特表 2015-520873 ＭＺ変調器に用いる動作点制御装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2015-520873(P2015-520873A)

(43)【公表日】2015年7月23日

(54)【発明の名称】ＭＺ変調器に用いる動作点制御装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/01 20060101AFI20150630BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/01 B

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-513005(P2015-513005)

(86)(22)【出願日】2013年5月22日

(85)【翻訳文提出日】2014年11月19日

(86)【国際出願番号】CN2013076041

(87)【国際公開番号】WO2013174255

(87)【国際公開日】20131128

(31)【優先権主張番号】201210159953.3

(32)【優先日】2012年5月22日

(33)【優先権主張国】CN

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,KG,KM,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VC

(71)【出願人】

【識別番号】511197800

【氏名又は名称】ウーハン・テレコミュニケーション・デバイシーズ・カンパニー・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001922

【氏名又は名称】特許業務法人 日峯国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】フー・イー

(72)【発明者】

【氏名】カイ・リアン

(72)【発明者】

【氏名】ゾウ・フイ

(72)【発明者】

【氏名】ヤン・ジン

(72)【発明者】

【氏名】クアン・ヤン

【テーマコード（参考）】

2K102

【Ｆターム（参考）】

2K102AA21

2K102BA02

2K102BB04

2K102BC04

2K102BD01

2K102CA09

2K102CA10

2K102CA20

2K102DA04

2K102DB04

2K102EA22

2K102EA26

2K102EB22

(57)【要約】

【解決手段】本発明は、光変調器と、変調器のＰＤにより出力された電流を電圧信号に変換するトランスインピーダンス増幅器と、システムのシグナルノイズ比を向上するように低周波数信号成分を検出して増幅する低ノイズ増幅器と、誤差信号を検出して増幅し、システムのシグナルノイズ比を向上させる高Ｑバンドパスフィルタと、信号出力がＡ／Ｄの入力範囲を満たすように位相の誤差信号に対してレベル調整を行う第１のレベル調整器と、低周波数信号を生成し、ソフトウェア同期検波及び比例積分ＰＩ調節アルゴリズムを完成するマイクロプロセッサと、光変調器の直流バイアス全体制御範囲を満たす可能な電圧範囲をＤ／Ａに出力させるように、Ｄ／Ａ出力電圧の調整を完成する第２のレベル調整器と、を含むＭＺ変調器に用いる動作点制御装置及び方法を公開する。本発明によれば、従来のＭＺ変調器のバイアスポイントのハードウェア制御回路が複雑で、制御精度が低い問題を解決することができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力データ信号に対し位相変調を行う光変調器を有するＭＺ変調器に用いる動作点制御装置において、
変調器のフォトディテクタＰＤにより出力された電流を電圧信号に変換するトランスインピーダンス増幅器と、
システムのシグナルノイズ比を向上させるために低周波数信号成分を検出して増幅する低ノイズ増幅器と、
必要な低周波数信号をフィルタリングし、光変調器の低周波数方形波信号に入力する光検波信号を得、及び誤差信号を検出して増幅し、システムのシグナルノイズ比を向上させるための高Ｑバンドパスフィルタと、
信号出力がアナログ・デジタル変換Ａ／Ｄの入力範囲を満たすように位相の誤差信号に対してレベル調整を行う第１のレベル調整器と、
低周波数信号を生成し、ソフトウェア同期検波及び比例積分ＰＩ調節アルゴリズムを完成するためのマイクロプロセッサと、
光変調器の直流バイアスＤＣ Ｂｉａｓ全体制御範囲を満たすことを可能な電圧範囲をＤ／Ａに出力させるように、デジタル・アナログ変換Ｄ／Ａ出力電圧の調整を完成する第２のレベル調整器と、をさらに有すること
を特徴とするＭＺ変調器に用いる動作点制御装置。

【請求項2】

前記マイクロプロセッサは、オンチップ１２ビット及びそれ以上のアナログ・デジタル変換Ａ／Ｄ及びデジタル・アナログ変換Ｄ／Ａを有するシングルチップコンピュータであること
を特徴とする請求項１に記載のＭＺ変調器に用いる動作点制御装置。

【請求項3】

前記高Ｑバンドパスフィルタにより出力された光検波信号の位相極性は、直流バイアスポイントの最適バイアスポイントに対する位置を反映し、該光検波信号の振幅は最適バイアスポイントからずれる距離に正比例すること
を特徴とする請求項１に記載のＭＺ変調器に用いる動作点制御装置。

