本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種監(jiān)測(cè)光通信網(wǎng)絡(luò)色散的方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著人們對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的不斷增大，大容量高速光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)逐漸成為了信息傳輸?shù)闹饕较?。而光纖通信新技術(shù)的不斷革新，也促成了光纖傳輸距離在逐年倍增，光參量的好壞成為了衡量光纖通信系統(tǒng)的重要指標(biāo)。為了能更好實(shí)現(xiàn)對(duì)光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和監(jiān)測(cè)，有必要對(duì)網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)闹匾獏⒘窟M(jìn)行監(jiān)測(cè)，光性能監(jiān)測(cè)(Optical Performance Monitoring，OPM)隨光纖通信的發(fā)展得到人們更多的關(guān)注。在眾多參數(shù)中，光色散(Chromatic Dispersion，CD)是可反應(yīng)光網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)好壞的重要參量。

在光纖通信系統(tǒng)中，光色散是衡量光纖鏈路質(zhì)量的重要指標(biāo)，對(duì)于估算和測(cè)量系統(tǒng)具有重要的意義。光色散，指的是光波中各個(gè)頻率分量傳輸速率的差異。如圖1所示，光信號(hào)在光纖中是由不同的頻率成份攜帶的，這些不同的頻率成份通過(guò)同一介質(zhì)時(shí)有不同的傳播速度，這種現(xiàn)象就稱(chēng)為色散。在時(shí)間上表現(xiàn)為光脈沖在通過(guò)光纖傳播時(shí)，其波形在時(shí)間上發(fā)生了展寬并引起信號(hào)畸變?cè)斐墒д妫瑥亩鸾邮斟e(cuò)誤，限制了光纖的傳輸容量。色散與光纖長(zhǎng)度成線(xiàn)性關(guān)系，即光纖越長(zhǎng)，色散越大。在光纖通信系統(tǒng)傳輸?shù)闹虚g節(jié)點(diǎn)對(duì)CD進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以判斷光信號(hào)經(jīng)過(guò)的光纖長(zhǎng)度，或者，在已知光纖長(zhǎng)度的情況下，可以判斷出光纖的色散參數(shù)。這些監(jiān)測(cè)結(jié)果可以為光網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量評(píng)估提供一個(gè) 重要的判斷依據(jù)。

現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量色散的方法可以是脈沖時(shí)延法，該方法的具體實(shí)現(xiàn)可以是(該方法的實(shí)現(xiàn)如圖2所示)：

用一臺(tái)脈沖信號(hào)發(fā)生器去調(diào)制一個(gè)激光器，從激光器輸出的光信號(hào)通過(guò)分光鏡分為兩路。一路進(jìn)入被測(cè)光纖(由于色散作用，這一路的光脈沖信號(hào)被展寬)。另一路，不經(jīng)過(guò)被測(cè)光纖，直接進(jìn)入光監(jiān)測(cè)器和接收機(jī)。將兩路接收到的信號(hào)送入雙蹤示波器。從顯示出的脈沖波形上分別測(cè)得兩束光脈沖的寬度。假設(shè)輸入光纖和從光纖輸出的光脈沖波形都近似成高斯，用時(shí)域法測(cè)量經(jīng)光纖傳輸造成的脈沖展寬可以計(jì)算出光纖的色散。

脈沖時(shí)延法是通過(guò)測(cè)定不同波長(zhǎng)的窄光脈沖經(jīng)過(guò)光纖傳輸后的時(shí)延差，直接由定義式得出光纖色散系數(shù)的一種方法。這種方法是將已知形狀的窄脈沖(通常寬度為幾百ps)注入待測(cè)光纖，由于光纖的色散，光脈沖沿光纖傳輸后將會(huì)發(fā)生展寬，在光纖輸出端記錄下該展寬的光脈沖波形，由輸出脈沖寬度與輸入脈沖寬度的差值，就可以得出色散導(dǎo)致的脈沖展寬，從而根據(jù)展寬可以估計(jì)得出光纖加入的色散。

根據(jù)上述脈沖時(shí)延法的實(shí)現(xiàn)方式可知，通過(guò)該方法估計(jì)色散需要有原始脈沖的比對(duì)，在實(shí)際遠(yuǎn)距離傳輸應(yīng)用中難以實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種監(jiān)測(cè)光通信網(wǎng)絡(luò)色散的方法及裝置，本發(fā)明所提供的方法及裝置解決現(xiàn)有脈沖時(shí)延法在遠(yuǎn)距離傳輸應(yīng)用中難以實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。

