[发明专利]DPSK/DQPSK模块延迟干涉仪控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光通信的调制技术，尤其涉及一种差分相移键控(DPSK)/差分四相相移键控(DQPSK)模块延迟干涉仪控制装置及方法。

背景技术

DPSK调制技术利用相邻光载波的相位信息传递信号，相比于传统的开关键控码方式，DPSK有3dB的灵敏度优势，并具有较高的非线性容限，目前广泛应用于长距离光纤通信。

图1为现有40G DPSK/DQPSK模块接收链路示意图，如图1所示，40G的DPSK/DQPSK模块采用直接检测的方式，接收通道包括延迟干涉仪(Delay-lineinterferometer)、平衡接收机以及解复用单元。延迟干涉仪将接收的光DPSK调制信号转化成光强信号，平衡接收机将光信号转化成串行电信号。解复用单元将串行电信号转化成SFI5标准的接口信号。延迟干涉仪必须进行控制，使入射信号的中心频率定位在延迟干涉仪干涉相长传输曲线的峰值频率，这样，延迟干涉仪两输出口(干涉相长口和干涉相消口)输出光功率相差最大，利于平衡接收机的判决。如果入射信号的中心频率与延迟干涉仪干涉相长传输曲线的峰值频率存在频率偏移Δf，将导致光信噪比(OSNR)降低的代价。参考A.H.Gnauck的“Optical Phase-Shift-Keyed Transmission”(JOURNAL OFLIGHTWAVE TECHNOLOGY，VOL.23，NO.1，JANUARY 2005)，该文章指出，当频率偏移为数据速率的4％时，OSNR代价为1dB。延迟干涉仪传输曲线见图2，如图2中所示，实线表示延迟干涉仪干涉相长传输曲线，虚线表示干涉相消传输曲线。干涉相长曲线两相邻峰值的频率差为延迟干涉仪的自谐振频率(FSR)。

延迟干涉仪包括加热装置(Heater)，该加热装置用于调节延迟干涉仪干涉相长传输曲线的峰值频率，使得入射信号的中心频率定位于延迟干涉仪干涉相长传输曲线的峰值频率。改变加热装置的控制电压，从而改变延迟干涉仪内部延迟路径的折射率，进而改变延迟干涉仪内部两光路的光程差，改变相位差，最终消除延迟干涉仪干涉相长传输曲线的峰值频率与入射信号中心频率的偏移Δf。相位误差δ＝2πΔfT_d，T_d为延迟干涉仪内部两光路的延迟时间。当相位差为0或者π时，相位误差δ为0，消除了频率偏移Δf的影响。所以延迟干涉仪的控制，就是改变延迟干涉仪的控制电压，使延迟干涉仪内部发生干涉的两路光信号的相位差为0或者π。此时干涉相长(消)口输出光功率最大，另一个端口，干涉相消(长)口输出光功率最小。

在公开号为CN1798121A、名称为“差分相移键控解调器和解调方法”的中国发明专利申请中，揭示了一种传统的延迟干涉仪的控制方法，如图3所示，通过将加热器控制装置的输出和本地振荡器的输出施加到加热器上，由此产生的热量使被加热的臂的温度发生改变，使得两臂之间的相位失配产生轻微的震荡。该振荡由位于干涉仪的干涉1相长口输出的功率谱波动来反映。包络检波电路输出信号和本地振荡器之间的相位关系指示了延迟干涉仪的失配是正还是负。如果相位关系是同相，则增加加热器控制电路的输出电平；如果是反相，则减小加热控制电路的输出电平。如果包络检波电路的输出电平不以本地振荡器频率进行振荡，则表明延迟干涉仪已经调整到最佳工作状态，此时加热器控制电路的输出电平是常量。这里，本地振荡器的频率选择，一般设置为几赫兹或小于1赫兹。控制电压产生的热量，经过零点几秒的延迟，才能影响到延迟干涉仪相位的变化。为了使振荡信号有效，其周期应该长于延迟干涉仪由于加热而导致相位改变的延时。

但该方法需要本地震荡信号发生器、带通滤波器、包络检波器、相位比较器，其外围电路比较复杂，并且其中的低频本地振荡器难以实现，并且易受外部噪声信号的干扰。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种DPSK/DQPSK模块延迟干涉仪控制装置及方法，通过设计一个简单的外围控制电路，实现对模块干涉仪的稳定、可靠的延迟控制，使入射信号的中心频率定位于延迟干涉仪干涉相长传输曲线的峰值频率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：