【請求項4】

前記光検波信号は、第１のレベル調整器を介してマイクロプロセッサのオンチップアナログ・デジタル変換Ａ／Ｄ回路に入り、マイクロプロセッサ内部のソフトウェアによって同期検波され、具体的には、該光検波信号の位相極性と振幅の大きさの情報を利用して、マイクロプロセッサにおいてソフトウェアプログラミングによって光検波信号に対して基本波に対する同期検波を行い、誤差交流信号を得ることにより前記光変調器の最適バイアスポイントを制御すること
を特徴とする請求項３に記載のＭＺ変調器に用いる動作点制御装置。

【請求項5】

前記マイクロプロセッサは、ソフトウェアＰＩ調節によって、適正な積分定数を選択し、高速かつ安定した直流信号、つまり、該光変調器の最適動作点電圧が出力されるまでデジタル・アナログ変換Ｄ／Ａ回路を調整すること
を特徴とする請求項１又は３に記載のＭＺ変調器に用いる動作点制御装置。

【請求項6】

ＭＺ変調器に用いる動作点制御方法において、
Ａ、マイクロプロセッサによって低周波数方形波信号を生成して、ＭＺ変調器の直流バイアスＤＣ ｂｉａｓピンに入力し、該信号を高速なデータ信号に重ね合わせて一緒に光変調を行うステップと、
Ｂ、フォトディテクタＰＤピンから出力された光電流をトランスインピーダンス増幅器によって電圧信号に変換し、さらに低ノイズ増幅器によって増幅するステップと、
Ｃ、前記増幅した信号を高Ｑ値バンドパスフィルタによって低周波数信号をフィルタリングして、変調器の低周波数方形波信号に入力する光検波信号を得るステップと、
Ｄ、前記光検波信号は第１のレベル調整器を介してマイクロプロセッサのオンチップアナログ・デジタル変換Ａ／Ｄ回路に入り、マイクロプロセッサ内部のソフトウェアによって同期検波されるステップと、
Ｅ、該マイクロプロセッサはソフトウェアＰＩ調節によって、適正な積分値数を選択し、高速かつ安定した直流信号、つまり、該変調器の最適動作点電圧が出力されるまでデジタル・アナログ変換Ｄ／Ａ回路を調整するステップと、を含むこと
を特徴とするＭＺ変調器に用いる動作点制御方法。

【請求項7】

ステップＤに記載のマイクロプロセッサによって同期検波を行うプロセスは、具体的に、
Ｄ１、まず初期化し、マイクロプロセッサのアナログ・デジタル変換Ａ／Ｄ回路とデジタル・アナログ変換Ｄ／Ａ回路の初期値を設定し、低周波数方形波信号を送信させるように入出力ＩＯインタフェースを制御するステップと、
Ｄ２、前記ＩＯインタフェースから送信された低周波数方形波信号の立ち上がりを、フィードバック信号をサンプリングするトリガー信号として、Ｎ回サンプリングして、累加し、前半周期の累加和ｓｕｍ１を得て、前記ＩＯインタフェースから送信された方形波の立ち下がりを、フィードバック信号をサンプリングするトリガー信号として、Ｎ回サンプリングして累加し、後半周期の累加和ｓｕｍ２を得るステップと
Ｄ３、前半周期の累加和ｓｕｍ１と後半周期の累加和ｓｕｍ２とを減算して、誤差ｃｚを得るステップと、を含むこと
を特徴とする請求項５に記載のＭＺ変調器に用いる動作点制御方法。

【請求項8】

該方法は、ソフトウェアのＰＩアルゴリズムを実施するための制御プロセスを更に含み、具体的には、
Ｄ４、初期化し、Ｄ／Ａの初期値を設定し、同期検波により得られた誤差ｃｚを利用して、前回設定したＤ／Ａ値を用いて同期検波誤差ｃｚ/積分定数Ｔと減算又は加算し、該値を従来のＤ／Ａ値として設定し、もし該値がＤ／Ａの設定可能な数値範囲を超えているとしたら、ソフトウェアが初期値にリセットすること
を特徴とする請求項６に記載のＭＺ変調器に用いる動作点制御方法。

