对偏振复用信号的带内噪声和/或频谱变形测量的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明设及基于对信号的功率频谱密度的分析来确定表征光通信信号的质量参 数。更具体地，本发明设及对在光纤中传播的偏振复用光信号的表征。
【背景技术】
[0002] 为了最大化在规定的频谱带宽上所传输的信息内容，偏振复用（也称为"双偏 振"）正被越来越多地与新的传输格式一起使用。基本思想是：可W通过采用共享相同的光 信号带宽的两个正交偏振的承载数据的信号成分来高效地使频谱密度（方便地W比特/赫 兹化it/Hz)为单位来进行测量）加倍。通常，W大致相同的密度来传输运两个正交偏振的 成分，使得如从具有显著低于偏振复用信号的符号速率的电子检测带宽的测试和测量仪器 (如光谱分析仪（OSA)通常就是运种情况）中所见的那样高效地对总合成光进行非偏振。
[0003] 光信噪比（OSNR)是由光电信链路承载的信号的质量的常规可测量特征。在正常 和适当的操作条件下，光通信链路的OSNR通常较高，经常超过15地或20地或甚至更大。光 通信链路中的噪声的主导分量通常是非偏振的放大自发发射（AS巧噪声，运是由链路中的 光放大器造成的频谱宽带噪声源。
[0004] 加里皮（Gariepy)等人提出了一种使用信号的所获取的光谱曲线对偏振复用信 号上的噪声水平进行测量的方法（参见美国专利申请公开US 2012/0201533 Al,由本申请 人共同拥有并且通过引用结合于此）。此方法基于由参考信号所提供的承载数据的信号 成分的频谱整形的知识。基于此知识，W其他方式表现为在光谱曲线上合并到一起的承载 数据的信号成分和ASE噪声成分可W在数学上彼此区别开来。可W从例如在沿着相同的 光通信链路通常上游的不同的点处的参考信号的获取中导出信号成分的频谱整形的知识 (即参考信号源自相同的光发射器），其中，OSNR是已知的，或其中，可W认为信号没有ASE 噪声。此方法假设在光信号带宽内信号的频谱整形沿着该通信链路没有显著改变。因此， 运种参考信号的信号成分在频谱上代表受测信号的信号成分。 阳〇化]然而，主要由非线性效应（NLE)引起的频谱变形在使用偏振复用的新部署的情况 下已经变得更频繁，因为误码率度ER)的最佳性能是通过将在光纤内传播的功率增大到非 线性效应不再可W被忽略的程度而获得的。加里皮等人（在上述引文中）所提出的方法受 到经受NLE引起的频谱变形的信号的影响。因此，在B邸方面的总体系统性能不仅受到ASE 噪声水平的影响而且还受到运种非线性效应的影响（参见瓦肯迪奥（Vacondio)等人，"化 nonlinear distorsions of highly dispersive optical coherent systems"（关于高度 分散的光学相干系统的非线性失真），《光学快报》20卷，第2期，1022-1032页（2012))因 此，不能仅基于常规测量的ASE噪声水平来评估信号质量，因为适当的性能指标也应该为 NLE引起的失真负责。
[0006] 加里皮等人提出了一种在存在NLE引起的信号变形的情况下测量在偏振复用信 号上的噪声水平的方法（参见美国专利申请公开US 2014/0328586A1，由本申请人共同拥 有并且通过引用结合于此）。该方法基于对受测信号（SUT)的功率频谱密度的分析并且在 不存在显著噪声或频谱变形的情况下根据信号的频谱整形的知识来进行预测。同样，此知 识由参考光谱曲线提供。基于此知识并且假设ASE噪声水平在给定的频谱范围上在波长上 是大致恒定的（即，与信号成分变化相比，ASE噪声变化是可W忽略的），可W使用对SUT的 光谱曲线的光谱变化与参考光谱曲线的光谱变化的比较来估计SUT的信号成分的频谱变 形。
[0007] 然而，已经发现，运种方法在由光分/插复用器结合宽光谱光通信信号（诸如多种 RZ格式和脉冲整形的信号）导致的狭窄滤波的一些情况下（即，当光通信信号的光信号带 宽与ROADM的带宽相比要宽时）具有受限的性能。在此类情况下，分插滤波导致光通信信 号沿着通信链路的不可忽略的频谱变形（通常在信号的"两翼"中），运使得难W将ASE噪 声与NLE引起的频谱变形区别开来。
