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调制器偏压控制的研究

,,,,
冯慧婷高繁荣蔡亮邹晖胡毅
汉公,汉!∀%!
光纤通信技术和网络国家重点实验室武电信器件有限司武#∃∃

。
摘要&本丈简单介绍了光调制技术的发展,调制器的基本原理,重点介绍了调制器偏压控制原理和电路的实现
关健词&光纤通信调制技术调制器直流偏里电压抖动信号

∋()∗+,−./0+())/0+1/2/3456∗7/26+68)/39/−,26+/1

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2引言

,,、
随着数据业务的迅猛发展对骨干传输网也提出了更高的要求促使通信系统向着更高速率更长距离

。。
和更大的容量发展而调制器作为光纤通信系统的关键器件决定着这一目标的实现与否目前主要有∀种

、、
传统的光调制器&直接调制分布反馈半导体激光器Ι几一ΦΙ∃电吸收外部调制Π=∃包括集成在Ι阳Θ

。
ΦΙ芯片上的Π=和,:4Ρ∀马赫一曾德尔6Ν()(0−)1∃外部调制这些调制器的应用领域是由他们各
、,、
自的带宽惆啾脉冲和波长相关性所决定的。前两种方式不适合高速系统,:4>∀调制可以生成高速低嘀

,,。
啾的传输信号而且特性与波长没有关系被认为是!Ρ;45口ΣΓΙ传输系统的最佳选择本文将主要从
。
调制器的工作原理和偏压控制两个方面进行分析讨论

Τ调制器的工作原理

,
毗调制器是基于马赫曾德干涉原理的电光调制器其机构图如图2所示。即从连续波激光器发出的
,
光载波信号进人调制器后高速数据流以驱动电压的方式加载

。
到光载波信号上完成对光信号的调制到达调制器的光载波
信号被分成两束振幅和频率完全相同的光分别通过Χ方向上

,
的上下支路进行传输。在上下两支路完全对称的情况下若不
加调制电压则通过上下两支路汇合后的光信号与原来的光载
波信号相同Υ若在调制区域加有调制电压则由于电光感应改变
了调制器材料的折射率从而使得两支路信号出现相位差△ΡΥ
根据相位差为Ρ或者0来实现光载波信号的相干相长或者相

,。
干相消从而完成对光载波信号的调制

∀调制器的偏压控制

ϑ
∀ς调制器偏压控制的原理
调制器的传输函数为

ΣΡ∀
Υ
Κ
·
Λ“玄Ω‘ΞΝ/∗‘二Ψ4Ζ介Ξ),[ΩΑΦ[

,,,
其中Ψ是一个描述标准的参量它表示工作时输出光强从最大变为最小所需要的开关电压ΑΦ表示
。,
调制器的插人损耗在理想情况下调制器都会设定一个工作点并长时间的在该工作点下稳定的工
,、、,
作但是随着时间环境温度激光器光功率以及光纤的插人和藕合损耗等一系列的外部条件的影响调制

,,
器的最佳工作点会发生偏移从而会造成信号质量变差误码率增加等不良效果。为了保证最佳的信号输

,,
出我们需要在调制曲线上选择最佳工作点一般情况下我们选定调制器传输曲线上的四个点作为最佳工

,,,
作点即最大点最小点以及最大点和最小点之间的中间点即∴,60−点,处于上升曲线的∴,60−点叫做

,一。
∴,60−Ξ处于下降沿的∴,60−点叫做∴,60−点我们一般根据不同的调制编码方式来选择不同点的调
,。
制如:]编码一般用∴,60−点调制而ΙΚΔΕ编码一般用:,2点调制如图Τ为正常工作状态下∴,60−点

,。
调制的传输曲线的输出波形图∀为工作点偏离了∴,60−点的传输曲线输出信号波形为了使工作点能够

,、、
长期处于稳定的状态主要采用以下几种方法&恒压法恒定功率发稳定的功率比的方法以及加人抖动信

。,
号等一系列的方法通过实验分析比较加人抖动信号的方法最佳我们将主要介绍怎样通过添加抖动信号
来使工作点稳定。

枪出
奢Η厂一

图Τ最佳工作点下的输出信号

功率箱出

枪出
名
信号箱入

图∀偏离最佳工作点后的输出信号

ϑ
∀Τ抖动信号偏压控制的实现
抖动信号的偏压调制可以分为加法抖动信号调制和乘法抖动信号调制Υ相位调制一般用加法调制将抖

,
动信号直接加在调制的管脚上