【請求項9】

該方法は、
同期検波により得られた誤差ｃｚに基づいてＰＩ調節演算を行い、アナログ・デジタル変換Ａ／Ｄの値を出力して該変調器の直流バイアスＤＣ Ｂｉａｓピンの電圧値を制御するステップをさらに含むこと
を特徴とする請求項６又は７に記載のＭＺ変調器に用いる動作点制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光伝送ネットワーク技術に係り、特にマッハ・ツェンダー（ＭＺ）変調器に用いる動作点制御装置及び方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

高速で長距離な通信伝送において、強度変調でその要求を満たすことが困難であり、従来、光ファイバ通信分野の長距離伝送において、位相変調技術を利用する必要がある。従来の電気光学位相変調について、一般的にマッハ・ツェンダー（ＭＺ）電気光学変調器（「ＭＺ変調器」と略称可能）を採用して実現する。しかし、ＭＺ変調器の動作中に生じた熱、環境温度の変化及び長期間動作による劣化が、いずれも電界の強度に影響を与え、電気光学変調器の特性を変化させやすいため、変調器の理想的な制御点をプリセットポイントからドリフトさせてしまう。そして、理想的な制御点がドリフトした結果、変調された光信号の曲線の振幅と中心位置が変化することにより、光アイダイアグラムが劣化してしまう。強いドリフトが発生した場合、ＭＺ変調器は強い非線形性を表現し、光通信接続の最大動的範囲が低下され、システム全体の性能が劣化され、厳しい場合、受信した光信号が元の情報に復元さえできなくなるので、光変調器動作点の安定した制御を実現しなければならない。図１は、従来の変調器動作点制御原理の概略図を示している。

【0003】

従来で常に用いられるＭＺ変調器のバイアスポイントの制御方法は、図２に示すように、ＭＺの変調信号に低周波数方形波信号を入れて、そして、出力された変調信号からこの信号を分離し、位相ロックの増幅によってバイアスポイントを安定的に制御する。全体のハードウェア制御によって、制御回路が非常に複雑となるとともに、回路デバイスの温度安定性も制御ループ全体の精度を限定している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

これを鑑みて、本発明の主な目的は、従来のＭＺ変調器バイアスポイントのハードウェア制御回路が複雑で、制御精度が低い問題を解決するために、ＭＺ変調器に用いる動作点制御装置及び方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の目的を達成するために、本発明の技術案は下記のように実現される。
入力データ信号に対して位相変調を行う光変調器を有するＭＺ変調器に用いる動作点制御装置において、
変調器のフォトディテクタＰＤにより出力された電流を電圧信号に変換するトランスインピーダンス増幅器と、
システムのシグナルノイズ比を向上させるために低周波数信号成分を検出して増幅する低ノイズ増幅器と、
必要な低周波数信号をフィルタリングし、光変調器の低周波数方形波信号に入力する光検波信号を得、及び誤差信号を検出して増幅し、システムのシグナルノイズ比を向上させるための高Ｑバンドパスフィルタと、
信号出力がアナログ・デジタル変換Ａ／Ｄの入力範囲を満たすように位相の誤差信号に対してレベル調整を行う第１のレベル調整器と、
低周波数信号を生成し、ソフトウェア同期検波及び比例積分ＰＩ調節アルゴリズムを完成するためのマイクロプロセッサと、
光変調器の直流バイアスＤＣ Ｂｉａｓ全体制御範囲を満たす可能な電圧範囲をＤ／Ａに出力させるように、デジタル・アナログ変換Ｄ／Ａ出力電圧の調整を完成する第２のレベル調整器と、をさらに有する。

【0006】

そのうち、前記マイクロプロセッサは、オンチップ１２ビット及びそれ以上のアナログ・デジタル変換Ａ／Ｄとデジタル・アナログ変換Ｄ／Ａとを有するシングルチップコンピュータである。

【0007】

前記高Ｑバンドパスフィルタにより出力された光検波信号の位相極性は、直流バイアスポイントの最適バイアスポイントに対する位置を反映し、該光検波信号の振幅は最適バイアスポイントからずれる距離に正比例する。

