[发明专利]监测光信噪比的装置、发射机和通信系统

说明书

本发明实施例提供一种监测光信噪比的装置、发射机和通信系统。该监测光信噪比的装置包括：信号提取单元和信号处理单元。该信号提取单元用于从接收的信号中提取两个偏振态上的导频信号和非导频信号，在两个偏振态上该导频信号的频率不同，通过该导频信号的频率来区分偏振态；该信号处理单元用于利用该信号提取单元提取出的导频信号和非导频信号获得该两个偏振态上的光信噪比。根据本发明的实施例，通过使得在不同偏振态上导频信号的频率不同，能够更为准确的获得不同偏振态上的光信噪比。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种监测光信噪比的装置、发射机和相干光通信系统。

背景技术

光信噪比(Optical Signal Noise Ratio，OSNR)无论是在传统的直接检测光通信系统中还是在相干光通信系统中，都是一个可以同系统性能直接相关联的量，因此光信噪比监测技术的研究一直得到广泛的关注。

在传统的通信系统中，光信噪比可以通过分析光信号的光谱来获得。对于包含多个波长的波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)系统，本波长的信号功率以及噪声功率可以通过开关本信道的信号光来获得。显然，这样的监测方法中断了传输业务。为了在保证业务的同时进行OSNR监测，传统的方法需要假设噪声的谱是平的，同时传输的信号带宽远小于信道间隔，因此信号和噪声可以选择在不同的频率点进行测量，进而获得对OSNR较准确的估计。

然而，随着光通信容量的提升，相干光通信系统的传输长度和传输速率相比以前都有很大的提升。更多的光节点会导致噪声的频谱形状起伏更大，认为光噪声在频谱上是均匀分布的假设面临更大的挑战。同时，由于信道间隔大幅度缩减，找到一个信号可以忽略的频段来测量噪声功率成为一个不现实的课题。因此，相干通信系统中OSNR的测量成为一个新研究热点。

在相干通信系统中，已有一些方法利用接收到的光场信号来估计OSNR。接收到的信号经过序列同步、色散补偿、均衡、频差去除以及相位噪声去除等一系列数字信号处理算法后，可以恢复出包含噪声的发射信号，假设发送的序列已知(训练序列)或直接判决得到近似的发送序列，那么就可以分别得到信号与噪声的大小，进而估计出系统的OSNR[1]。

日本电报电话公司(Nippon Telegraph&Telephone，NTT)提出了一种基于导频(Pilot)的OSNR估计方法[2]。其中，训练序列被设计成了单频形式，在接收机端通过检测算法可得到该单频的功率以及其周围的噪声的功率谱密度，进而得到该信道光信号的OSNR。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

下面列出了对于理解本发明和常规技术有益的文献，通过引用将它们并入本文中，如同在本文中完全阐明了一样。

[1]IEEE Photonic Journals2013,pp.6601609

[2]OECC2013,TuR2-4,Digital In-band OSNR Estimation for Polarization-Multiplexed Optical Transmission。

发明内容

目前，在利用接收到的光场信号来估计OSNR的方法中，所获得的噪声除了链路中增加的白噪声外，还包含了由于光纤非线性引入的噪声，因此，存在系统的OSNR被低估了的问题。

对于NTT提出的方法，其缺陷在于：对于有偏振相关衰减的链路不敏感，即通过该方法估计的OSNR值不能代表某个偏振态的OSNR，而实际上信道的性能往往受限于两个偏振态中最差的OSNR。