技术领域

本发明涉及数字光纤传输系统技术领域， 尤其涉及一种提高眼图交叉点 稳定性的控制装置及方法。

背景技术

随着光通信技术的不断发展， 光收发合一模块已经越来越广泛地应用到 光纤通讯系统中， 光收发合一模块主要用于进行电 /光、 光 /电转换， 是光纤通 讯系统的关键技术之一， 其性能对光纤通讯系统性能指标有着重要影响 。 速 率为 40G或 40G以上的光纤通讯系统中的客户侧光收发合一 模块通常使用电 吸收调制激光器（Electro-absorption Modulated Laser, 简称 EML )装置 （此 装置为电吸收调制激光器与驱动器的组合装置 或者包含驱动器的电吸收调制 激光器） 完成电到光的转换， 激光器的光眼图指标， 如消光比、 交叉点等直 接影响信号在光纤中传输的距离和误码率， 对光收发合一模块的整体性能起 着非常重要的作用。

40G及 40G以上速率的激光器相比 10G速率的激光器其眼图抖动较大， 眼图裕量较小， 交叉点容易受温度或电源电压波动及激光器内 阻变化等因素 影响而发生漂移， 同时交叉点的位置改变会造成信号占空比改变 ， 抖动增大， 眼图上的釆样点更容易落进眼图模板中， 最终造成误码率升高。 发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种提高眼图 交叉点稳定性的控制装 置， 提高眼图交叉点稳定性。

为了解决上述技术问题， 本发明提供了一种提高眼图交叉点稳定性的控 制装置； 所述控制装置包括交叉点控制模块； 所述交叉点控制模块包括电压 设定单元和反馈控制单元； 所述电压设定单元设置为： 设定参考电压； 所述 反馈控制单元设置为： 对电吸收调制激光器输出眼图的交叉点对应的 交叉点 优选地， 上述控制装置还可以具有以下特点：

所述电压设定单元设置为： 将期望的交叉点稳定位置对应的电压设定为 初始参考电压。

优选地， 上述控制装置还可以具有以下特点：

所述控制装置还包括温度补偿模块； 所述温度补偿模块设置为： 根据检 测电吸收调制激光器的温度确定相对于所述初 始参考电压的补偿电压量并输 入至所述电压设定单元； 所述电压设定单元还设置为： 根据所述补偿电压量 调整当前的参考电压。

优选地， 上述控制装置还可以具有以下特点：

所述温度补偿模块包括温度检测单元和电压控 制单元； 所述温度检测及 转换单元设置为： 将与电吸收调制激光器的温度对应的电压量发 送至所述电 压控制单元； 所述电压控制单元设置为： 根据所述电压量计算电吸收调制激 光器的温度并根据电吸收调制激光器的温度计 算相对于所述初始参考电压的 补偿电压量。

优选地， 上述控制装置还可以具有以下特点：

所述反馈控制单元包括依次相连的误差控制器 、 可控电流源、 电流电压 变换器； 还包括连接在可控电流源和误差控制器的反向 输入端之间的反馈电 优选地， 上述控制装置还可以具有以下特点：

所述电吸收调制激光器为速率为 40G或 40G以上的电吸收调制激光器。 为了解决上述技术问题， 本发明还提供了一种提高眼图交叉点稳定性的 方法， 包括： 设定参考电压； 对电吸收调制激光器输出眼图的交叉点对应的 交叉点电压进行反馈控制使交叉点电压与所述 参考电压的差值在预设范围 内。

优选地， 上述方法还可以具有以下特点：

将期望的交叉点稳定位置对应的电压设定为初 始参考电压。 优选地， 上述方法还可以具有以下特点：

根据检测电吸收调制激光器的温度确定相对于 所述初始参考电压的补偿 电压量； 根据所述补偿电压量调整当前的参考电压。

优选地， 上述方法还可以具有以下特点：

根据检测电吸收调制激光器的温度确定相对于 所述初始参考电压的补偿 电压量包括： 确定与电吸收调制激光器的温度对应的电压量 ， 根据所述电压 量计算电吸收调制激光器的温度并根据电吸收 调制激光器的温度计算相对于 所述初始参考电压的补偿电压量。

本发明实施例通过对激光器交叉点电压的反 馈控制， 可以抑制电吸收调 制激光器交叉点的漂移， 改善出光眼图抖动性能， 降低模块发送端的误码率， 从而提升光收发合一模块的整体性能。 附图概述