【0008】

前記光検波信号は、第１のレベル調整器を介してマイクロプロセッサのオンチップアナログ・デジタル変換Ａ／Ｄ回路に入り、マイクロプロセッサ内部のソフトウェアによって同期検波され、具体的には、該光検波信号の位相極性と振幅の大きさ情報を利用して、マイクロプロセッサにおいてソフトウェアプログラミングによって光検波信号に対して基本波に対する同期検波を行い、誤差交流信号を得ることにより前記光変調器の最適バイアスポイントを制御する。

【0009】

前記マイクロプロセッサは、ソフトウェアＰＩ調節によって、適正な積分定数を選択し、高速かつ安定した直流信号、つまり、該光変調器の最適動作点電圧が出力されるまでデジタル・アナログ変換Ｄ／Ａ回路を調整する。

【0010】

ＭＺ変調器に用いる動作点制御方法において、
Ａ、マイクロプロセッサによって低周波数方形波信号を生成して、ＭＺ変調器の直流バイアスＤＣ ｂｉａｓピンに入力し、該信号を高速なデータ信号に重ね合わせて一緒に光変調を行うステップと、
Ｂ、フォトディテクタＰＤピンから出力された光電流をトランスインピーダンス増幅器によって電圧信号に変換し、さらに低ノイズ増幅器によって増幅するステップと、
Ｃ、前記増幅した信号を高Ｑ値バンドパスフィルタによって低周波数信号をフィルタリングして、変調器の低周波数方形波信号に入力する光検波信号を得るステップと、
Ｄ、前記光検波信号は第１のレベル調整器を介してマイクロプロセッサのオンチップアナログ・デジタル変換Ａ／Ｄ回路に入り、マイクロプロセッサ内部のソフトウェアによって同期検波されるステップと、
Ｅ、該マイクロプロセッサはソフトウェアＰＩ調節によって、適正な積分値数を選択し、高速かつ安定した直流信号、つまり、該変調器の最適動作点電圧、が出力されるまでデジタル・アナログ変換Ｄ／Ａ回路を調整するステップと、を含む。

【0011】

ここで、ステップＤに記載のマイクロプロセッサによって同期検波されるプロセスは、具体的に、
Ｄ１、まず初期化し、マイクロプロセッサのアナログ・デジタル変換Ａ／Ｄ回路とデジタル・アナログ変換Ｄ／Ａ回路の初期値を設定し、低周波数方形波信号を送信させるように入出力ＩＯインタフェースを制御するステップ、
Ｄ２、前記ＩＯインタフェースから送信された低周波数方形波信号の立ち上がりを、フィードバック信号をサンプリングするトリガー信号として、Ｎ回サンプリングして累加し、前半周期の累加和ｓｕｍ１を得て、前記ＩＯインタフェースから送信された方形波の立ち下がりを、フィードバック信号をサンプリングするトリガー信号として、Ｎ回サンプリングして累加し、後半周期の累加和ｓｕｍ２を得るステップ、及び
Ｄ３、前半周期の累加和ｓｕｍ１と後半周期の累加和ｓｕｍ２とを減算して、誤差ｃｚを得るステップである。

【0012】

該方法は、ソフトウェアのＰＩアルゴリズムを実施するための制御プロセスを更に含み、具体的には、
Ｄ４、初期化し、Ｄ／Ａの初期値を設定し、同期検波により得られた誤差ｃｚを利用して、前回設定したＤ／Ａ値を用いて同期検波誤差ｃｚ/積分定数Ｔと減算又は加算し、該値を従来のＤ／Ａ値として設定し、もし該値がＤ／Ａの設定可能な数値範囲を超えているとしたら、ソフトウェアが初期値にリセットする。

【0013】

該方法は、
同期検波により得られた誤差ｃｚに基づいてＰＩ調節演算を行い、アナログ・デジタル変換Ａ／Ｄの値を出力して該変調器の直流バイアスＤＣ Ｂｉａｓピンの電圧値を制御するステップをさらに含む。

【発明の効果】

【0014】

本発明により提供されたＭＺ変調器に用いる動作点制御装置及び方法は、下記のメリットを有する。

【0015】

該装置は、ＭＺ変調器の理想的な動作点を見つけるためであり、光特性曲線の最大点と最小点での制御を含み、装置全体がプリセットアルゴリズムによって制御され、光路における信号に対してタイムリーかつ効果的にフィードバック制御を行う可能であり、パワーオンして光路を開放すると同時に変調器の動作点に対する制御が完成され、且つ、環境が変化した場合に位相に対して光信号が変わらないことが保持でき、安定的に制御する目的を達成することができる。従って、該制御システムは、回路が簡潔で、制御効果が良くて、精度が高くて、応答速度が速いことを実現したメリットを有する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は従来のＭＺ変調器動作点制御装置の原理を示す概略図である。

