然而，在各种非限制性实施例中，所述IQ调制器系统100可包括一个臂，所述臂用于在不脱离本公开技术的情况下调制承载X偏振或Y偏振的数字信号的数据。
因此，借助于由DSP 152执行的信号处理和由偏置控制单元154执行的误差信号检测，可以实现有效的锁相。此外，如等式(4)所示，锁相可以通过一阶误差信号实现，因此，与锁定机制根据二阶误差信号的传统锁相技术相比，硬件要求可以更简单。
图8描述了本公开的各种非实施例提供的表示用于IQ调制的方法的过程800的流程图。如图所示，过程800开始于步骤802，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)处理同相数字信号和正交数字信号。
如前所述，DSP 152可用于处理数字信号XI、XQ、YI和YQ。在某些非限制性实施例中，数字数据信号XI、XQ、YI和YQ可表示X和Y偏振方向上的同相数字信号和正交数字信号。DSP 152可用于处理数字数据信号XI、XQ、YI和YQ并生成PT调制的同相数字信号XI'、YI'以及PT调制正交数字信号XQ'和YQ'。DSP 152可以将PT调制同相和正交数字信号XI'、XQ'、YI'和YQ'转换为PT调制同相模拟信号XI”、YI”和PT调制正交模拟信号XQ”和YQ”。需要说明的是，尽管上述讨论是关于X偏振和Y偏振的数字信号，但是，在本公开的各种非限制性实施例中，包括DSP 152的IQ调制器系统可以用于在不脱离本公开技术的情况下处理X偏振或Y偏振的数字信号。
过程800进入步骤804，其中，光调制器的输入光口接收光信号。如前所述，输入光口104可用于接收来自光源102的光信号。
过程800前进到步骤806，其中，多个射频(radio frequency，RF)电极根据PT调制同相模拟信号和PT调制正交模拟信号调制光信号，并生成PT调制同相光信号和PT调制正交相位光信号。
如前所述，多个第一RF电极124和126可用于根据放大后的PT调制模拟信号XI”和XQ”调制光信号，并生成对应的PT调制同相光信号和PT调制正交光信号。以类似的方式，多个第二RF电极132和134可用于根据放大后的PT调制模拟信号YI”和YQ”调制光信号，并生成对应的PT调制同相光信号和PT调制正交光信号。
过程800前进到步骤808，其中，多个DC电压偏置电极将PT调制同相光信号和PT调制正交光信号调制到零点。
如前所述，多个第一DC电压偏置电极128和130可用于在零点偏置第一IQ调制器112的子MZM(例如，臂116和118中的调制器)。换句话说，施加到多个第一DC电压偏置电极128和130的DC偏置电压以最小程度偏置IQ调制器112的子MZM(例如，臂116和118中的调制器)的功率传输。以类似的方式，多个DC电压偏置电极136和138可用于在零点偏置第二IQ调制器114的子MZM(例如，臂120和122中的调制器)。
过程800移动到步骤810，其中，相位偏置电极调整PT调制正交光信号的相位偏置点，并生成相位调整后的PT调制正交光信号，使得PT调制同相光信号和相位调整后的PT调制正交光信号之间的相位差为90°。
如前所述，第一相位偏置电极140可以用于调整PT调制正交光信号的相位，并且可以生成相位调整后的PT调制正交光信号，使得臂116中的PT调制同相光信号和臂118中的相位调整后的PT调制正交光信号之间的相位差为90°。以类似的方式，第二相位偏置电极142可以用于调整PT调制正交光信号的相位，并且可以生成相位调整后的PT调制正交光信号，使得臂120中的PT调制同相光信号和臂122中的相位调整后的PT调制正交光信号之间的相位差为90°。
过程800前进到步骤812，其中，组合器将PT调制同相光信号和相位调整后的PT调制正交光信号进行组合，并生成待向接收器发送的组合后的PT调制光信号。
如前所述，组合器137可用于组合臂116和118中的PT调制同相光信号和相位调整后的PT调制正交光信号，并生成第一组合PT调制光信号，例如待发送到接收器的正交幅度调制(quadrature amplitude modulated，QAM)光信号。此外，组合器139可用于组合臂120和122中的PT调制同相光信号和相位调整后的PT调制正交相位光信号，并生成待发送到接收器的第二组合光信号。
应当理解，IQ调制器系统100、组成组件和关联过程的操作和功能可以通过基于硬件、基于软件和基于固件的元件中的任何一个或多个实现。这种操作性替代方案并不以任何方式限制本公开的范围。