第一方面，提供一種監(jiān)測(cè)光通信網(wǎng)絡(luò)色散的方法，該方法包括：

將待測(cè)信號(hào)與第一光信號(hào)進(jìn)行相干混頻得到第一模擬電信號(hào)；

將所述待測(cè)信號(hào)與第二光信號(hào)進(jìn)行相干混頻得到第二模擬電信號(hào)；其中， 所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)的中心頻率在所述待測(cè)信號(hào)的中心頻率兩邊，且所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)的中心頻率差等于波特率；

將所述第一模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的第一時(shí)域功率信號(hào)，將所述第二模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二時(shí)域功率信號(hào)；

確定所述第一時(shí)域功率信號(hào)和第二時(shí)域功率信號(hào)之間的時(shí)延值；

通過(guò)所述時(shí)延值與色散之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲得所述待測(cè)信號(hào)傳輸過(guò)程中的光纖色散。

結(jié)合第一方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，通過(guò)所述時(shí)延值與色散之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲得所述待測(cè)信號(hào)傳輸過(guò)程中的光纖色散包括：

根據(jù)所述時(shí)延值和公式確定所述待測(cè)信號(hào)傳輸過(guò)程中的光纖色散；其中，所述τ₀為所述兩個(gè)時(shí)域功率信號(hào)之間的時(shí)延值，所述T為所述待測(cè)信號(hào)的等效基帶信號(hào)的碼元寬度，λ為所述待測(cè)信號(hào)的中心頻率，c為光速。

結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，將所述第一模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的第一時(shí)域功率信號(hào)，將所述第二模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二時(shí)域功率信號(hào)包括:

對(duì)所述第一模擬電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理得到第一數(shù)字信號(hào)；對(duì)所述第二模擬電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理得到第二數(shù)字信號(hào)；

對(duì)所述第一數(shù)字信號(hào)每個(gè)時(shí)刻的值取模平方獲得所述第一時(shí)域功率信號(hào)；對(duì)所述第二數(shù)字信號(hào)每個(gè)時(shí)刻的值取模平方獲得所述第二時(shí)域功率信號(hào)。

結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，如果光信號(hào)是包括X偏振信號(hào)和Y偏振信號(hào)的信號(hào)，其中，X偏振信號(hào)和Y偏 振信號(hào)是正交的，該方法包括：

將所述X偏振信號(hào)和Y偏振信號(hào)分別作為所述待測(cè)信號(hào)與所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)進(jìn)行相干混頻，得到第一光信號(hào)對(duì)應(yīng)的X偏振模擬電信號(hào)Ux、第一光信號(hào)對(duì)應(yīng)的Y偏振模擬電信號(hào)Uy和第二光信號(hào)對(duì)應(yīng)的X偏振模擬電信號(hào)Lx；第二光信號(hào)對(duì)應(yīng)的Y偏振模擬電信號(hào)Ly；其中，Ux和Lx是X偏振態(tài)信號(hào)分別與所述第一光信號(hào)和第二光信號(hào)進(jìn)行相干混頻得到的信號(hào)；Uy和Ly是Y偏振態(tài)信號(hào)分別與所述第一光信號(hào)和第二光信號(hào)進(jìn)行相干混頻得到的信號(hào)；

則所述第一模擬電信號(hào)包括所述Ux和Uy，所述第二模擬電信號(hào)包括所述Lx和Ly。

第二方面，提供一種監(jiān)測(cè)光通信網(wǎng)絡(luò)色散的裝置，該裝置包括：

光信號(hào)源，用于產(chǎn)生第一光信號(hào)和第二光信號(hào)；其中，所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)的中心頻率在待測(cè)信號(hào)的中心頻率兩邊，且所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)的中心頻率差等于波特率；

第一相干接收機(jī)，所述第一相干接收機(jī)與所述光信號(hào)源相連，用于將待測(cè)信號(hào)與第一光信號(hào)進(jìn)行相干混頻得到第一模擬電信號(hào)；

第二相干接收機(jī)，所述第二相干接收機(jī)與所述光信號(hào)源相連，用于將所述待測(cè)信號(hào)與第二光信號(hào)進(jìn)行相干混頻得到第二模擬電信號(hào)；