【図2】図２は従来のＭＺ変調器動作点制御装置の全体設計を示す概略図である。

【図3】図３は本発明のＭＺ変調器動作点制御装置の機能ブロック図である。

【図4】図４は位相変調原理を示す概略図である。

【図5】図５はディザ法原理を示す概略図である。

【図6】図６は本発明の実施例のソフトウェア同期検波部分の制御処理フローチャートである。

【図7】図７は本発明の実施例のソフトウェアのＰＩアルゴリズムフローチャートである。

【図8】図８は本発明のＭＺ変調器のバイアスポイント制御装置の制御処理フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を踏まえて、本発明の技術的特徴と長所について、さらに詳しく説明する。

【実施例1】

【0018】

以下、図面及び本発明の実施例を合わせて、本発明のシステム及び方法をさらに詳しく説明する。

【0019】

本発明は、外部要素によりＭＺ変調器の伝送曲線がドリフトしてしまい、伝達する信号にエラーを生じさせることを解決しようとするものであり、該方法は、変調器バイアス動作点に対するフィードバック制御を実現している。

【0020】

図３は、本発明のＭＺ変調器の動作点制御装置の機能ブロック図であり、図３に示すように、該制御装置は主に、トランスインピーダンス増幅器１０と、低ノイズ増幅器２０と、高Ｑ値バンドパスフィルタ３０と、第１のレベル調整器４０と、マイクロプロセッサ５０と、第２のレベル調整器６０との７部分を含む。以下、実際のニーズに応じて、ＭＺ変調器がnullポイントで動作すると仮定する。

【0021】

発明者は１つの低周波数方形波信号をＭＺ変調器の直流バイアス（ＤＣ Ｂｉａｓ）ピンに通過させる（図1参照）。そして、フォトディテクタ（ＰＤ）ピンによって光信号を検出し、該信号はトランスインピーダンス増幅器１０、低ノイズ増幅器２０、高Ｑ値バンドパスフィルタ３０、及び第１のレベル調整器４０を経てマイクロプロセッサ５０のアナログ・デジタル変換（Ａ／Ｄ）に入り、マイクロプロセッサ５０は、サンプリングした信号に対して同期検波、比例積分（ＰＩ）調節を行うことによって、制御信号を出力するようにデジタル・アナログ変換（Ｄ／Ａ）を制御して、前記制御信号は第２のレベル調整器６０を経てから、最後にＭＺ変調器の直流バイアス（ＤＣ Ｂｉａｓ）ピンに出力される。

【0022】

ここで、前記トランスインピーダンス増幅器１０は、光変調器のフォトディテクタ（ＰＤ）の出力電流を電圧信号に変換するためである。

【0023】

低ノイズ増幅器２０は、システムのシグナルノイズ比を向上させるために、低周波数信号成分を検出して増幅するためである。

【0024】

高Qバンドパスフィルタ３０は、必要な低周波数信号をフィルタリングし、光変調器の低周波数方形波信号に入力する光検波信号を得、及び誤差信号を検出して増幅し、システムのシグナルノイズ比を向上させるためである。

【0025】

第１のレベル調整器４０は、信号出力がＡ／Ｄの入力範囲を満たすように位相の誤差信号に対してレベル調整を行うためである。

【0026】

マイクロプロセッサ５０は、スペースを節約するために、オンチップ１２ビット及びそれ以上のＡ／ＤとＤ／Ａを有するシングルチップコンピュータに選択してもよく、１つの低周波信号を生成して、ソフトウェア同期検波及びＰＩ調節アルゴリズムを完成するためである。

【0027】

第２のレベル調整器６０は、光変調器７０の直流バイアス（ＤＣ Ｂｉａｓ）全体制御範囲を満たす可能な電圧範囲をＤ／Ａに出力させるように、Ｄ／Ａ出力電圧の調整を完成するためである。

