一种基于MZM调制器的工作点自动锁定方法及光模块与流程

本发明属于光通信，具体涉及一种基于mzm调制器的工作点自动锁定方法及光模块。

背景技术：

1、随着技术发展，dwdm 50ghz系统的波长已有96个，由于系统需要提供保护倒换，每个光模块的备份必须由对应波长的光模块进行替换，如此导致备份dwdm光模块数量增加，带来运营商运营成本上升；另外，由于普通dwdm光模块波长是固定的，备份使得固定波长dwdm光模块的备货难度增加，难以预测具体通道的备货数量。为此，波长可调光模块应运而生，可调光模块即在同一个光模块上通过配置输出不同波长的dwdm光模块，系统设备根据应用场景可灵活选择配置光模块的波长。

2、当前波长可调光模块大都采用mzm调制器进行信号调制，为保证调制后光眼图、光功率、消光比、交叉点等参数满足传输要求，全温范围都需要找到对应的mzm工作点。如一种波长可调光模块，一共有96个通道，每个通道三温下都有不同的mzm工作点。常规的工作点寻找方式是在分别在低温、常温、高温下调节mzm调制器的mz_phase_bias电流或者heater电压，确定三个温度下的最佳点，将最佳点下mzm调制器的mz_phase_bias电流或者heater电压做成查找表形式。采用查找表的方式确定工作点，可以保证当前在低温、常温、高温下工作在最佳点，但是中间温度实际上的最佳工作点可能会与查找表确定的最佳点有部分偏差，同时随着器件的老化，之前确定的最佳工作点会整体发生偏差，从而使眼图的各项参数出现劣化，影响传输性能。

3、且常规方案由于需要在三温调节mz_phase_bias确定最佳工作点，特别是对于有96的通道的可调模块，三温下每个通道都进行调节，非常耗费工时。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种基于mzm调制器的工作点自动锁定方法及光模块，该方法可自动寻找到最佳工作点，并且随着器件的老化，工作点可实时进行调整，保证输出眼图质量，同时不需要在三温下手动寻找最佳点，节约生产工时。

2、本发明的技术方案是这样实现的：本发明公开了一种光模块，包括电源管理电路、主控制电路、信号处理电路、电接口电路、光接收组件以及光发射组件，所述电源管理电路用于给整个光模块供电，所述电接口电路、主控制电路、光发射组件、光接收组件与信号处理电路电连接，所述主控制电路用于控制信号处理电路，分别将信号处理电路的输出幅度设置值设置为a1+δ和a1，并对应采集光发射组件的mzm调制器后端用于监控其输出光大小的mpd的采样值b1和采样值b2，判断b1-b2是否在设定的范围内，当b1-b2不在设定的范围内时，通过步进调节mzm heater电流mz_phase_bias，使b1-b2在设定的范围内，使mzm调制器工作在最佳点。

3、进一步地，本发明的光模块还包括缓启动电路，所述缓启动电路的输入端与电接口电路连接，缓启动电路的输出端与电源管理电路的输入端连接。

4、进一步地，主控制电路与电源管理电路相连，用于对电源管理电路中电流和电压进行控制。

5、进一步地，本发明的光模块还包括tec驱动电路，所述tec驱动电路与主控制电路连接，所述主控制电路用于对tec驱动电路输出到tec的电流进行管理。

6、进一步地，所述光发射组件包括激光器、光栅、光放大器、mzm调制器，所述光栅用于从激光器发出的光中筛选出特定波长的光，所述光放大器用于将光栅筛选出的光进行放大，并输出给mzm调制器。

7、进一步地，所述主控制电路包括mcu模块，所述mcu模块用于控制vdac芯片输出dac值经过运放和三极管转化成ld电流后作用于激光器，使激光器发光；

8、所述mcu模块用于控制vdac芯片输出dac值，并经过运放放大后输出电流到可调光栅中，用于筛选出特定波长的光；

9、所述mcu模块用于控制vdac芯片输出dac值，并经过运放和三极管转化成soa电流后作用于光放大器，将光栅筛选出的光进行放大；

10、所述mcu模块用于控制vdac芯片输出dac值，并经过运放放大后输出vp和vn两个负压作用于mzm调制器，保证mzm调制器正常工作；

11、所述mcu模块用于控制vdac芯片输出dac值，并经过运放输出电流mz_phase_bias作用于mzm调制器，用于调整工作点。

12、进一步地，所述光发射组件还包括光学棱镜和mpd，所述光学棱镜用于将mzm调制器输出的光分成检测光和信号光，所述mpd用于接收检测光，并将光信号转化成电信号输出，所述主控制电路用于采集mpd输出的电信号。

13、进一步地，所述mpd用于将经过光照产生的电流在外部电路上形成电压供主控制电路采集转化成adc值；

14、所述主控制电路用于控制信号处理电路，将信号处理电路的输出幅度设置值增加到a1+δ时，读取mzm调制器后端的mpd的adc采样值b1；所述主控制电路用于控制信号处理电路，将信号处理电路的输出幅度设置值还原为a1时，读取mzm调制器后端的mpd的adc采样值b2。

