本發(fā)明涉及一種光信噪比監(jiān)測方法及系統(tǒng)，尤其是涉及一種超高速率超密集波分復(fù)用光信噪比監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著業(yè)務(wù)流量的急劇增加，原先2.5g、10g和40g速率的業(yè)務(wù)已慢慢滿足不了當(dāng)前的應(yīng)用需求，100g已規(guī)?；逃茫?00g和400g業(yè)務(wù)已經(jīng)開始逐步商用中，同時通過采用減小通道之間的間隔來增加通道數(shù)可以顯著增加系統(tǒng)傳輸容量，當(dāng)前應(yīng)用較多的通道間隔有100ghz(對應(yīng)為0.8nm)間隔和50ghz(對應(yīng)為0.4nm)間隔，37.5ghz(對應(yīng)為0.3nm)間隔也已經(jīng)開始逐步商用。

光信噪比osnr，是最為波分復(fù)用系統(tǒng)的關(guān)鍵性能指標(biāo)之一，可以非常直觀明確的反應(yīng)信號光的傳輸質(zhì)量，它能較好地評估業(yè)務(wù)經(jīng)過傳輸信道后的傳輸質(zhì)量。對于200g和400g業(yè)務(wù)，當(dāng)通道間隔低于50ghz(對應(yīng)為0.4nm)間隔時，經(jīng)過光放大器放大后，相鄰?fù)ǖ赖墓庾V會重疊，此時監(jiān)測的ase噪聲功率誤差非常大，尤其是高速率和通道間隔小的業(yè)務(wù)誤差更大。

傳統(tǒng)的檢測光信噪比osnr的方法是帶內(nèi)信號與帶外ase噪聲來計算出osnr。帶內(nèi)信號的光功率是通道帶內(nèi)總功率減去帶內(nèi)ase噪聲光功率，其中帶內(nèi)ase噪聲光功率是通過關(guān)閉該通道測試出來的，或者通過左右兩邊取平均值估算出來，對于高速率和通道間隔小的業(yè)務(wù)，這兩種方法都有一定的誤差。

另外對于非偏振復(fù)用的高速率業(yè)務(wù)，可以通過偏振分解的方法進(jìn)行測試，誤差較小，但最大缺點(diǎn)是只能監(jiān)測非偏振復(fù)用的業(yè)務(wù)光，而對于200g和400g業(yè)務(wù)的信號光，都是基于偏振復(fù)用的，所以該方法不適用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提出了一種超高速率超密集波分復(fù)用的光信噪比精準(zhǔn)監(jiān)測的方法和裝置，結(jié)合傳統(tǒng)的osnr檢測方法，通過引入本征ase譜函數(shù)、信號增益函數(shù)的差異收斂，最終能精確計算出信號的通道內(nèi)ase噪聲。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

一種超高速率超密集波分復(fù)用光信噪比監(jiān)測方法，包括：

步驟1，確定放大器輸出的本征ase譜，并計算信號通道和非信號通道的12.5ghz帶寬與100ghz帶寬光功率比值ri；此處，以帶內(nèi)信號和帶外信號為單位，分別計算其對應(yīng)的ri。即：帶內(nèi)信號通道i的12.5ghz帶寬光功率與帶內(nèi)信號通道i的100ghz帶寬光功率的比值ri；帶外非信號通道i的12.5ghz帶寬光功率與帶外非帶內(nèi)信號通道i的100ghz帶寬光功率的比值ri；

步驟2，基于放大器的輸入和輸出信號譜計算得到信號增益譜；

步驟3，確定信號增益譜和本征ase譜的差異值和差異平均值，當(dāng)所述差異值與差異平均值的偏差大于誤差閾值時，以預(yù)設(shè)的修正因子調(diào)整本征ase譜的100ghz帶寬及12.5ghz帶寬的光功率，重復(fù)步驟1-3直至偏差小于所述誤差閾值；

步驟4，基于本征ase噪聲函數(shù)和放大器輸出端光譜計算光信噪比。

作為優(yōu)選，上述的一種超高速率超密集波分復(fù)用光信噪比監(jiān)測方法，所述步驟1中，信號通道和非信號帶寬的12.5ghz帶寬光功率pasecib與100ghz帶寬光功率pasecia的比值ri基于下式獲得：

式中，λi是第i通道的波長，pasecib是在光放大器無輸入光時，其輸出端第i路的12.5ghz帶寬的ase光功率，pasecia是在光放大器無輸入光時，其輸出端第i路的100ghz帶寬ase光功率。

作為優(yōu)選，上述的一種超高速率超密集波分復(fù)用光信噪比監(jiān)測方法，所述步驟2具體包括：

步驟2.1，接入信號光，獲取放大器輸入側(cè)的光譜函數(shù)h(λ)、輸出側(cè)的光譜函數(shù)s(λ)，計算第i路輸入端的100ghz帶寬光功率psinia：

