光纤通信系统的总光信噪比代价的确定方法及装置

摘要

本发明提供一种光纤通信系统的总光信噪比代价的确定方法及装置，光纤通信系统由至少一个光纤跨段组成，方法包括：根据通过测量得到的光信号通过各个光纤跨段时的入纤光功率获取光纤通信系统的基础光信噪比代价；根据各个光纤跨段的实际色散和预先存储的完全补偿色散获取各个光纤跨段的色散偏差；根据色散偏差获取光纤通信系统的额外光信噪比代价；根据基础光信噪比代价和额外光信噪比代价获取系统的总光信噪比代价。装置包括基础光信噪比代价计算模块、第一计算模块、第二计算模块和第三计算模块。采用本发明提供的光纤通信系统光信噪比代价的确定方法及装置，只需要通过获取基础光信噪比代价和额外光信噪比代价就可以获取该光纤通信系统总的光信噪比代价。

说明书

技术领域

本发明实施例涉及光通信技术，尤其涉及一种光纤通信系统的总光信 噪比代价的确定方法及装置。

背景技术

目前，在高速传输光纤通信系统中，光信号功率的提升使得非线性损 伤成为影响光纤通信系统性能的主要因素。为了抑制高速传输光纤通信系 统中的非线性损伤，每个跨段的传输光纤通过配置色散补偿光纤(DCF， Disepersion Compansation Fiber)进行色散管理，称之为色散管理光纤通信 系统。其中，色散补偿光纤的色散系数与传输光纤的色散系数符号相反。 这样，光纤传输链路的每个跨段均包括传输光纤和色散补偿光纤。在色散 管理光纤通信系统中，非线性损伤和色散之间相互作用，使得光信号在传 输过程中的变化非常复杂，为了有效保证光纤通信系统设计质量和降低光 纤通信系统设计成本，就需要对高速传输光纤通信系统的光信噪比代价进 行准确的评估。

发明内容

本发明实施例提供一种光纤通信系统的总光信噪比代价的确定的方法和 装置，用以实现对高速传输光纤通信系统的总光信噪比代价的准确评估。

本发明实施例提供了一种光纤通信系统的总光信噪比代价的确定的方 法，所述光纤通信系统由至少一个光纤跨段组成，包括：

根据测量得到的光信号通过各个光纤跨段时的入纤光功率获取所述 光纤通信系统的基础光信噪比代价；

根据所述各个光纤跨段的实际色散和完全补偿色散获取所述各个光 纤跨段的色散偏差；

根据所述各个光纤跨段的色散偏差获取所述光纤通信系统的额外光 信噪比代价；

根据所述基础光信噪比代价和所述额外光信噪比代价获取所述光纤 通信系统的总光信噪比代价。

本发明实施例还提供一种光纤通信系统的总光信噪比代价的确定的装 置，所述光纤通信系统由至少一个光纤跨段组成，包括：

基础光信噪比代价计算模块，用于根据通过测量得到的光信号通过各 个光纤跨段时的入纤光功率获取所述光纤通信系统的基础光信噪比代价；

第一计算模块，用于根据所述各个光纤跨段的实际色散和预先存储的 完全补偿色散获取所述各个光纤跨段的色散偏差；

第二计算模块，用于根据所述各个光纤跨段的色散偏差获取所述光纤 通信系统的额外光信噪比代价；

第三计算模块，用于根据所述基础光信噪比代价和所述额外光信噪比代 价获取所述光纤通信系统的总光信噪比代价。

由上述技术方案可知，本发明实施例的光纤通信系统光信噪比代价的确 定方法及装置，能够实现对高速传输光纤通信系统的光信噪比代价的快速、 准确地评估。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A为本发明实施例一的方法的流程图；

图1B为本发明实施例一的非线性相移-基础光信噪比代价的关系曲线 图；

图1C为本发明实施例一的参考参数与额外光信噪比代价的关系曲线图；

图2为本发明实施例二的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进 行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没 有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的 范围。

本发明实施例一提供了一种光纤通信系统的总光信噪比代价的确定 的方法，本实施例所适用的光纤通信系统包括至少一个光纤跨段。各个光 纤跨段均包括传输光纤和色散补偿光纤，其中，传输光纤和色散补偿光纤 串联。本实施例的方法可以由光纤通信系统的总光信噪比代价确定装置来 执行，如图1A所示，本实施例一的光纤通信系统的总光信噪比代价的确 定方法包括：