【0028】

光変調器７０は、入力データ信号に対して位相変調を行うためである。
それを実現する原理は下記の通りである。
１）具体的な応用において、システムは、レーザが発光してから変調器の光信号出力まで、時間が必要とするため、ミリ秒（ｍｓ）級オーダーの時間内に動作点を見つけてフィードバック制御を完成する必要があり、位相変調器動作点を見つけることは、図４に示すように、マイクロプロセッサ５０が１つの低周波数方形波信号を生成してＭＺ変調器のＤＣ ｂｉａｓピンに入力し、該信号を高速的なデータ信号に重ね合わせて一緒に光変調され、位相変調の光アイダイアグラムを得ることによって行われるものである。
２）ＰＤピンから出た光電流はトランスインピーダンス増幅器１０によって電圧信号に変換され、さらに低ノイズ増幅器２０によって増幅される。該電圧信号は、制御する必要がある低周波数部分、そして高周波数ノイズ及び直流の成分を含んでいるので、まず直流成分を隔離して、必要とする低周波数成分をフィルタリングすることが要求される。
３）該増幅した信号は、高Ｑ値バンドパスフィルタ３０によって低周波数信号をフィルタリングして、変調器の低周波数方形波信号ｆに入力するための光検波信号を得る。光検波信号の位相極性は、直流バイアスポイントの最適バイアスポイント（peakポイント又はnullポイント）に対する位置を反映し（立ち下がりにあるか立ち上がりにあるか）、光検波信号の振幅は最適バイアスポイントからずれる距離に正比例する。図５に示すように、最小点を例とする。
４）前記光検波信号は、第１のレベル調整器４０を介してマイクロプロセッサ５０のオンチップＡ／Ｄに入り、マイクロプロセッサ内部のソフトウェアによって同期検波され、ソフトウェア同期検波は、実際に光検波信号の位相極性と振幅の大きさの情報を利用して、マイクロプロセッサにおいてソフトウェアプログラミングによって光検波信号に対して基本波に対する同期検波を行い、誤差交流信号を得ることにより電気光学変調器の最適バイアスポイントを制御する。
５）マイクロプロセッサ５０はソフトウェアＰＩ調節によって、適正な積分定数を選択し、高速かつ安定した直流信号、つまり、該光変調器の最適動作点電圧が出力されるまでデジタル・アナログ変換Ｄ／Ａ回路を調整する。

【0029】

これでわかるように、上記のソフトウェアアルゴリズム処理によって、従来の全ハードウェア技術における誤差比較回路、積分回路、リセット回路及び監視回路が省略されている。これによって、精度を保証するとともに、周辺制御回路の複雑さとコストが低下し、制御プロセスの安定性と信頼性を効果的に向上させることができ、システム全体において光信号の変調と送信の性能を改善することに寄与している。

【0030】

具体的なプロセスは下記の通りである。変調器の内蔵ＰＤは、光信号を電流信号に変換し、該信号には変調器ＢＩＡＳポートから入力された低周波数信号ｆ成分が含まれ、適正なトランスインピーダンス増幅器１０を選択して、電流信号を処理可能な電圧信号に変換し、そして低ノイズ増幅器２０、及び高Ｑ値バンドパスフィルタ３０によって、より純粋な低周波数基本波信号を得て、さらに第１のレベル調整器４０によって該信号をマイクロプロセッサのオンチップＡ／Ｄの処理可能な電圧範囲に調整する。

【0031】

それと共に、マイクロプロセッサ５０から低周波数方形波信号が送信され、第２のレベル調整器６０によって振幅の極めて小さい低周波数方形波信号に変換される。マイクロプロセッサ５０のＤ／Ａ出力を制御するための直流信号は、第２のレベル調整器６０によって変調器ＤＣ Ｂｉａｓ全体電圧制御範囲に変換される。それと共に、小振幅の低周波数方形波信号と、Ｄ／Ａ調節された直流電圧とが、第２のレベル調整器６０において重畳される。

【0032】

方形波信号に対して下記のように要求されている。第一、ディザ信号の振幅についてその大きさは、小さすぎてはだめであり、ＰＤによって検出されることを保証すべきであり、また、データ信号に影響を及ぼすほど大きすぎてもだめであり、一般的にはデータ信号の振幅の１％より小さいほうがよい。第二、低周波数信号の周波数は、変調信号のスペクトルに影響を及ぼしないとともにマイクロプロセッサのソフトウェアの処理速度を超えないように極めて小さいほど保証すべきであり、それとともに、該低周波数信号の周波数が低周波数ノイズと区別されないほど小さすぎてもだめであり、良好なシグナルノイズ比を保証するために、一般的には数ＫＨｚに選択する。第三、ソフトウェアが同期検波を実現することを保証するために、この低周波数信号を、デューティサイクルが５０％である方形波信号に選択し、対称性が高ければ高いほど好ましい。