图 1是实施例中提高眼图交叉点稳定性的控制装� �的结构图；

图 2是实施例一中提高眼图交叉点稳定性的控制� �置的结构图； 图 3是实施例二中提高眼图交叉点稳定性的控制� �置的结构图； 图 4是交叉点温度补偿曲线；

图 5是交叉点控制电压 Vx与交叉点 Xp关系曲线。 本发明的较佳实施方式

提高眼图交叉点稳定性的控制装置包括交叉点 控制模块;交叉点控制模 块包括电压设定单元和反馈控制单元。 此控制装置可由现场可编程门阵列 ( Field Programmable Gate Array, FPGA ) 实现。

电压设定单元用于设定参考电压。

反馈控制单元用于对电吸收调制激光器输出眼 图的交叉点对应的交叉点 反馈控制单元可通过误差控制器实现对预设范 围的控制， 反馈控制单元 控制交叉点电压趋近于参考电压。

本发明中的电吸收调制激光器为速率为 40G或 40G以上的电吸收调制激 光器。

实施例一

在实施例一中， 电压设定单元将期望的交叉点稳定位置对应的 电压设定 为初始参考电压。 根据控制精度需要电压设定单元可釆用 8-12位的数字电位 器和电阻分压网络组成。

激光器内供电电源或是内阻的指数产生波动从 而影响交叉点电压 Vx发 生变化进而影响交叉点的位置产生漂移时， 本发明中反馈控制单元对电吸收 调制激光器的交叉点电压 Vx进行反馈控制使交叉点电压与所述参考电压� �� 差值在预设范围内， 对交叉点电压进行修正， 使交叉点电压稳定， 从而使交 叉点的位置稳定。

如图 2所示， 反馈控制单元包括依次相连的误差控制器、 可控电流源、 电流电压变换器； 还包括连接在可控电流源和误差控制器的反向 输入端之间 的反馈电路； 误差控制器的正向输入端用于输入电压

压。

误差控制 <L

值进行比较后， 通过输出的差量控制下级的可控电流源。 误差控制器可釆用 集成运放电路来实现。

可控电流源负责根据前级输出的差量大小输出 相应的驱动电流。 此可控 电流源可由三极管或 MOS管组成。

电流电压变换器负责将电流源输出的电流量转 换成电压量。

反馈电路负责将经由电流电压变换器和可控电 流源釆集到的反馈值输入 到误差控制器的反向输入端。 反馈电路可以电阻电容组成， 通过改变电阻和 电容的参数， 可以改善控制精度和响应速度。

在图 2所示结构下， 反馈电路将因激光器内供电电源或是内阻的指 数产 生波动导致的变化后的交叉点电压 Vx釆集到误差控制器的反向输入端 ,误差 电压的差值作为一个控制量控制可控电流源的 输出， 输出可控电流量， 电流 电压转换器将可控电流量转换为用于控制交叉 点电压 Vx的电压量，最终使交 叉点电压 Vx稳定在距离参考电压的预设范围内， 从而稳定交叉点位置。

实施例二

实施例二中控制装置还包括温度补偿模块。

温度补偿模块用于根据检测到的环境温度确定 相对于初始参考电压的补 偿电压量并输入至电压设定单元。

电压设定单元将期望的交叉点稳定位置对应的 电压设定为初始参考电 压， 并根据所述补偿电压量调整当前的参考电压。 根据控制精度需要电压设 定单元可釆用 8-12位的数字电位器和电阻分压网络组成。

实施例二中， 环境温度发生变化时导致电吸收调制激光器的 温度（即激 光器壳体的温度）相应发生变化， 导致交叉点的位置产生漂移但交叉点电压 Vx保持不变时，本发明中电压设定单元根据温� ��补偿模块提供的补偿电压量 调整当前的参考电压， 反馈控制单元进行反馈控制使交叉点电压与所 述当前 的参考电压的差值在预设范围内， 对交叉点电压进行修正， 补偿交叉点的位 置漂移， 从而使交叉点的位置稳定。

如图 3所示， 实施例二中反馈控制单元的结构与实施例一中 相同。 温度 补偿模块包括温度检测单元和电压控制单元。

温度检测及转换单元用于将与电吸收调制激光 器的温度对应的电压量

V _T 发送至电压控制单元。 温度检测及转换单元输出的电压量 V _T 随激光器壳 体的温度变化而变化。

电压控制单元用于根据温度检测及转换单元输 出的电压量 ν _τ 计算电吸 收调制激光器的温度， 并根据电吸收调制激光器的温度计算相对于所 述初始 参考电压的补偿电压量。