信號(hào)處理器，所述信號(hào)處理器與所述第一相干接收機(jī)和第二相干接收機(jī)相連，用于將所述第一模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的第一時(shí)域功率信號(hào)，將所述第二模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二時(shí)域功率信號(hào)，并確定所述第一時(shí)域功率信號(hào)和第二時(shí)域功率信號(hào)之間的時(shí)延值；通過(guò)所述時(shí)延值與色散之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲得所述待測(cè)信號(hào)傳輸過(guò)程中的光纖色散。

結(jié)合第二方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述光信號(hào)源包括：

第一激光器，用于產(chǎn)生所述第一光信號(hào)；

第二激光器，用于產(chǎn)生所述第二光信號(hào)。

結(jié)合第二方面，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述光信號(hào)源包括：

一個(gè)激光源，用于產(chǎn)生光信號(hào)；

一個(gè)光電調(diào)制器和一個(gè)微波信號(hào)源，所述光電調(diào)制器的兩個(gè)輸入端分別連接所述激光源和所述微波信號(hào)源的輸出端，用于利用所述微波信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)對(duì)所述光信號(hào)進(jìn)行載波抑制調(diào)制產(chǎn)生所述第一光信號(hào)和第二光信號(hào)。

第三方面，提供一種監(jiān)測(cè)光通信網(wǎng)絡(luò)色散的裝置，該裝置包括：

相干接收模塊，用于將待測(cè)信號(hào)與第一光信號(hào)進(jìn)行相干混頻得到第一模擬電信號(hào)；將所述待測(cè)信號(hào)與第二光信號(hào)進(jìn)行相干混頻得到第二模擬電信號(hào)；其中，所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)的中心頻率在所述待測(cè)信號(hào)的中心頻率兩邊，且所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)的中心頻率差等于波特率；

轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述第一模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的第一時(shí)域功率信號(hào)，將所述第二模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二時(shí)域功率信號(hào)；

時(shí)延值確定模塊，用于確定所述第一時(shí)域功率信號(hào)和第二時(shí)域功率信號(hào)之間的時(shí)延值；

色散確定模塊，用于通過(guò)所述時(shí)延值與色散之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲得所述待測(cè)信號(hào)傳輸過(guò)程中的光纖色散。

結(jié)合第三方面，在第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，色散確定模塊具體用于根據(jù)所述時(shí)延值和公式確定所述待測(cè)信號(hào)傳輸過(guò)程中的光纖色散；其中，所述τ₀為所述兩個(gè)時(shí)域功率信號(hào)之間的時(shí)延值，所述T為所述待測(cè)信號(hào)的 等效基帶信號(hào)的碼元寬度，λ為所述待測(cè)信號(hào)的中心頻率，c為光速。

結(jié)合第三方面或第三方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述轉(zhuǎn)換確定模塊具體用于對(duì)所述第一模擬電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理得到第一數(shù)字信號(hào)；對(duì)所述第二模擬電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理得到第二數(shù)字信號(hào)；對(duì)所述第一數(shù)字信號(hào)每個(gè)時(shí)刻的值取模平方獲得所述第一時(shí)域功率信號(hào)；對(duì)所述第二數(shù)字信號(hào)每個(gè)時(shí)刻的值取模平方獲得所述第二時(shí)域功率信號(hào)。

上述技術(shù)方案中的一個(gè)或兩個(gè)，至少具有如下技術(shù)效果：

本發(fā)明實(shí)施例提供的色散檢測(cè)方法及裝置通過(guò)待測(cè)信號(hào)與特定的光信號(hào)進(jìn)行相干混頻得到待測(cè)光信號(hào)上下邊帶的兩個(gè)模擬電信號(hào)，再通過(guò)兩個(gè)模擬電信號(hào)之間的時(shí)延值確定色散，所以本實(shí)施例提供的方案與調(diào)制碼型無(wú)關(guān)，與波特率相關(guān)，所以算法簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中光信號(hào)在光纖中傳輸?shù)氖疽鈭D；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量色散的脈沖時(shí)延法的流程示意圖；

圖3a和圖3b為現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)射信號(hào)m1(t)的示意圖；

圖4a和圖4b為現(xiàn)有技術(shù)中信號(hào)m2(t)的示意圖；

圖5為現(xiàn)有技術(shù)中信號(hào)m3(t)的示意圖；

圖6為m1(f)和m2(f)加載到光波上的示意圖；

圖7為出現(xiàn)時(shí)間延遲的兩個(gè)信號(hào)做互相關(guān)的函數(shù)圖象；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種監(jiān)測(cè)光通信網(wǎng)絡(luò)色散的方法的信號(hào)處理示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種監(jiān)測(cè)光通信網(wǎng)絡(luò)色散的方法流程示意圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例中通過(guò)將兩個(gè)時(shí)域功率信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)確定兩個(gè)信 號(hào)之間的時(shí)延值的信號(hào)處理示意圖；