[0008] 因此，需要一种对经受NLE引起的和/或分插滤波引起的信号变形的偏振复用信 号进行表征的方法。
【发明内容】
[0009] 提供了一种将在偏振复用信号上的NLE引起的信号变形与ASE噪声区分开来的方 法，W便在NLE条件下测量OSNR和/或表征NLE引起的信号变形，该方法适用于在光纤中 传播的狭窄滤波的光通信信号。
[0010] 提供了一种将在偏振复用信号上的NLE引起的信号变形与ASE噪声区分开来的方 法，W便在NLE条件下测量OSNR和/或表征NLE引起的信号变形。根据一个方面，该方法 基于当（承载数据的）光通信信号部分地或完全地消失（仅ASE噪声）时W及当光通信信 号运载时对光谱曲线的获取。对在不同的条件下和/或在不同的日期所获取的多条曲线进 行比较允许对SUT上的信号成分、ASE噪声成分和NLE引起的变形进行区分。
[0011] 根据一个方面，所提出的方法基于在对受测光通信链路进行调试时的光谱曲线的 获取。在一个实施例中，在接收器端（或ASE噪声和/或NLE引起的变形有待在其中进行 评估的任何其他测试点）和发射器端均获取多条调试参考曲线，而在另一个实施例中，仅 在接收器端（或W上测试点）获取多条调试参考曲线。将多条调试曲线与在某个稍后日期 在接收器端的SUT上所获取的多条曲线进行比较允许对SUT上的信号成分、ASE噪声成分 和NLE引起的变形进行区分。
[0012] 仅在接收器端获取调试参考曲线的一些实施例可W提供对NLE引起的信号变形 在时间上的演进的测量（W指示随着时间的推移那些NLE是否已经改变，初始的NLE条件 是未知的）W及对ASE噪声的测量。
[0013] 在发射器端和接收器端均获取调试参考曲线的实施例（到合理的测量不确定性 内）除了对绝对ASE噪声的测量之外还可W提供对绝对NLE引起的信号变形的测量（通过 与相对测量形成对照，即，在时间上的演进）。
[0014] 所提出的方法的一些实施例提供了一种用于对光通信链路进行调试、维护、监测 和故障排除的"多合一"（并且互相关的）解决方案。
[0015] 因此，根据一个方面，提供了一种用于对由偏振复用光信号在光通信链路上的传 播产生的受测光信号（SUT)进行表征的方法，该SUT至少包括在光信号带宽内的承载数据 的信号成分和放大自发发射（AS巧噪声成分。在所述光通信链路上的测试点处并且在第一 时间，当所述光通信链路上的该偏振复用光信号在所述光信号带宽内运载时，获取所述偏 振复用光信号的第一调试光谱曲线A )，所述第一光谱曲线在至少包含所述光信号 带宽的一部分的频谱范围上延伸。在所述光通信链路上的所述测试点处并且在第二时间， 获取所述SUT的测试光谱曲线PsuT( A )，所述测试光谱曲线在至少包含所述光信号带宽的 所述部分的频谱范围上延伸。至少从所获取的测试光谱曲线Psut(人）和第一调试光谱曲线 Pu=OU (人）在所述频谱范围内估计W下各项中的至少一项：所述ASE噪声成分、该ASE噪声 成分在所述第一时间的所述光信号与在所述第二时间的所述受测信号之间的变化A Nasc和 /或该承载数据的信号成分在所述第一时间的所述光信号与在所述第二时间的所述受测信 号之间的相对信号变形A 入）。
[0016] 根据另一个方面，提供了一种在其上存储有计算机可读指令的非瞬态计算机可读 存储介质，运些指令当由计算机执行时使得该计算机执行一种用于对由偏振复用光信号在 光通信链路上的传播产生的受测光信号（SUT)进行表征的方法，该SUT至少包括在光信号 带宽内的承载数据的信号成分和放大自发发射（AS巧噪声成分。该方法包括：i)获得在 所述光通信链路上的测试点处并且在第一时间所获取的第一调试光谱曲线( A )，其 中，所述第一调试光谱曲线町A )在当该偏振复用光信号在所述光信号带宽内在所述 光通信链路上运载时被获取并且在至少包含所述光信号带宽的一部分的频谱范围上延伸； ii)获得在所述光通信链路上的所述测试点处并且在第二时间所获取的所述SUT的测试 光谱曲线Psut(人），其中，所述测试光谱曲线在至少包含所述光信号带宽的所述部分的频谱 范围上延伸；W及iii)至少从所获取的测试光谱曲线PsuT(^)和第一调试光谱曲线 ^入）在所述频谱范围内估计W下各项中的至少一项：所述ASE噪声成分、该ASE噪声成分 在所述第一时间的所述光信号与在所述第二时间的所述受测信号之间的变化A NaseW及该 承载数据的信号成分在所述第一时间的所述光信号与在所述第二时间的所述受测信号之 间的相对信号变形A 。
