[发明专利]一种基于多模光纤干涉仪的光信噪比检测方法

权利要求书

1.一种基于多模光纤干涉仪的光信噪比检测方法，其特征在于，采用光信噪比检测装置，利用多模光纤干涉仪构建带阻滤波器，通过分析模光纤干涉仪前后光功率的变化，实现准确的光信噪比检测，具体步骤如下：

（1）、根据待测光通信系统，选择多模光纤干涉仪结构参数，构建中心波长与待测光信号相符合的带阻滤波器；

（2）、构建调试光通信系统，不断修改系统光信噪比，并利用带阻滤波器检测光信号经过多模光纤干涉仪前后的光功率变化；

（3）、利用调试系统中采集到的光信噪比以及光功率变化的样本数据，借助最小均方误差的方法，标定光信噪比与光纤干涉仪前后功率变化之间的函数关系；

（4）、将光信噪比检测装置放置于实际待测系统中，测量多模光纤干涉仪前后光功率比值，并借助步骤（3）标定的函数关系，估计当前待测系统的光信噪比。

2.根据权利要求1所述的基于多模光纤干涉仪的光信噪比检测方法，其特征在于，所述的光信噪比检测装置由多模光纤干涉仪、前光功率计、后光功率计、和信号处理器组成，所述的前光功率计和后光功率计分别连接在多模光纤干涉仪的前后两端并分别与信号处理器相连接，由信号处理器计算光信噪比。

3.根据权利要求1所述的基于多模光纤干涉仪的光信噪比检测方法，其特征在于，所述的多模光纤干涉仪构建带阻滤波器的方法：根据经典波导理论，光纤中多模式相干后的电场分布为

（1）

其中，表示经过长度为的传输后光纤端面的横向电场分布，表示传输距离，表示第个模式的横向电场分布，表示第个模式的幅度系数，表示0阶模式与1阶模式相干后的周期长度，写作

（2）

其中，表示光纤的纤芯折射率，表示光纤纤芯的有效宽度；

根据式（1）可知，多模光纤中，多个模式相加后，横向电场的相位分布与光信号频率有关，因此，通过调节多模光纤干涉仪的关键参数，即可构建中心波长与待测光信号中心波长一致的带阻滤波器。

4.根据权利要求1所述的基于多模光纤干涉仪的光信噪比检测方法，其特征在于，利用光信号经过多模光纤干涉仪前后的光功率变化，估计待测信号光信噪比，为方便分析，定义经过多模光纤干涉仪前的信号光功率为P1，经过多模光纤干涉仪后信号光功率为P2，可以写作

（3）

其中，和分别表示带内信号功率和带内噪声功率，和表示多模光纤带阻滤波器的带内信号与噪声功率系数，由式（3）可知，光信噪比为OSNR，写成

（4）

其中

（5）

由式（5）可知，系统的光信噪比是光纤干涉仪前后信号功率比值的函数。

5.根据权利要求4所述的基于多模光纤干涉仪的光信噪比检测方法，其特征在于，所述的光信噪比检测方法为简化估计过程，通过系统标定的方式，确定光信噪比OSNR与多模光纤干涉仪前后信号功率比值之间的关系，

根据式（4）可知，光信噪比是多模光纤干涉仪前后光功率的比值的函数，通过标定式（4）中的带阻滤波器系数和，即可得到OSNR与之间的关系，在实际使用前，先搭建调试系统，在调试系统中，不断改变系统光信噪比，利用光信噪比检测装置记录多模光纤干涉仪前后光功率的比值，进而得到一组OSNR和的测量结果，定义为和，根据公式（4）可知，和之间应该满足关系

（6）

根据调试系统中测得的样本数据和，利用最小均方差方法，可以标定多模光纤干涉仪构建的带阻滤波器参数，即

。 （7）。