超高速率超密集波分復用光信噪比監測方法及系統技術方案

本發明專利技術涉及一種光信噪比監測方法及裝置，尤其是涉及一種超高速率超密集波分復用光信噪比監測方法及裝置。本發明專利技術結合光放大器的本征ASE譜函數、由光放大器輸入端和輸出端得出的增益譜函數，通過本征ASE譜函數修正因子，實現本征ASE譜函數與增益譜函數的差異收斂，最終得出準確的本征ASE譜函數，然后通過最終本征ASE譜函數、放大器輸出光功率譜函數得出每通道的精確光信噪比值。通過采用本方法，可以實現超高速率超密集波分復用的光信噪比的準確監測，減小測試誤差。

Ultra high rate ultra dense wavelength division multiplexing optical signal to noise ratio monitoring method and system

The invention relates to an optical signal to noise ratio monitoring method and device, in particular to an ultra high rate ultra dense wavelength division multiplexing optical signal to noise ratio monitoring method and device. The invention combines the intrinsic spectrum of ASE optical amplifier optical amplifier by the spectral function, input and output of the gain, the eigen spectrum of ASE factor correction function, realize the difference of intrinsic ASE spectrum function and gain spectrum function convergence, finally obtains the accurate intrinsic ASE spectrum function, and then through the final sign the ASE spectrum function, obtain the accurate optical signal-to-noise ratio of each channel amplifier output optical power spectrum. By using this method, the optical signal to noise ratio (SNR) of ultra high rate ultra dense wavelength division multiplexing (DWDM) can be accurately monitored, and the test error can be reduced.

【技術實現步驟摘要】
超高速率超密集波分復用光信噪比監測方法及系統
本專利技術涉及一種光信噪比監測方法及系統，尤其是涉及一種超高速率超密集波分復用光信噪比監測方法及系統。
技術介紹
隨著業務流量的急劇增加，原先2.5G、10G和40G速率的業務已慢慢滿足不了當前的應用需求，100G已規模化商用，200G和400G業務已經開始逐步商用中，同時通過采用減小通道之間的間隔來增加通道數可以顯著增加系統傳輸容量，當前應用較多的通道間隔有100GHz(對應為0.8nm)間隔和50GHz(對應為0.4nm)間隔，37.5GHz(對應為0.3nm)間隔也已經開始逐步商用。光信噪比OSNR，是最為波分復用系統的關鍵性能指標之一，可以非常直觀明確的反應信號光的傳輸質量，它能較好地評估業務經過傳輸信道后的傳輸質量。對于200G和400G業務，當通道間隔低于50GHz(對應為0.4nm)間隔時，經過光放大器放大后，相鄰通道的光譜會重疊，此時監測的ASE噪聲功率誤差非常大，尤其是高速率和通道間隔小的業務誤差更大。傳統的檢測光信噪比OSNR的方法是帶內信號與帶外ASE噪聲來計算出OSNR。帶內信號的光功率是通道帶內總功率減去帶內ASE噪聲光功率，其中帶內ASE噪聲光功率是通過關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務，這兩種方法都有一定的誤差。另外對于非偏振復用的高速率業務，可以通過偏振分解的方法進行測試，誤差較小，但最大缺點是只能監測非偏振復用的業務光，而對于200G和400G業務的信號光，都是基于偏振復用的，所以該方法不適用。
技術實現思路
鑒于上述問題，本專利技術的目的在于提出了一種超高速率超密集波分復用的光信噪比精準監測的方法和裝置，結合傳統的OSNR檢測方法，通過引入本征ASE譜函數、信號增益函數的差異收斂，最終能精確計算出信號的通道內ASE噪聲。本專利技術的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種超高速率超密集波分復用光信噪比監測方法，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，以帶內信號和帶外信號為單位，分別計算其對應的Ri。即：帶內信號通道i的12.5GHz帶寬光功率與帶內信號通道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，當所述差異值與差異平均值的偏差大于誤差閾值時，以預設的修正因子調整本征ASE譜的100GHz帶寬及12.5GHz帶寬的光功率，重復步驟1-3直至偏差小于所述誤差閾值；步驟4，基于本征ASE噪聲函數和放大器輸出端光譜計算光信噪比。作為優選，上述的一種超高速率超密集波分復用光信噪比監測方法，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。作為優選，上述的一種超高速率超密集波分復用光信噪比監測方法，所述步驟2具體包括：步驟2.1，接入信號光，獲取放大器輸入側的光譜函數H(λ)、輸出側的光譜函數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是放大器的輸入側的分光比。作為優選，上述的一種超高速率超密集波分復用光信噪比監測方法，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)作為優選，上述的一種超高速率超密集波分復用光信噪比監測方法，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)。作為優選，上述的一種超高速率超密集波分復用光信噪比監測方法，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用光信噪比監測系統，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，當所述差異值與差異平均值的偏差大于誤差閾值時，以預設的修正因子調整本征ASE譜的100GHz帶寬及12.5GHz帶寬的光功率，重復調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噪聲函數和放大器輸出端光譜計算光信噪比。因此，本專利技術具有如下優點：通過本征ASE譜函數、信號增益函數的差異收斂，最終能精確計算出信號的通道內ASE噪聲，能更精準的計算出通道光信噪比，從而能實現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測流程圖；圖2是本方案的測試結構圖；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是傳統測試方法圖。具體實施方式下面通過實施例，并結合附圖，對本專利技術的技術方案作進一步具體的說明。實施例：為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。為了說明本專利技術所述的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。圖1示出了本專利技術提出的光信噪比準確監測的測試流程。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和監控口3c的光功率Pase3c。并得出監控口3c的ASE本征光譜函數F(λ)，并得出非信號通道0的100GHz(對應為0.8nm)帶寬的ASE光功率信號通道1的100GHz(對應為0.8nm)的ASE光功率一直到非信號通道9的100GHz(對應為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本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超高速率超密集波分復用光信噪比監測方法，其特征在于，包括：步驟1，確定放大器輸出的本征ASE譜，按信號通道、非信號通道為單位分別計算其對應的12.5GHz帶寬與100GHz帶寬光功率比值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，當所述差異值與差異平均值的偏差大于誤差閾值時，以預設的修正因子調整本征ASE譜的100GHz帶寬及12.5GHz帶寬的光功率，重復步驟1?3直至偏差小于所述誤差閾值；步驟4，基于本征ASE噪聲函數和放大器輸出端光譜計算光信噪比。

【技術特征摘要】
1.一種超高速率超密集波分復用光信噪比監測方法，其特征在于，包括：步驟1，確定放大器輸出的本征ASE譜，按信號通道、非信號通道為單位分別計算其對應的12.5GHz帶寬與100GHz帶寬光功率比值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，當所述差異值與差異平均值的偏差大于誤差閾值時，以預設的修正因子調整本征ASE譜的100GHz帶寬及12.5GHz帶寬的光功率，重復步驟1-3直至偏差小于所述誤差閾值；步驟4，基于本征ASE噪聲函數和放大器輸出端光譜計算光信噪比。2.根據權利要求1所述的一種超高速率超密集波分復用光信噪比監測方法，其特征在于，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。3.根據權利要求2所述的一種超高速率超密集波分復用光信噪比監測方法，其特征在于，所述步驟2具體包括：步驟2.1，接入信號光，獲取放大器輸入側的光譜函數H(λ)、輸出側的光譜函數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...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄒恒，
申請(專利權)人：鄒恒，
類型：發明
國別省市：重慶,50