还将理解，尽管本文中提出的实施例已经参考特定的特征和结构进行描述，可以在不脱离本公开的情况下进行各种修改和组合。因此，说明书和附图应简单地视为所附权利要求书所界定的所讨论的实现方式或实施例以及原理的说明，并考虑涵盖属于本公开范围的任何和所有修改、变化、组合或等效物。

Claims (22)

1.一种同相和正交(IQ)调制器系统，包括：
数字信号处理器(DSP)，用于处理同相数字信号和正交数字信号，其中，所述同相数字信号和所述正交数字信号的所述处理包括：
向所述同相数字信号和所述正交数字信号中的至少一种提供第一延迟；
将所述同相数字信号与所述正交数字信号组合以生成数字复信号；
通过第一导频音(PT)频率信号调制所述数字复信号的上边带(USB)频率分量，并生成对应于所述USB频率分量的PT调制时域样本；
通过第二PT频率信号调制所述数字复信号的下边带(LSB)频率分量，并生成对应于所述LSB频率分量的PT调制时域样本；
将对应于所述USB频率分量的PT调制时域样本和对应于所述LSB频率分量的PT调制时域样本进行组合，并生成组合后的PT调制时域样本；
将所述组合后的PT调制时域样本分成PT调制同相数字信号和PT调制正交数字信号；
其中，如果是所述同相数字信号被提供了所述第一延迟，则向所述PT调制同相数字信号提供第二延迟，并且如果是所述正交数字信号被提供了所述第一延迟，则向所述PT调制正交数字信号提供所述第二延迟；
将所述PT调制同相数字信号和所述PT调制正交数字信号转换为对应的PT调制同相模拟信号和PT调制正交模拟信号；
光调制器，包括：
输入光口，用于接收光信号；
臂，耦合到所述输入光口，所述臂包括：
多个射频(RF)电极，耦合到所述DSP并且用于根据所述PT调制同相模拟信号和所述PT调制正交模拟信号调制所述光信号，并且生成PT调制同相光信号和PT调制正交光信号；
多个DC电压偏置电极，用于将所述PT调制同相光信号和所述PT调制正交光信号偏置到零点；相位偏置电极，用于调整所述PT调制正交光信号的相位偏置点，并生成相位调整后的PT调制正交光信号，使得所述PT调制同相光信号和所述相位调整后的PT调制正交光信号之间的相位差为90°；
组合器，用于将所述PT调制同相光信号与所述相位调整后的PT调制正交光信号组合，并生成待向接收器发送的组合后的PT调制光信号。
2.根据权利要求1所述的IQ调制器系统，还包括：RF驱动器，用于放大所述PT调制同相模拟信号和PT调制正交相位模拟信号，并将所述放大后的PT调制同相模拟信号和所述放大后的PT调制正交模拟信号提供给所述多个RF电极。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的IQ调制器系统，还包括：IQ偏置电压控制器，用于向所述多个DC电压偏置电极提供IQ偏置电压。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的IQ调制器系统，还包括：相位偏置电压控制器，用于向所述相位偏置电极提供相位偏置电压。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的IQ调制器系统，其中，所述第一延迟和所述第二延迟由至少一个有限脉冲响应(FIR)滤波器提供。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的IQ调制器系统，其中，所述数字复信号的USB频率分量通过所述第一PT频率信号进行幅度调制。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的IQ调制器系统，其中，所述数字复信号的LSB频率分量通过所述第二PT频率信号进行幅度调制。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的IQ调制器系统，其中，所述第一延迟和所述第二延迟的总和近似等于零。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的IQ调制器系统，还包括偏置控制单元，所述偏置控制单元用于：
检测所述第一PT频率信号和所述第二PT频率信号；
根据检测到的所述第一PT频率信号和所述第二PT频率信号生成误差信号；
将所述误差信号提供给所述相位偏置电极。
10.根据权利要求9所述的IQ调制器系统，其中，所述偏置控制单元包括：
光电二极管，用于将所述组合后的PT调制光信号的小功率转换为对应的电信号；
PT检测器，用于从所述电信号中检测所述第一PT频率信号和所述第二PT频率；
幅度差计算器，用于计算所述第一PT频率信号和所述第二PT频率信号之间的幅度差，所述幅度差表示为所述误差信号；