圖11為本發(fā)明實(shí)施例將待檢測(cè)光信號(hào)兩個(gè)偏振態(tài)的信號(hào)當(dāng)做兩個(gè)獨(dú)立的信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)處理示意圖；

圖12為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種監(jiān)測(cè)光通信網(wǎng)絡(luò)色散的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖13為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光信號(hào)源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14為本發(fā)明實(shí)施例提供的另外一種監(jiān)測(cè)光通信網(wǎng)絡(luò)色散的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為了方便理解本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供方法的實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行說(shuō)明，具體包括：

從發(fā)射機(jī)發(fā)射出來(lái)的光信號(hào)的時(shí)域形式可表示為：

從發(fā)射機(jī)發(fā)射出來(lái)的光信號(hào)的時(shí)域形式可表示為：

E_S(t)＝{[∑_ns_nδ(t-nT)]*p(t)}c(t)(其中，s_n為信號(hào)比特?cái)?shù)據(jù)，δ(t)為脈沖函數(shù)，p(t)為脈沖波形，c(t)為光載波,*代表卷積運(yùn)算)，T是信號(hào)的符號(hào)周期。令：

m₁(t)＝∑_ns_nδ(t-nT)

m₂(t)＝p(t)

m₃(t)＝c(t)；

其中，m₁(t)為發(fā)射信號(hào)的基帶形式，表現(xiàn)為周期為T(mén)的脈沖函數(shù)(如圖3a所示)，其頻域形式如圖3b所示，m₁(f)是周期為1/T的周期信號(hào)。

p(t)為脈沖波形，若p(t)取非歸零矩形波，則m₂(t)如圖4a所示的：m₂(t)對(duì)應(yīng)的頻域形式m₂(f)為圖4b所示，m₂(t)為主瓣帶寬1/T的帶限信號(hào)；

m₃(t)為光載波，由于光載波為頻率為f₁的單載波，在頻域上可表達(dá)為一個(gè)脈沖信號(hào)(如圖5所示)；

因?yàn)樾盘?hào)在傳輸過(guò)程中是將發(fā)射信號(hào)疊加在光載波信號(hào)上發(fā)送的，所以：

發(fā)射的時(shí)域光信號(hào)：E_S(t)＝[m₁(t)*m₂(t)]·m₃(t)

在頻域上可表達(dá)為：E_S(f)＝[m₁(f)·m₂(f)]*m₃(f)

m₁(f)為周期為1/T的周期信號(hào)，m₂(f)為主瓣帶寬1/T的對(duì)稱(chēng)的帶限信號(hào)，兩者相乘，再加載到光波中心頻率f₁上(如圖6所示)，則在有限帶寬內(nèi)(f₁-1/T到f₁+1/T)，根據(jù)圖6可知只有f₁-1/2T和f₁+1/2T處可以得到完全相同的周期重復(fù)的信號(hào)。

由于在f₁-1/2T和f₁+1/2T處的兩個(gè)窄帶信號(hào)，相距1/T，滿(mǎn)足m₁(f)的最小周期1/T，并且在m₂(f)脈沖波形的帶寬內(nèi)關(guān)于中心波長(zhǎng)軸對(duì)稱(chēng)，所以如果沒(méi)有加入色散，在兩個(gè)相干接收機(jī)分別得到的f₁-1/2T和f₁+1/2T處的兩個(gè)窄帶信號(hào)應(yīng)該是完全相同的。所以通過(guò)比較f₁-1/2T和f₁+1/2T處的兩個(gè)窄帶信號(hào)的差異可以檢測(cè)出信號(hào)傳輸過(guò)程中的色散。

色散測(cè)量的原理在于加入色散后，接收得到的本應(yīng)完全相同的f₁-1/2T和f₁+1/2T處的兩個(gè)窄帶信號(hào)，在色散影響下產(chǎn)生了時(shí)延，在時(shí)域上兩個(gè)信號(hào)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位。