輸出端的100ghz帶寬光功率psoutib：

步驟2.2，計算第i路信號通道的100ghz帶寬ase光功率pasei-t：

pasei-t＝(pasecia*psout0b)/(pasec0a*rout)，式中，rout是放大器的輸出側(cè)的分光比，pasecia是放大器無輸入光條件下第i通道的100ghz帶寬的ase光功率；pasec0a是放大器無輸入光條件下第0通道的100ghz帶寬光功率；；psout0b是放大器有輸入光條件下輸出端第0通道的100ghz帶寬光功率；

步驟2.3，計算第i路信號通道的12.5ghz帶寬ase噪聲功率pasei-t＝pasei-t*ri；

步驟2.4，基于下式計算第i通道的信號增益：

gaini＝10log10[(psoutib-pasei-t)/rout]-10log10(psinia*rin)，rin是放大器的輸入側(cè)的分光比。

作為優(yōu)選，上述的一種超高速率超密集波分復(fù)用光信噪比監(jiān)測方法，所述步驟3中，基于下式計算益譜與ase譜的差異值和差異平均值：

δi＝gaini-10log10(pasecia)

作為優(yōu)選，上述的一種超高速率超密集波分復(fù)用光信噪比監(jiān)測方法，所述步驟4中，信號帶寬i的光信噪比osnr為：

osnri＝10log10(psoutib-pasei-t)-10log10(pasei-t*ri)。

作為優(yōu)選，上述的一種超高速率超密集波分復(fù)用光信噪比監(jiān)測方法，所述步驟3中，修正因子：ki＝0.1，誤差閾值為0.2db。

一種超高速率超密集波分復(fù)用光信噪比監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

光功率比值確定模塊，確定放大器輸出的本征ase譜，并計算計算信號通道和非信號通道的12.5ghz帶寬與100ghz帶寬光功率比值ri；

增益譜確定模塊，基于放大器的輸入和輸出信號譜計算得到信號增益譜；

迭代修正模塊，確定信號增益譜和本征ase譜的差異值和差異平均值，當(dāng)所述差異值與差異平均值的偏差大于誤差閾值時，以預(yù)設(shè)的修正因子調(diào)整本征ase譜的100ghz帶寬及12.5ghz帶寬的光功率，重復(fù)調(diào)用光功率比值確定模塊、增益譜確定模塊直至偏差小于所述誤差閾值；

信噪比確定模塊，基于本征ase噪聲函數(shù)和放大器輸出端光譜計算光信噪比。

因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：通過本征ase譜函數(shù)、信號增益函數(shù)的差異收斂，最終能精確計算出信號的通道內(nèi)ase噪聲，能更精準(zhǔn)的計算出通道光信噪比，從而能實(shí)現(xiàn)光信噪比的精確測試，減少誤差。

附圖說明

圖1是本方案光信噪比監(jiān)測流程圖；

圖2是本方案的測試結(jié)構(gòu)圖；

圖3是輸入信號光功率圖；

圖4是ase噪聲譜曲線圖；

圖5是輸出端光功率譜圖；

圖6是傳統(tǒng)測試方法圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。

實(shí)施例：

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

為了說明本發(fā)明所述的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來進(jìn)行說明。

圖1示出了本發(fā)明提出的光信噪比準(zhǔn)確監(jiān)測的測試流程。

第一步，在光放大器無輸入光的情況下，將泵浦激光器打開使得放大器工作，分別測試出輸出端直通口3b的光功率pase3b和監(jiān)控口3c的光功率pase3c。并得出監(jiān)控口3c的ase本征光譜函數(shù)f(λ)，并得出非信號通道0的100ghz(對應(yīng)為0.8nm)帶寬的ase光功率信號通道1的100ghz(對應(yīng)為0.8nm)的ase光功率一直到非信號通道9的100ghz(對應(yīng)為0.8nm)的ase光功率其中通道0和通道9為非信號通道；通道01至通道8均為信號通道

同時得出帶外非信號通道0的12.5ghz(對應(yīng)為0.1nm)帶寬的ase光功率信號通道1的12.5ghz(對應(yīng)為0.1nm)帶寬的ase光功率一直到帶外非信號通道9的12.5ghz(對應(yīng)為0.1nm)帶寬的ase光功率

得出每一個通道的12.5ghz與100ghz的功率比，通道信號通道0的12.5ghz(對應(yīng)為0.1nm)帶寬光功率與100ghz(對應(yīng)為0.8nm)帶寬的光功率比為通道i的12.5ghz(對應(yīng)為0.1nm)帶寬與100ghz(對應(yīng)為0.8nm)帶寬的功率比為

第二步，接入信號光，通過光放大器的輸入側(cè)的分光比為rin的分光器監(jiān)測輸入信號光譜，通過數(shù)字信號處理，得出光譜函數(shù)h(λ)，并得出信號通道1的100ghz(對應(yīng)為0.8nm)帶寬的信號光功率通道2的100ghz(對應(yīng)為0.8nm)帶寬的信號光功率一直到信號通道8的100ghz(對應(yīng)為0.8nm)帶寬的信號光功率