反馈控制回路，用于将所述误差信号提供给所述相位偏置电极。
11.根据权利要求9和10中任一项所述的IQ调制器系统，其中，所述相位偏置电极用于根据所述误差信号调整所述PT调制正交光信号的相位。
12.一种用于同相和正交(IQ)调制的方法，包括：
数字信号处理器(DSP)处理同相数字信号和正交数字信号，其中，所述同相数字信号和所述正交数字信号的所述处理包括：
向所述同相数字信号和所述正交数字信号中的至少一种提供第一延迟；
将所述同相数字信号与所述正交数字信号组合以生成数字复信号；
通过第一导频音(PT)频率信号调制所述数字复信号的上边带(USB)频率分量，并生成对应于所述USB频率分量的PT调制时域样本；
通过第二PT频率信号调制所述数字复信号的下边带(LSB)频率分量，并生成对应于所述LSB频率分量的PT调制时域样本；
将对应于所述USB频率分量的PT调制时域样本和对应于所述LSB频率分量的PT调制时域样本进行组合，并生成组合后的PT调制时域样本；
将所述组合后的PT调制时域样本分成PT调制同相数字信号和PT调制正交数字信号；
其中，如果是所述同相数字信号被提供了所述第一延迟，则向所述PT调制同相数字信号提供第二延迟，并且如果是所述正交数字信号被提供了所述第一延迟，则向所述PT调制正交数字信号提供所述第二延迟；
将所述PT调制同相数字信号和所述PT调制正交数字信号转换为PT调制同相模拟信号和PT调制正交模拟信号；
光调制器的输入光口接收光信号；
多个射频(RF)电极根据所述PT调制同相模拟信号和所述PT调制正交模拟信号调制所述光信号，并生成PT调制同相光信号和PT调制正交光信号；
多个DC电压偏置电极将所述PT调制同相光信号和所述PT调制正交光信号偏置到零点；
相位偏置电极调整所述PT调制正交光信号的相位偏置点，并生成相位调整后的PT调制正交光信号，使得所述PT调制同相光信号和所述相位调整后的PT调制正交光信号之间的相位差为90°；
组合器将所述PT调制同相光信号与所述相位调整后的PT调制正交光信号组合，并生成待向接收器发送的组合后的PT调制光信号。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：RF驱动器放大所述PT调制同相模拟信号和PT调制正交模拟信号，并将所述放大后的PT调制同相模拟信号和所述放大后的PT调制正交模拟信号提供给所述多个RF电极。
14.根据权利要求12和13中任一项所述的方法，还包括：IQ偏置电压控制器向所述多个DC电压偏置电极提供IQ偏置电压。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，还包括：相位偏置电压控制器向所述相位偏置电极提供相位偏置电压。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中，所述第一延迟和所述第二延迟由至少一个有限脉冲响应(FIR)滤波器提供。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，其中，所述数字复信号的USB频率分量通过所述第一PT频率信号进行幅度调制。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的方法，其中，所述数字复信号的LSB频率分量通过所述第二PT频率信号进行幅度调制。
19.根据权利要求12至18中任一项所述的方法，其中，所述第一延迟和所述第二延迟的总和近似等于零。
20.根据权利要求12至19中任一项所述的方法，还包括：
偏置控制单元检测所述第一PT频率信号和所述第二PT频率信号；
所述偏置控制单元根据检测到的所述第一PT频率信号和所述第二PT频率信号生成误差信号；
所述偏置控制单元将所述误差信号提供给所述相位偏置电极。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括：
光电二极管将所述组合后的PT调制光信号的小功率转换为对应的电信号；
PT检测器从所述电信号中检测所述第一PT频率信号和所述第二PT频率信号；
幅度差计算器计算所述第一PT频率信号和所述第二PT频率信号之间的幅度差，所述幅度差表示为所述误差信号；
所述反馈控制回路将所述误差信号提供给所述相位偏置电极。
22.根据权利要求20和21中任一项所述的方法，还包括：所述相位偏置电极根据所述误差信号调整所述PT调制正交光信号的相位。
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