對(duì)出現(xiàn)時(shí)間延遲的兩個(gè)信號(hào)做互相關(guān)，其函數(shù)圖象如圖7所示，該函數(shù)的圖像存在一個(gè)尖峰。尖峰的位置或橫坐標(biāo)表示兩個(gè)信號(hào)錯(cuò)開(kāi)的采樣點(diǎn)的數(shù) 目。將采集到的上下邊帶1/2(即f₁-1/2T和f₁+1/2T)時(shí)域功率信號(hào)，即兩個(gè)時(shí)域數(shù)據(jù)做互相關(guān)，可以得到一個(gè)相關(guān)函數(shù)，而相關(guān)函數(shù)的尖峰的橫坐標(biāo)指代的是兩個(gè)應(yīng)該相同時(shí)域數(shù)據(jù)(上下邊帶1/2時(shí)域功率信號(hào))在加入色散后所產(chǎn)生的延遲，而這個(gè)時(shí)間延遲與加入的色散值成正比。通過(guò)上述原理可以計(jì)算出信號(hào)傳輸過(guò)程中的色散。

實(shí)施例

基于上述實(shí)現(xiàn)原理本發(fā)明實(shí)施例提供一種監(jiān)測(cè)光通信網(wǎng)絡(luò)色散的方法(方法流程如圖9所示，具體的信號(hào)流處理示意如圖8所示)，該方法具體包括：

步驟901，將待測(cè)信號(hào)與第一光信號(hào)進(jìn)行相干混頻得到第一模擬電信號(hào)；將所述待測(cè)信號(hào)與第二光信號(hào)進(jìn)行相干混頻得到第二模擬電信號(hào)；其中，所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)的中心頻率在所述待測(cè)信號(hào)的中心頻率兩邊，且所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)的中心頻率差等于波特率；

在該實(shí)施例中，第一光信號(hào)和第二光信號(hào)在待測(cè)信號(hào)中心頻率加減1/2波特率處的附近則可以實(shí)現(xiàn)光纖色散的測(cè)量。第一光信號(hào)和第二光信號(hào)的最優(yōu)實(shí)施例是：第一光信號(hào)的中心頻率為所述待測(cè)信號(hào)的中心頻率加1/2波特率，第二光信號(hào)的中心頻率為所述待測(cè)信號(hào)的中心頻率減1/2波特率。

步驟902，將所述第一模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的第一時(shí)域功率信號(hào)，將所述第二模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二時(shí)域功率信號(hào)；

在該實(shí)施例中，進(jìn)行轉(zhuǎn)化的具體實(shí)現(xiàn)可以是：

對(duì)所述第一模擬電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理得到第一數(shù)字信號(hào)；對(duì)所述第二模擬電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理得到第二數(shù)字信號(hào)；

對(duì)所述第一數(shù)字信號(hào)每個(gè)時(shí)刻的值取模平方獲得所述第一時(shí)域功率信號(hào)；對(duì)所述第二數(shù)字信號(hào)每個(gè)時(shí)刻的值取模平方獲得所述第二時(shí)域功率信號(hào)。

步驟903，確定所述第一時(shí)域功率信號(hào)和第二時(shí)域功率信號(hào)之間的時(shí)延值；

在該實(shí)施例中，模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為時(shí)域功率信號(hào)后可以通過(guò)各種方式確定兩個(gè)時(shí)域功率信號(hào)之間的時(shí)延，在該實(shí)施例中最優(yōu)化的方式是通過(guò)將兩個(gè)時(shí)域功率信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)確定兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)延值(具體實(shí)現(xiàn)原理如圖10所示)。

采用兩個(gè)時(shí)域功率信號(hào)互相關(guān)確定時(shí)延值的方式時(shí)，兩個(gè)時(shí)間功率信號(hào)的相關(guān)函數(shù)含有一個(gè)尖峰，尖峰的位置τ₀表征的是中心頻率加減1/2波特率處的兩個(gè)功率信號(hào)的時(shí)延值(如圖7所示)，該時(shí)延值與色散大小成正比。時(shí)延值指的是，中心頻率加減1/2波特率處的兩個(gè)模擬電信號(hào)在沒(méi)有加入色散時(shí)應(yīng)該為周期重復(fù)相同的信號(hào)，在加入色散后由于兩個(gè)信號(hào)的載頻不同受到色散影響，從而兩個(gè)信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)位產(chǎn)生時(shí)延。加入的色散正比于延時(shí)量，所以根據(jù)時(shí)延值可以計(jì)算色散。

步驟904，通過(guò)所述時(shí)延值與色散之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲得所述待測(cè)信號(hào)傳輸過(guò)程中的光纖色散。