电压控制单元根据下式根据 V _T 计算电吸收调制激光器的壳体温度 Tc:

其中， Tl为表示环境温度的参数， 可人工设置 （例如设为 25度） ， VI 为当激光器温度为 T1时温度检测及转换单元计算得到的电压值。 a为温度检 测及转换单元固有的固定系数。

电压控制单元中使用的补偿算法由下式表示：

其中， ξ为补偿系数（此系数可使用经验值） ， Τ。为表示位于常温下的 激光器的壳体温度的参数， 可人工设置， Vx@T _Q 表示当激光器的温度为 T ₀ 时的电压 Vx的值。

Vx 电压随温度变化的偏移量为： AVx=Vx-Vx@T _Q = Tc-T _Q ;)。 为了补偿 激光器温度变化对交叉点位置的影响， 需补偿的电压量为 AVx。

电压设定单元中使用数字电位器时， 电压控制单元根据下式输出整数值

Ν作为补偿电压量控制此数字电位器：

其中， K为数字电位器的步进系数。

如图 3所示， 环境温度发生变化时导致电吸收调制激光器的 温度（即激 光器壳体的温度）相应发生变化， 导致交叉点的位置产生漂移但交叉点电压 Vx保持不变时，温度检测及转换单元通过检测� ��出与电吸收调制激光器的温 度对应的电压量 V _T , 电压控制单元计算得到 Tc,并进一步计算出电压设定单 元中数字电位器的调整值 N, 电压设定单元进行相应的电压调整， 反馈控制 单元根据电压设定单元输出的调整后的电压控 制交叉点电压 Vx,使交叉点电 压 Vx的变化补偿激光器温度的改变， 从而稳定交叉点位置。

如图 4所示的交叉点温度补偿曲线中表示了在进行� �度补偿过程中激光 器温度 Tc与交叉点电压 Vx的对应关系。 如图 5所示是本发明中交叉点电压 的变化对交叉点位置影响的关系。 通过图 4和图 5可知， 釆用本发明可将激 光器从 -5度〜 80度温度范围内的眼图交叉点变化量稳定在 1%以内。

提高眼图交叉点稳定性的方法包括： 设定参考电压； 对电吸收调制激光 器输出眼图的交叉点对应的交叉点电压进行反 馈控制使交叉点电压与所述参 考电压的差值在预设范围内。

设定参考电压时， 将期望的交叉点稳定位置对应的电压设定为初 始参考 电压。

对电吸收调制激光器的交叉点电压进行反馈控 制使交叉点电压与所述参 考电压的差值在预设范围内时， 具体的， 根据检测电吸收调制激光器的温度 确定相对于所述初始参考电压的补偿电压量； 根据所述补偿电压量调整当前 的参考电压。

根据检测电吸收调制激光器的温度确定相对于 所述初始参考电压的补偿 电压量具体包括： 确定与电吸收调制激光器的温度对应的电压量 ， 根据所述 电压量计算电吸收调制激光器的温度并根据电 吸收调制激光器的温度计算相 对于所述初始参考电压的补偿电压量。

本方法中具体的实现过程与上述装置描述中对 应相同。

本发明通过稳定交叉点位置， 可以进一步提高眼图裕量， 降低误码率。 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本申请中的实施例及实施例中的特 征可以相互任意组合。 当然， 本发明还可有其他多种实施例， 在不背离本发明精神及其实质的 但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附 的权利要求的保护范围。 本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全 部或部分步骤可通过程序 来指令相关硬件完成， 所述程序可以存储于计算机可读存储介质中， 如只读 存储器、 磁盘或光盘等。 可选地， 上述实施例的全部或部分步骤也可以使用 一个或多个集成电路来实现。 相应地， 上述实施例中的各模块 /单元可以釆用 硬件的形式实现， 也可以釆用软件功能模块的形式实现。 本发明不限制于任 何特定形式的硬件和软件的结合。

工业实用性 本发明实施例通过对激光器交叉点电压的反馈 控制， 可以抑制电吸收调 制激光器交叉点的漂移， 改善出光眼图抖动性能， 降低模块发送端的误码率， 从而提升光收发合一模块的整体性能。