15、本发明还公开了一种基于mzm调制器的工作点自动锁定方法，包括如下步骤：

16、s1)模块上电后加载默认的信号处理电路的输出幅度设置值a1与mzm heater电流mz_phase_bias；

17、s2)将信号处理电路的输出幅度设置值增加到a1+δ，读取mzm调制器后端用于监控其输出光大小的mpd的采样值b1；

18、将信号处理电路的输出幅度设置值还原为a1，读取mzm调制器后端用于监控其输出光大小的mpd的采样值b2；

19、s3)判断b1-b2是否在-a～a之间；

20、若-a≤b1-b2≤a，则mz_phase_bias保持上一次的值不变，此时mzm调制器工作在最佳点，返回步骤s2)；

21、若b1-b2＜-a，则将mz_phase_bias减小δ，返回步骤s2)；

22、若b1-b2＞a，则将mz_phase_bias增加δ，返回步骤s2)。

23、进一步地，主控制电路通过控制信号处理电路，将信号处理电路的输出幅度设置值增加到a1+δ，并读取mzm调制器后端用于监控其输出光大小的mpd的adc采样值b1；主控制电路通过控制信号处理电路，将信号处理电路的输出幅度设置值还原为a1，并读取mzm调制器后端用于监控其输出光大小的mpd的adc采样值b2。

24、本发明至少具有如下有益效果：本发明提出的上述mzm工作点自动锁定方法，三温下模块会自动寻找到最佳工作点，无需手动调节，对于可调光模块的生产工时有极大的提升，并且对于器件老化所带来的工作点偏移问题，模块会重新将mz_phase_bias调节到最佳工作点上，使激光器输出的眼图参数最佳，保证输出性能。

技术特征：

1.一种光模块，其特征在于：包括电源管理电路、主控制电路、信号处理电路、电接口电路、光接收组件以及光发射组件，所述电源管理电路用于给整个光模块供电，所述电接口电路、主控制电路、光发射组件、光接收组件与信号处理电路电连接，所述信号处理电路用于输出调制信号加载到光发射组件的mzm调制器，所述主控制电路用于控制信号处理电路，分别将信号处理电路的输出幅度设置值设置为a1+δ和a1，并对应采集mzm调制器后端用于监控其输出光大小的mpd的采样值b1和采样值b2，判断b1-b2是否在设定的范围内，当b1-b2不在设定的范围内时，通过步进调节mzm heater电流mz_phase_bias，使b1-b2在设定的范围内，使mzm调制器工作在最佳点。

2.如权利要求1所述的光模块，其特征在于：还包括缓启动电路，所述缓启动电路的输入端与电接口电路连接，缓启动电路的输出端与电源管理电路的输入端连接；主控制电路与电源管理电路相连，用于对电源管理电路中电流和电压进行控制。

3.如权利要求1所述的光模块，其特征在于：所述信号处理电路采用cdr处理电路。

4.如权利要求1所述的光模块，其特征在于：还包括tec驱动电路，所述tec驱动电路与主控制电路连接，所述主控制电路用于对tec驱动电路输出到tec的电流进行管理。

5.如权利要求1所述的光模块，其特征在于：所述光发射组件包括激光器、光栅、光放大器、mzm调制器，所述光栅用于从激光器发出的光中筛选出特定波长的光，所述光放大器用于将光栅筛选出的光进行放大，并输出给mzm调制器。

6.如权利要求5所述的光模块，其特征在于：所述主控制电路包括mcu模块，所述mcu模块用于控制vdac芯片输出dac值经过运放和三极管转化成ld电流后作用于激光器，使激光器发光；

7.如权利要求1或5所述的光模块，其特征在于：所述光发射组件还包括光学棱镜和mpd，所述光学棱镜用于将mzm调制器输出的光分成检测光和信号光，所述mpd用于接收检测光，并将光信号转化成电信号输出，所述主控制电路用于采集mpd输出的电信号。

8.如权利要求7所述的光模块，其特征在于：所述mpd用于将经过光照产生的电流在外部电路上形成电压供主控制电路采集转化成adc值；

9.一种基于mzm调制器的工作点自动锁定方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.如权利要求9所述的基于mzm调制器的工作点自动锁定方法，其特征在于：主控制电路通过控制信号处理电路，将信号处理电路的输出幅度设置值增加到a1+δ，并读取mzm调制器后端用于监控其输出光大小的mpd的adc采样值b1；主控制电路通过控制信号处理电路，将信号处理电路的输出幅度设置值还原为a1，并读取mzm调制器后端用于监控其输出光大小的mpd的adc采样值b2。

技术总结
本发明公开了一种基于MZM调制器的工作点自动锁定方法及光模块，该方法包括：模块上电后加载默认的信号处理电路的输出幅度设置值A1与MZM heater电流MZ_Phase_Bias；进入主循环后，将信号处理电路的输出幅度设置值增加到A1+Δ，读取MZM调制器后端用于监控其输出光大小的MPD的采样值B1；将信号处理电路的输出幅度设置值还原为A1，读取MZM调制器后端用于监控其输出光大小的MPD的采样值B2；判断B1‑B2是否在‑a～a之间；若‑a≤B1‑B2≤a，则MZ_Phase_Bias保持上一次的值不变，此时MZM调制器工作在最佳点；若B1‑B2＜‑a，则将MZ_Phase_Bias减小δ；若B1‑B2＞a，则将MZ_Phase_Bias增加δ，每次主循环都会按照上述步骤重复进行操作。该方法可自动寻找到最佳工作点，并且随着器件的老化，工作点可实时进行调整，保证输出眼图质量。

技术研发人员：张晟,李梓文,陈健,罗传能,杨兰兰
受保护的技术使用者：武汉华工正源光子技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12