以下結(jié)合附圖8，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供方法中，信號(hào)的處理流程做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，具體實(shí)現(xiàn)可以是：

將待測(cè)信號(hào)輸入兩個(gè)相干接收機(jī)，兩個(gè)相干接收機(jī)分別將待測(cè)信號(hào)與本激光1和本振激光2相干混頻得到兩個(gè)模擬電信號(hào)，其中兩個(gè)相干接收機(jī)對(duì)信號(hào)的處理流程完全相同，以下以本振激光1對(duì)應(yīng)的相干接收機(jī)的信號(hào)處理流程為例進(jìn)行說(shuō)明：

待測(cè)信號(hào)與本振激光1同時(shí)輸入相干接收機(jī)，相干接收機(jī)會(huì)將待測(cè)信號(hào)與本振激光1進(jìn)行混頻，然后得到四路光信號(hào)；然后將四路光信號(hào)進(jìn)行分成兩組光信號(hào)，對(duì)每組光信號(hào)進(jìn)行光電探測(cè)然后得到一路模擬電信號(hào)，兩組光信號(hào)對(duì)應(yīng)得到兩路模擬電信號(hào)(每一路模擬電信號(hào)代表了最終輸出的模擬電信號(hào)的一 部分的信息)，兩路模擬電信號(hào)組合形成相干接收機(jī)最后輸出的模擬電信號(hào)(即該實(shí)施例中的第一模擬電信號(hào))；

再經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字電信號(hào)a(其中，該數(shù)字信號(hào)a是對(duì)應(yīng)待測(cè)信號(hào)f-1/2T頻率處的信號(hào))。

基于本振激光1和待測(cè)信號(hào)的相同處理流程，本振激光2和待測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)相同的處理過(guò)程也可以獲得一個(gè)數(shù)字電信號(hào)b(其中，該數(shù)字信號(hào)b是對(duì)應(yīng)待測(cè)信號(hào)f+1/2T頻率處的信號(hào))。

信號(hào)處理器(例如DSP)將數(shù)字電信號(hào)a每個(gè)時(shí)刻的值取模平方獲得第一時(shí)域功率信號(hào)；將數(shù)字電信號(hào)b每個(gè)時(shí)刻的值取模平方獲得第二時(shí)域功率信號(hào)(其中，時(shí)域功率信號(hào)代表數(shù)字電信號(hào)在每個(gè)時(shí)刻的功率)；

然后第一時(shí)域功率信號(hào)和第二時(shí)域功率信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)操作之后，得到兩個(gè)時(shí)域功率信號(hào)之間的時(shí)延值，從而根據(jù)色散與時(shí)延值之間的關(guān)系可以確定光纖傳輸?shù)臅r(shí)延值。

具體的，可以通過(guò)以下公式確定光纖色散：

其中，所述τ₀為所述兩個(gè)時(shí)域功率信號(hào)之間的時(shí)延值，所述T為所述待測(cè)信號(hào)的等效基帶信號(hào)的碼元寬度，λ為所述待測(cè)信號(hào)的中心頻率，c為光速。

另外，因?yàn)楝F(xiàn)在的光通信系統(tǒng)通常使用偏振復(fù)用技術(shù)，偏振復(fù)用技術(shù)是將信息調(diào)制到兩個(gè)正交的偏振狀態(tài)上(即X偏振和Y偏振)。為了能夠監(jiān)測(cè)偏振復(fù)用系統(tǒng)的色散，可以使用偏振分束器(Polarization Beam Splitter，PBS)將待測(cè)信號(hào)和本振激光分成正交的兩個(gè)偏振態(tài)分別進(jìn)行色散估計(jì)。所以在本實(shí)施例所提供的方案中，當(dāng)待檢測(cè)的光信號(hào)包括X偏振信號(hào)和Y偏振信號(hào)，其中X 偏振信號(hào)和Y偏振信號(hào)是正交的，可以將X偏振信號(hào)和Y偏振信號(hào)分別作為獨(dú)立的信號(hào)與第一光信號(hào)和第二光信號(hào)進(jìn)行混頻操作得到四個(gè)模擬電信號(hào)，為了確定時(shí)延值，則需要將四個(gè)模擬電信號(hào)組合形成2個(gè)模擬電信號(hào)，則具體實(shí)現(xiàn)可以是：