步骤101，根据通过测量得到的光信号通过各个光纤跨段时的入纤光 功率，获取光纤通信系统的基础光信噪比代价。

具体地，步骤101包括根据公式(1.1)获取光纤通信系统的非线性相 移

其中，为非线性相移，i为大于0的自然数，λ_i为第i个光纤跨段的 光信号的波长，n_i为第i个光纤跨段的传输光纤的非线性系数，P_i为光信 号通过第i个光纤跨段的传输光纤时的入纤光功率，L_i为第i个光纤跨段 的传输光纤的有效长度，A_i为第i个光纤跨段的传输光纤的有效面积，n_i′为 第i个光纤跨段的色散补偿光纤的非线性系数，P′_i为光信号通过第i个光 纤跨段的色散补偿光纤的入纤光功率，L′_i为第i个光纤跨段的色散补偿光 纤的有效长度，A′_i为第i个光纤跨段的色散补偿光纤的有效面积。具体地， 公式(1.1)中的参数n_i，A_i，L_i，n_i′，A′_i，L′_i可由光纤产品规格直接获取。 例如，对于传输光纤G.652，n_i＝2.6e-20(m²/w)，A_i＝80e-12(m²)，对于色散 补偿光纤，n_i′＝3.0e-20(m²/w)，A′_i＝20e-12(m²)，而Li和L′_i可从产品标签上 获取。另外，λ_i在实际操作中，所有的光纤跨段的λ都应该是相同的，可 以通过测量光信号的波长得到。上述可直接获取的参数可以作为恒定参数 预先存储，而测定的参数为P_i和P′_i。

根据预设的非线性相移-基础光信噪比代价的关系曲线图获取基础光 信噪比代价，该非线性相移-基础光信噪比代价的关系曲线图可如1B所示。

图1B中的横坐标代表非线性相移单位为rad，纵坐标代表基础光信噪 比代价T，单位为dB。该预设的非线性相移-基础光信噪比代价的关系曲 线图为现有技术中已知的关系曲线图，是通过多个非线性相移与基础光信 噪比代价的关系点拟合的关系曲线图。光纤通信系统光信噪比代价的确定 装置可以根据获取的非线性相移，在非线性相移与基础光信噪比代价的关 系曲线图中查找相应的基础光信噪比代价。

步骤102，根据各个光纤跨段的实际色散和完全补偿色散获取各个光 纤跨段的色散偏差。采用完全补偿色散的光纤通信系统的每个光纤跨段的 总色散为零，整个光纤通信系统的末端色散也为零。例如，整个光纤通信 系统预先铺设长度为20km色散补偿光纤，光纤通信系统中间的光纤跨段 采用完全补偿色散，以保证每个光纤跨段的总色散均为零，则整个光纤通 信系统的末端的色散就为零。但是，在实际操作中，完全补偿色散可以存 在一定的误差。即，在采用色散补偿之后，光纤通信系统的每个光纤跨段 的总色散并不为零，整个光纤通信系统的末端色散也不为零，但每个光纤 跨段的总色散和整个光纤通信系统的末端色散在一定的允许范围内，就可 以认定此光纤通信系统采用了完全补偿色散。可将该完全补偿色散预先存 储在光纤通信系统的总光信噪比代价确定装置中。色散偏差为所需计算的 光纤通信系统的实际所具有的色散与预先存储的完全补偿色散相比所产 生的差值。

具体地，步骤102可包括：

采用下述公式计算各个光纤跨段的色散，即第k个光纤跨段的实际色 散为M_k＝D_k×L_k+D’_k×L’_k，其中k为大于0的自然数，D_k为传输光纤的色 散系数，L_K为传输光纤的长度，D’_k为色散补偿光纤的色散系数，L’_k为色 散补偿光纤的长度。实际应用中，对第k个光纤跨段的色散系数和长度， 可以由产品的规格得到。色散偏差N_k为根据实际计算得到的色散M_k减去 预先存储的的完全补偿色散。例如，完全补偿色散为F_k，则N_k＝M_k-F_k。

步骤103，根据各个光纤跨段的色散偏差N_k获取光纤通信系统的额外 光信噪比代价B。

具体地，步骤103包括根据公式(1.2)获取参考参数W_d：

$W_d=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_i\underset{k=1}{\overset{i-1}{\Sigma }}{N}_k---\left(1.2\right)$

其中，k为大于0的自然数，N_k为第k个光纤跨段的色散偏差。

然后，再根据W_d获取额外光信噪比代价B。

具体地，根据W_d获取额外光信噪比代价B可根据下述公式(1.3)来 获取：

关于公式(1.3)，首先是采用现有技术中的计算方法得到多个参考 参数W_d与额外光信噪比代价的对应关系，再通过这多个对应关系点利用 现有的技术拟合出相应地参考参数W_d与额外光信噪比代价B的关系曲线 图，如图1C所示，横坐标为参考参数W_d，单位为dBm·ps/nm，纵坐标为 额外光信噪比代价，单位为dB，图1C中圆圈表示计算得到的多个参考参 数W_d与额外光信噪比代价B的对应关系，图1C中的抛物线为从这多个 圆圈表示的点拟合出来的抛物线。从图1C所示的曲线能够得到公式(1.3)， 而该公式(1.3)适用于所有的光纤通信系统。公式(1.3)表示W_d与额外 光信噪比代价B的数学关系，通过公式(1.3)得到的额外光信噪比代价 的单位是dB。