[0017] 根据另一个方面，提供了一种用于对由偏振复用光信号在光通信链路上的传播产 生的受测光信号（SUT)进行监测的方法。在所述光通信链路上的测试点处并且在第一时 间，当所述光通信链路上的该偏振复用光信号在所述光信号带宽内运载时，获取所述偏振 复用光信号的第一调试光谱曲线A )，所述第一光谱曲线在至少包含所述光信号带 宽的一部分的频谱范围上延伸，该偏振复用光信号至少包括在光信号带宽内的承载数据的 信号成分和放大自发发射（AS巧噪声成分。在所述光通信链路上的所述测试点处并且在第 二时间，获取所述SUT的测试光谱曲线PsuT( A )，所述测试光谱曲线在至少包含所述光信号 带宽的所述部分的频谱范围上延伸，所述SUT至少包括在光信号带宽内的承载数据的信号 成分和ASE噪声成分。至少从所获取的测试光谱曲线Psut(A)和第一调试光谱曲线 ^入）在所述频谱范围内估计该ASE噪声成分在所述第一时间的所述光信号与在所述第二 时间的所述受测信号之间的变化A Nase和/或该承载数据的信号成分在所述第一时间的所 述光信号与在所述第二时间的所述受测信号之间的相对信号变形A A )。
[0018] 另外，如果已知或先前（例如在调试时）已经表征了在发射器端与接收器端之间 的SUT上的由分插滤波所引起的信号变形Kp(A),那么在W后的任一日期，可W使用在发射 器端和接收器端所获取的多条运载光谱曲线来确定SUT上的ASE噪声和NLE引起的信号变 形A Knl sut ( ^ )中的任一项或两项。
[0019] 因此，根据另一个方面，提供了一种用于对由偏振复用光信号在光通信链路上的 传播产生的受测光信号（SUT)进行表征的方法，该SUT至少包括在光信号带宽内的承载数 据的信号成分和放大自发发射（AS巧噪声成分。在沿着所述光通信链路的源点处，当所述 光通信链路上的该偏振复用光信号在所述光信号带宽内在所述光通信链路上运载时，获取 第一调试光谱曲线PhA )，所述第一光谱曲线在至少包含所述光信号带宽的一部分的 频谱范围上延伸。在所述光通信链路上的所述源点下游的测试点处，获取所述SUT的测试 光谱曲线Psw(人），所述测试光谱曲线在至少包含所述光信号带宽的所述部分的频谱范围 上延伸。至少使用所述第一光谱曲线PhA )、所述测试光谱曲线Psut(人）W及对在所述 源点与所述测试点之间的所述SUT上的滤波引起的信号变形kp( A )的估计在所述频谱范 围内至少对W下各项中的至少一项进行估计：所述ASE噪声成分W及在所述第二时间在所 述源点与所述测试点之间的所述SUT上的由非线性效应引起的信号变形kwyuT(入）。
[0020] 根据一个实施例，在所述光通信链路上的所述源点处并且在所述第一时间，当该 偏振复用光信号在所述光信号带宽内在所述光通信链路上部分地消失时，获取第一调试光 谱曲线PhA )，所述第一调试光谱曲线在至少包含所述光信号带宽的一部分的频谱范 围上延伸；在所述光通信链路上的所述测试点处并且在所述第一时间，当在所述光通信链 路上的偏振复用光信号在所述光信号带宽内部分地消失时，获取第二调试光谱曲线 W (入），所述第二调试光谱曲线在至少包含所述光信号带宽的所述部分的频谱范围上延伸； W及通过将所述第二调试光谱曲线PKx_tl_PEU)与所述第一调试光谱曲线PTx_tl_PEa)进行 比较来估计所述源点与所述测试点之间的所述SUT上的所述滤波引起的信号变形kp( A )。 [002U 可W通过W下方式来估计频谱变形kwyuT( A):至少从所述第一光谱曲线 ^入）在所述频谱范围内估计所述承载数据的偏振复用光信号在所述第一时间并且在所述 源点处的第一频谱整形曲线Sh t(A)述过将所述第一光谱曲线Sh t(A)与所述滤波引起 的信号变形kp(A)相乘在所述频谱范围内计算参考频谱整形曲线;化及使用所述 参考频谱整形曲线Suef(A)将所述信号变形kwyuT(人）与所述测试光谱曲线PSUT(A)上 的所述ASE噪声成分Nase_su郝所述承载数据的信号成分S SUT U )区分开来。