四個(gè)模擬電信號(hào)為：Ux、Lx、Uy和Ly，具體是

X偏振態(tài)信號(hào)分別與所述第一光信號(hào)和第二光信號(hào)進(jìn)行相干接收得到X偏振方向上的信號(hào)，該信號(hào)包括第一光信號(hào)對(duì)應(yīng)的X偏振模擬電信號(hào)Ux、第二光信號(hào)對(duì)應(yīng)的X偏振模擬電信號(hào)Lx；

Y偏振態(tài)信號(hào)分別與所述第一光信號(hào)和第二光信號(hào)進(jìn)行相干混頻得到Y(jié)偏振方向上的信號(hào)，該信號(hào)包括第一光信號(hào)對(duì)應(yīng)的Y偏振模擬電信號(hào)Uy和第二光信號(hào)對(duì)應(yīng)的Y偏振模擬電信號(hào)Ly。

對(duì)應(yīng)的第一模擬電信號(hào)和第二模擬電信號(hào)分別都包括兩個(gè)部分，具體為：

則所述第一模擬電信號(hào)包括所述Ux和Uy，所述第二模擬電信號(hào)包括所述Lx和Ly。

進(jìn)一步，確定時(shí)域功率信號(hào)則可以是：將Ux和Uy分別取模平方(即|Ux|^2+|Uy|^2)得到第一時(shí)域功率信號(hào)，將所述Lx和Ly分別取模平方(即|Lx|^2+|Ly|^2)得到第二時(shí)域功率信號(hào)。

在該實(shí)施例中，因?yàn)橥ㄟ^(guò)對(duì)這兩個(gè)偏振態(tài)的功率信號(hào)做互相關(guān)求時(shí)延值，可以排除偏振模色散的影響。因?yàn)槿绻⑾到y(tǒng)中同時(shí)也存在偏振模色散，偏振模色散參量是不會(huì)影響|Ux|^2+|Uy|^2和|Lx|^2+|Ly|^2的量值，所以采用|Ux|^2+|Uy|^2和|Lx|^2+|Ly|^2做功率互相關(guān)可以得到比較準(zhǔn)確的時(shí)延值。

另外，在該實(shí)例中，可以將待檢測(cè)光信號(hào)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)偏振態(tài)的信號(hào)當(dāng)做兩個(gè)獨(dú)立的信號(hào)，然后分別與第一光信號(hào)和第二光信號(hào)進(jìn)行相干接收等處理從而 得到兩個(gè)光纖色散值(信號(hào)流處理如圖11所示)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的方法與調(diào)制碼型無(wú)關(guān)，與波特率有關(guān)，所以算法簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)；

另外，本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法能精確有效實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)CD監(jiān)測(cè)，為光網(wǎng)絡(luò)的管理提供一個(gè)可靠信息來(lái)源，使光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理和運(yùn)行更便捷。

另一實(shí)施例

如圖12所示，該實(shí)例提供一種監(jiān)測(cè)光通信網(wǎng)絡(luò)色散的裝置，該裝置包括：

光信號(hào)源1201，用于產(chǎn)生第一光信號(hào)和第二光信號(hào)；其中，所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)的中心頻率在待測(cè)信號(hào)的中心頻率兩邊，且所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)的中心頻率差等于波特率；

第一相干接收機(jī)1202，該第一相干接收機(jī)與所述光信號(hào)源相連，用于將待測(cè)信號(hào)與第一光信號(hào)進(jìn)行相干混頻得到第一模擬電信號(hào)；

第二相干接收機(jī)1203，該第二相干接收機(jī)與所述光信號(hào)源相連，用于將所述待測(cè)信號(hào)與第二光信號(hào)進(jìn)行相干混頻得到第二模擬電信號(hào)；

在具體的實(shí)現(xiàn)環(huán)境中，每個(gè)相干接收機(jī)中至少包括一個(gè)混頻器、一個(gè)光電探測(cè)器。兩個(gè)相干接收機(jī)是分別對(duì)兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行處理，每個(gè)相干接收機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)信號(hào)。

信號(hào)處理器1204，該信號(hào)處理器與所述第一相干接收機(jī)和第二相干接收機(jī)相連，用于將所述第一模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的第一時(shí)域功率信號(hào)，將所述第二模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二時(shí)域功率信號(hào)，并確定所述第一時(shí)域功率信號(hào)和第二時(shí)域功率信號(hào)之間的時(shí)延值；通過(guò)所述時(shí)延值與色散之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲得所述待測(cè)信號(hào)傳輸過(guò)程中的光纖色散。

在具體的使用環(huán)境中，光信號(hào)源1201的實(shí)現(xiàn)方式包括多種，以下提供兩 種最優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)方式：