第三步，通過光放大器的輸出側(cè)的分光比為rout的分光器監(jiān)測輸入信號光譜，通過數(shù)字信號處理，得出光譜函數(shù)s(λ)，并得出帶外非信號通道0的100ghz(對應(yīng)為0.8nm)的光功率信號通道1的100ghz(對應(yīng)為0.8nm)帶寬的信號光功率一直到帶外非信號通道9的100ghz(對應(yīng)為0.8nm)帶寬的信號光功率

第四步，通過數(shù)字信號處理，信號通道1的100ghz(對應(yīng)為0.8nm)帶寬的ase光功率為：

pase1-t＝(pasec1a*psout0b)/(pasec0a*rout)

一直到信號通道8的100ghz(對應(yīng)為0.8nm)帶寬的ase光功率為：

pase8-t＝(pasec8a*psout9b)/(pasec9a*rout)

第五步，通過數(shù)字信號處理，信號通道1的12.5ghz(對應(yīng)為0.1nm)帶寬的ase光功率為：

pase1-t＝pase1-t*r1

一直到信號通道8的12.5ghz(對應(yīng)為0.1nm)帶寬的ase光功率為：

pase8-t＝pase8-t*r8

第六步，通過數(shù)字信號處理計算出每一信號通道的增益值，第i通道的信號增益為：gaini＝10log10[(psoutib-pasei-t)/rout]-10log10(psinia*rin)

確定增益譜與ase譜的差異值和差異平均值：

δi＝gaini-10log10(pasecia)

當(dāng)增益譜與ase譜的差異值和差異平均值的誤差值δi-δavg-i大于0.2db，給出該通道ase本征光譜的修正因子：ki＝0.1，

第七步，將第一步的100ghz(對應(yīng)為0.8nm)帶寬光功率pasecia調(diào)整為pasecia-ki；12.5ghz(對應(yīng)為0.1nm)帶寬光功率pasecib調(diào)整為pasecib-ki。重復(fù)第一步至第六步，直至增益譜與ase譜的誤差值收斂，誤差值小于0.2db。

第八步(s104)，根據(jù)第七步最終收斂的一系列數(shù)據(jù)，通過數(shù)字信號處理計算光信噪比osnr，信號通道1的光信噪比osnr為：

osnr1＝10log10(psout1b-pase1-t)-10log10(pase1-t*r1)

信號通道i的光信噪比osnr為：

osnri＝10log10(psoutib-pasei-t)-10log10(pasei-t*ri)

圖2示出了本方案的測試結(jié)構(gòu)圖。包括有輸入端的分光器1，其中1a為輸入端分光器輸入側(cè)；1b為輸入端分光器輸出側(cè)；1c為輸入端分光器分光測。輸入端分光器輸出側(cè)1b連接至光放大器2的輸入端2a，輸入端分光器分光測1c連接至輸入端光譜監(jiān)控單元4。光放大器2的輸出端2b連接至輸出端的分光器3的輸入側(cè)3a，輸出端分光器3的輸出側(cè)3b輸出放大后的信號光；輸出端分光器3的分光側(cè)3c連接至輸出端光譜監(jiān)控單元5。輸入端光譜監(jiān)控單元4和輸出端光譜監(jiān)控單元5均與數(shù)字信號處理模塊6相連接，其中輸入端光譜監(jiān)控單元4和輸出端光譜監(jiān)控單元5均接收光功率，數(shù)字信號處理模塊6進(jìn)行數(shù)字信號處理和計算。

圖3示出了輸入信號光功率譜。通過數(shù)字信號處理，可以得出光譜函數(shù)h(λ)，并得出信號通道i的100ghz(對應(yīng)為0.8nm)帶寬的信號光功率

圖4示出了光放大器的本征ase噪聲譜。該本征ase噪聲譜是在無信號光輸入時將泵浦打開形成的只包含噪聲的譜曲線。通過數(shù)字信號處理，可以得出ase本征光譜函數(shù)f(λ)，并得出通道i的100ghz(對應(yīng)為0.8nm)帶寬的ase光功率以及通道i的12.5ghz(對應(yīng)為0.1nm)帶寬的ase光功率并可以計算得出通道i的12.5ghz(對應(yīng)為0.1nm)帶寬與100ghz(對應(yīng)為0.8nm)帶寬的功率比為

圖5示出了光放大器的輸出端的光功率譜。該光功率譜是在有輸入信號時的光放大器的輸出端的譜曲線。包含有帶外0通道和帶外9通道的ase光功率，帶內(nèi)0-8通道的信號+ase噪聲功率，通過圖1所示的方法即可準(zhǔn)確計算出ase噪聲功率。

圖6示出了傳統(tǒng)的光信噪比測試方法。在傳統(tǒng)測試方法中，ase取得的光功率在真實(shí)底部噪聲的上方，導(dǎo)致假的ase值偏大，最終計算出來的光信噪比誤差較大。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳8通道實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。