步骤104，根据基础光信噪比代价和额外光信噪比代价获取光纤通信 系统的总光信噪比代价。

其中，光纤通信系统的总光信噪比代价为基础光信噪比代价和额外光 信噪比代价之和。

根据本实施例一的光纤通信系统的总光信噪比代价的确定方法，通过 将计算光纤通信系统的色散偏差，根据该色散偏差获取光纤通信系统的额 外光信噪比代价，再将该额外光信噪比代价与基础光信噪比代价相加，就 能够得到光纤通信系统的总光信噪比代价。由于对光纤通信系统的光信噪 比总代价测量的方法非常复杂，例如，现有技术中，对于任意光纤通信系 统，获取光纤通信系统的光信噪比总代价方法为：首先，需要获取背靠背 光纤通信系统某一特定误码率下的光信噪比A，这需要通过持续加噪声使 误码率达到特定值，然后在此状态下测量信号功率和噪声功率，计算光信 噪比A。然后，在光纤通信系统中，以上述同样方法测得光信噪比H，此 时光纤通信系统的光信噪比总代价为H-A。由于现网中的网络状况千差万 别，对于每一种网络配置，其光信噪比总代价的获取都需要重复以上过程， 非常耗时。采用本发明中所述方法，只需获取每跨段入纤功率和色散偏差， 便可快速计算光纤通信系统的代价。由于本实施例的光纤通信系统光信噪 比代价的确定方法，既可以精确地得知每个光纤通信系统光信噪比代价， 又不用每次都对光纤通信系统光信噪比代价进行测量和计算，这样就使得 工作人员能够准确得知光纤通信系统的信号质量，方便了对光纤通信系统 的调试，大大节省了人力物力。

本实施例二提供一种光纤通信系统的总光信噪比代价的确定的装置，本 实施例所适用的光纤通信系统由至少一个光纤跨段组成，如图2所示，该光纤 通信系统光信噪比代价的确定的装置200包括：基础光信噪比代价计算模块 201、第一计算模块202、第二计算模块203和第三计算模块204。

其中，基础光信噪比代价计算模块201用于根据通过测量得到的光信 号通过各个光纤跨段时的入纤光功率，获取光纤通信系统的基础光信噪比 代价；第一计算模块202用于根据各个光纤跨段的实际色散和完全补偿色 散获取各个光纤跨段的色散偏差；第二计算模块203与第一计算模块202 连接，用于根据各个光纤跨段的色散偏差获取光纤通信系统的额外光信噪 比代价；第三计算模块204分别与基础光信噪比代价计算模块201和第二 计算模块203连接，用于根据基础光信噪比代价和额外光信噪比代价获取 光纤通信系统的总光信噪比代价。

可选地，基础光信噪比代价计算模块201包括非线性相位移计算模块 205和基础光信噪比代价获取模块206。

其中，非线性相位移计算模块205用于根据公式(1.1)获取光纤通信 系统的非线性相移

其中，各个光纤跨段均包括传输光纤和色散补偿光纤，为非线性相 移，i为大于0的自然数，λ_i为第i个光纤跨段的光信号的波长，n_i为第i 个光纤跨段的传输光纤的非线性系数，P_i为光信号通过第i个光纤跨段的 传输光纤时的入纤光功率，L_i为第i个光纤跨段的传输光纤的有效长度，A_i为第i个光纤跨段的传输光纤的有效面积，n_i′为第i个光纤跨段的色散补 偿光纤的非线性系数，P′_i为光信号通过第i个光纤跨段的色散补偿光纤的 入纤光功率，L′_i为第i个光纤跨段的色散补偿光纤的有效长度，A′_i为第i 个光纤跨段的色散补偿光纤的有效面积。

基础光信噪比代价获取模块206分别与非线性相位移计算模块205和 第三计算模块204连接，用于根据得到的光纤通信系统的非线性相位移和 预先存储的非线性相移-基础光信噪比代价的关系曲线图，获取基础光信噪 比代价。

可选地，第二计算模块203包括参考参数获取模块207和额外光信噪 比代价获取模块208。

其中，参考参数获取模块207与第一计算模块202连接，用于根据公 式(1.2)获取参考参数W_d：

$W_d=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{P}_i\underset{k=1}{\overset{i-1}{\Sigma }}{N}_k---\left(1.2\right)$

其中，k为自然数，N_k为第k个光纤跨段的色散偏差。

然后，额外光信噪比代价获取模块208再根据参考参数W_d获取该光 纤通信系统的额外光信噪比代价B。

具体地，额外光信噪比代价获取模块208与参考参数获取模块207连 接，用于根据公式(1.3)获取额外光信噪比代价B：

通过本实施例二的光纤通信系统光信噪比代价的确定的装置200，能 够通过测量光纤通信系统的色散偏差而得到光纤通信系统的额外光信噪 比代价，进一步地得到光纤通信系统总的光信噪比代价，以保证工作人员 能够对光纤通信系统进行合理的设计，而不用每次为获取光纤通信系统总 的光信噪比代价进行多次测量及计算。本实施例的装置具体可以适用于执 行本发明各实施例所提供的方法，具备相应的功能模块结构。

需要说明的是：对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都 表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受 所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序 或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实 施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须 的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没 有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步 骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机 可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤； 而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程 序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对 其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通 技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修 改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不 使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。