方式一

該光信號(hào)源中包括兩個(gè)激光器，兩個(gè)激光器分別用于產(chǎn)生第一光信號(hào)和第二光信號(hào)。具體為：

第一激光器，用于產(chǎn)生所述第一光信號(hào)；

第二激光器，用于產(chǎn)生所述第二光信號(hào)。

方式二

該光信號(hào)源中包括一個(gè)激光源、一個(gè)光電調(diào)制器和一個(gè)微波信號(hào)源(具體結(jié)構(gòu)如圖13所示)，具體的：

激光源，用于產(chǎn)生光信號(hào)；

該光電調(diào)制器的兩個(gè)輸入端分別連接所述激光源和所述微波信號(hào)源的輸出端，用于利用所述微波信號(hào)源產(chǎn)生的信號(hào)對(duì)所述光信號(hào)進(jìn)行載波抑制調(diào)制產(chǎn)生所述第一光信號(hào)和第二光信號(hào)。

在該實(shí)施例中，最優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)方式可以是：所述第一光信號(hào)的中心頻率為所述待測(cè)信號(hào)的中心頻率加1/2波特率；所述第二光信號(hào)的中心頻率為所述待測(cè)信號(hào)的中心頻率減1/2波特率。

另一實(shí)施例

如圖14所示，本實(shí)施例還提供另外一種監(jiān)測(cè)光通信網(wǎng)絡(luò)色散的裝置，該裝置包括：

混頻模塊1401，用于將待測(cè)信號(hào)與第一光信號(hào)進(jìn)行相干混頻得到第一模擬電信號(hào)；將所述待測(cè)信號(hào)與第二光信號(hào)進(jìn)行相干混頻得到第二模擬電信號(hào)；其中，所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)的中心頻率在所述待測(cè)信號(hào)的中心頻率兩邊，且所述第一光信號(hào)和所述第二光信號(hào)的中心頻率差等于波特率；

轉(zhuǎn)換模塊1402，用于將所述第一模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的第一時(shí)域功率信號(hào)，將所述第二模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為第二時(shí)域功率信號(hào)；

可選的，該轉(zhuǎn)換模塊1402具體用于對(duì)所述第一模擬電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理得到第一數(shù)字信號(hào)；對(duì)所述第二模擬電信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理得到第二數(shù)字信號(hào)；對(duì)所述第一數(shù)字信號(hào)每個(gè)時(shí)刻的值取模平方獲得所述第一時(shí)域功率信號(hào)；對(duì)所述第二數(shù)字信號(hào)每個(gè)時(shí)刻的值取模平方獲得所述第二時(shí)域功率信號(hào)。

時(shí)延值確定模塊1403，用于確定所述第一時(shí)域功率信號(hào)和第二時(shí)域功率信號(hào)之間的時(shí)延值；

色散確定模塊1404，用于通過(guò)所述時(shí)延值與色散之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系獲得所述待測(cè)信號(hào)傳輸過(guò)程中的光纖色散。

可選的，該色散確定模塊具體用于根據(jù)所述時(shí)延值和公式確定所述待測(cè)信號(hào)傳輸過(guò)程中的光纖色散；其中，所述τ₀為所述兩個(gè)時(shí)域功率信號(hào)之間的時(shí)延值，所述T為所述待測(cè)信號(hào)的等效基帶信號(hào)的碼元寬度，λ為所述待測(cè)信號(hào)的中心頻率，c為光速。

本申請(qǐng)實(shí)施例中的上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下的技術(shù)效果：

本發(fā)明實(shí)施例提供的色散檢測(cè)方法通過(guò)待測(cè)信號(hào)與特定的光信號(hào)進(jìn)行相干混頻得到待測(cè)光信號(hào)上下邊帶的兩個(gè)模擬電信號(hào)，再通過(guò)兩個(gè)模擬電信號(hào)之間的時(shí)延值確定色散，所以本實(shí)施例提供的方案與調(diào)制碼型無(wú)關(guān)，與波特率相關(guān)，所以算法簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)；

另外，本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法能精確有效實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)CD監(jiān)測(cè)，為光網(wǎng)絡(luò)的管理提供一個(gè)可靠信息來(lái)源，使光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理和運(yùn)行更便捷。

本發(fā)明所述的方法并不限于具體實(shí)施方式中所述的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù) 人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出其它的實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明的技術(shù)創(chuàng)新范圍。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。