[发明专利]一种衡量光相位调制信号质量的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及数字光纤传输系统技术领域，尤其涉及一种衡量光相位调制信号质量的方法及装置。

背景技术

随着信息化社会的飞速发展，对数据业务的需求急剧增加，40GbE(40千兆以太网)核心路由器的推出，以及100GbE(100千兆以太网)(4×25G)核心路由器的即将发布，这些都表示出了对40Gb/s和100Gb/s光传输系统迫切的需求。但随着单波长传输速率的提高，传统的通断键控调制方式已经不能适用长距离密集波分复用光传输系统的需求，需采用新型的调制格式如：光双二进制(ODB)、差分相移键控(DPSK)、归零差分相移键控(RZ-DPSK)、差分正交相移键控(DQPSK)、归零差分正交相移键控(RZ-DQPSK)、偏振复用正交相移键控(PM-QPSK)等。上述新型的调制格式中除光双二进制(ODB)外，其他都是相位调制方法，其优势是信号波特率小于数据速率，可以降低系统成本。

在以往采用通断键控的光传输系统中，光发送器的脉冲波形参数包括上升时间、下降时间、上冲、下冲和振铃等，这些参数都会被加以控制，以免接收器灵敏度变差。而衡量这些参数是否符合要求，一般是采用眼图模板的方法，即在规定的测试条件下测试得到光发送信号的眼图，将所测得的眼图与标准的模板相对照，来判断信号是否符合要求。

图1示出了在ITU-T G.957中规定的眼图模板，如图1所示，该眼图模板不仅限制了最小的眼开度，也限制了所容许的最大上冲和下冲。图1中，STM-1、STM-4和STM-16是光传输设备(SDH)信号标准速率等级，分别对应155.52M、622.08M、2488.32M。

采用了相位调制的方法调制光发送信号后，随之带来的一个问题是，原来采用通断键控时的眼图模板方法并不能反映相位信息，因而对于相位调制信号的测试不能完全适用。

星座图分析法诞生于上世纪70年代，已经广泛地应用于RF(RadioFrequency，射频)领域中，该方法的基本理念可以稍加修改用于光通信领域的相位调制信号分析中。图2(a)为四相相移键控信号的理想星座图。四相相移键控是利用载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息，它规定了四种载波相位，分别为45、135、225和275度，相邻相位角相差90度，所以又称正交相移键控。

一般四相相移键控可以看成正交的两路传播，一路为同相分量(I分量)，另一路为正交分量(Q分量)，因此星座图也称为I-Q图。以I为横轴，Q为纵轴，在I、Q平面上将数据映射为许多离散的信号点，这些信号点就组成了星座图。I、Q信号分别是在X轴和Y轴上的投影，合成矢量的幅度表示载波的幅度，合成矢量与X轴的夹角表示载波相位。因此可以通过改变I、Q驱动信号的幅度映射I-Q空间中的任意一点。如图2(a)所示，四相相移键控信号的理想星座图上有四点，以原点为中心，构成一个正方形，星座图上四点到原点的距离相同。在实际系统中，由于信道条件不是理想的，当四相相移键控数据通过信道到达接收端时，得到的数据不会都在四个理想点的位置，而是分布在四个理想点周边一定范围内，如图2(b)所示。

由于在星座图中可以同时反映信号的幅度和相位的情况，所以通过对于星座图的分析，可以得知信号的一些问题，例如，当发现所测得的四相相移键控信号的星座图形状不是以原点为中心的正方形，而是长方形，则可知道存在IQ分支的增益不均衡(可由IQ分支放大倍数不等所导致)。但是，目前难以快速有效地判定星座图信号是否符合要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种衡量光相位调制信号质量的方法及装置，用于衡量40G和100G光传输相位调制信号质量。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种衡量光相位调制信号质量的方法，该方法包括：

定义星座图模板，并根据定义出的所述星座图模板衡量光相位调制信号质量是否符合要求。

进一步地，定义星座图模板具体包括：

根据所采用的相位调制格式确定星座图模板的形状和基准点位置；

定义星座图模板的具体参数，所述参数包括模板的大小，以及模板测试通过的准则。

进一步地，所述模板测试通过的准则是指，允许落在模板外的信号点数量或者信号点比率；

根据测得的信号点是否符合所述模板测试通过的准则，衡量光相位调制信号质量是否符合要求。

进一步地，对于四相相移键控信号，确定星座图模板的形状为四个圆形模板，所述基准点位置为所述圆形模板的圆心的理想点位置。

进一步地，按照如下方式确定所述基准点位置：