【0033】

図６は本発明の実施例のソフトウェア同期検波部分の制御処理フローチャートであり、具体的には下記のステップを含む。

【0034】

ステップＳ６０１で、初期化し、マイクロプロセッサのＡ／ＤとＤ／Ａの初期値を設定し、低周波数方形波信号を送信させるように入出力（ＩＯ）インタフェースを制御する。

【0035】

ステップＳ６０２で、ＩＯインタフェースから送信された方形波の立ち上がりを、フィードバック信号をサンプリングするトリガー信号として、Ｎ回サンプリングして累加し、ｓｕｍ１を得る。それと共に、ステップＳ６０３を実行する。
ステップＳ６０３で、ＩＯインタフェースから送信された方形波の立ち下がりを、フィードバック信号をサンプリングするトリガー信号として、Ｎ回サンプリングして累加し、ｓｕｍ２を得る。

【0036】

ステップＳ６０４で、前半周期の累加和ｓｕｍ１と後半周期の累加和ｓｕｍ２とを減算して、誤差ｃｚを得る。

【0037】

図７は、本発明の実施例のソフトウェアのＰＩアルゴリズムに基づく制御処理フローチャートであり、具体的には下記のステップを含む。
ステップＳ７０１で、初期化し、Ｄ／Ａの初期値を設定する。
ステップＳ７０２で、同期検波を利用して誤差ｃｚを得る。
ステップＳ７０３で、前回設定したＤ／Ａ値を用いて同期検波誤差ｃｚ/積分定数Ｔと減算又は加算し、該値を従来のＤ／Ａ値として設定し、もし該値がＤ／Ａの設定可能な数値範囲を超えているとしたら、ソフトウェアが初期値にリセットする。減算と加算により、見つけるのはnullポイントであるかpeakポイントであるかが決められる。

【0038】

なお、本実施例の装置によって、同様にリアルタイム性と精確性に基づいて適正な積分定数Ｔを選択することができ、毎回の制御プロセスにおいて採用される積分定数Ｔも１つの固定値に限らずに、同期検波ｃｚの範囲に応じてより大きな積分定数を特定して、より安定した効果を得ることができ、これによって、最終的に特定されたバイアスポイントの的確性をさらに向上させる。

【0039】

図８は本発明の実施例のＭＺ変調器のバイアスポイント制御装置によって制御を行う処理フローチャートであり、具体的には下記のステップを含む。
ステップＳ８０１で、初期化し、マイクロプロセッサのＡ／ＤとＤ／Ａの初期値を設定し、低周波数方形波信号を送信させるようにＩＯインタフェースを制御し、nullポイント又はpeakポイントを見つける符号を設置する。
ステップＳ８０２で、ソフトウェアは同期検波を実現し、誤差ｃｚを得る。
ステップＳ８０３で、同期検波によって得られた誤差ｃｚに基づいてＰＩ調節演算を行い、Ｄ／Ａ値を出力して変調器のＤＣ Ｂｉａｓピンの電圧値を制御する。
ＭＺ変調器が高精度で長期間的に動作できることを保証するために、繰り返しをやめずに、又は一定の期間を遅延してステップＳ８０２とＳ８０３を繰り返すことができる。

【0040】

以上の実施方法の説明によれば、当業者は、本発明がソフトウェアに加えて必要なハードウェアプラットフォームを利用するように実現されることをはっきりわかることができ、このような理解に基づいて、本発明の技術案が背景技術に対する寄与は、ソフトウェア製品の形で体現することができ、該コンピュータソフトウェア製品が、記録媒体、例えば、ＲＯＭ／ＲＡＭ、磁気ディスク、光ディスク等に格納されることができ、若干の指令を含んで一台のコンピュータデバイス（パーソナルコンピュータ、サーバ、又はネットワークデバイスなどであってもよい）に本発明の各実施例又は実施例のある部分に記載の方法を実行させることができる。

【0041】

以上で説明したことは、単に本発明の好ましい実施例であり、本発明の保護範囲を限定するためではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】