[0022] 而且，根据进一步的方面，不需要调试获取。在运种情况下，在SUT有待被表征的 任何时间t，在接收器端获取两条光谱曲线，一条具有部分消失（即，低功率）的光通信信 号，并且一条具有完全（即，"正常"）的运载信号功率（即，SUT)。运两条曲线允许对在SUT 上的ASE噪声的表征并且假设部分消失的光通信信号不受NLE引起的变形的影响或受到可 忽略的NLE引起的变形影响，运两条相同的曲线也允许对NLE引起的变形A )进行表 征。
[0023] 因此，根据进一步的方面，提供了一种用于对由偏振复用光信号在光通信链路上 的传播产生的受测光信号（SUT)进行表征的方法，该SUT至少包括在光信号带宽内的承载 数据的信号成分和放大自发发射（AS巧噪声成分。在所述光通信链路上的测试点处，当所 述光通信链路上的偏振复用光信号在所述光信号带宽内部分消失时，获取低功率光谱曲线 所述低功率光谱曲线在至少包含所述光信号带宽的一部分的频谱范围上延伸。 仍然在所述光通信链路上的测试点处，获取所述SUT的测试光谱曲线Psw ( A )，所述测试光 谱曲线在至少包含所述光信号带宽的所述部分的频谱范围上延伸。至少从所获取的测试 光谱曲线Psw( ^ )和低功率光谱曲线町)，在所述频谱范围内对所述ASE噪声成分W 及所述SUT的所述承载数据的信号成分上的由非线性效应（NL巧所引起的信号变形 suT(^)中的至少一项进行估计。
[0024] 根据一个实施例，使用所述低功率光谱曲线Pkx_pe U )和所述测试光谱曲线 PsuT( ^ 1)来对SUT和低功率光谱曲线中至少一项的所述承载邀(据的信号成分的参考频频谱 整形状曲线Sw (A)进行估计；并且通过使用所述参考频谱整形曲线SfW (A)将所述ASE噪 声成分与测试光谱曲线P SUT a )和低功率光谱曲线中的至少一项上的所述承载数据 的信号成分Ssw(A)区分开来估计所述SUT上的所述ASE噪声成分和由非线性效应（NLE) 所引起的信号变形l%_suT( ^ )中的所述至少一项。
[0025] 根据进一步的实施例，通过对所述低功率光谱曲线IVpeU)和所述测试光谱曲线 PsutU )进行互减来估计所述参考光谱曲线SfW (入）。
[0026] 所述SUT上的由非线性效应所引起的信号变形kwyuT( A )可W被估计并且通过沿 着所述光通信链路在偏振复用光信号的源点与所述测试点之间传播来代表在所述SUT上 的绝对NLE引起的信号变形kwyuT ( A )。
[0027] 可W使用沿着所述光通信链路靠近在所述SUT的起源处的发射器所插入的衰减 设备来得到对所述光信号的部分消失。
[002引可W从由在所述SUT的所述承载数据的信号成分上的NLE所引起的所述信号变形 ^ )确定表征所述SUT的NLE引起的信号变形因子。
[0029] 根据另一个方面，提供了一种用于对由偏振复用光信号在光通信链路上的传播产 生的受测光信号（SUT)进行表征的测试系统，该SUT至少包括在光信号带宽内的承载数据 的信号成分和放大自发发射（AS巧噪声成分。该测试系统包括：
[0030] -衰减设备，该衰减设备有待连接到所述光通信链路上的偏振复用光信号的源点 处W便使所述偏振复用光信号临时地并且部分地消失；
[0031] -光谱分析仪设备，该光谱分析仪设备有待连接到所述光通信链路上的测试点，W 便：
[0032] 。获取所述SUT的测试光谱曲线Psut(A),所述测试光谱曲线在至少包含所述光 信号带宽的一部分的频谱范围上延伸；并且
[0033] O当使用所述衰减设备使所述光通信链路上的偏振复用光信号部分地消失时，获 取低功率光谱曲线w( A )，所述第一光谱曲线在至少包含所述光信号带宽的所述部分的 频谱范围延伸；W及
[0034] -处理模块，该处理模块被配置为用于至少从所获取的测试光谱曲线Psw( A )和 低功率光谱曲线^ )中在所述频谱范围内对所述ASE噪声分成分W及所述SUT上的 由非线性效应（NLE)引起的信号变形kwyuT(人）中的至少一项进行估计。
[0035] 在本说明书中，为了