[发明专利]一种基于光通信系统信道估计的激光器线宽检测方法

说明书

本发明涉及了一种基于光通信系统信道估计的激光器线宽检测方法。接收光信号经平衡光电探测器、时钟恢复模块、色散补偿模块、偏振解复用模块、频率偏移补偿模块的前置信道估计模块及光通信系统接收机端的载波相位恢复模块后，分析载波相位恢复后的信号相位的概率特征，构建激光器线宽估计模型，然后采集并分析载波相位恢复模块的样本输出信号，统计实际信号相位的样本概率特征值，最后将得到的样本概率特征值代入构建的激光器线宽估计模型中，计算估计待测激光器线宽。本发明通过分析信道估计和噪声补偿之后电信号的相位数据特征，实现了对发端激光器线宽的直接检测，测量简单精确、不增加硬件、不修改通信系统结构、不影响数据传输。

技术领域

本发明涉及光通信系统性能检测领域，特别涉及一种激光器线宽检测方法。

背景技术

随着互联网技术的发展，互联网通信数据量日益增高。为了满足现代互联网对通信数据量的要求，高速动态相干光通信网络技术受到广泛关注。其中，用于辅助动态光网络管理的实时光性能检测，作为核心技术之一，开始吸引越来越多人的注意。在众多系统检测参数中，针对发端激光器线宽的估计尤为迫切。除光通信系统外，单频激光器被广泛应用于激光雷达、高分辨率光谱测量及量子光学等研究领域。激光器线宽是衡量光源单色性的关键参数，因此，激光器线宽的精确测量尤为关键。

硕士论文“激光器线宽测量及腔外性能改善研究”(参见中国硕士论文电子期刊库2014年第6版，第I135-34页第2章)中涉及了激光器线宽测量的基本原理和常用方法，并提出了一种基于马赫曾德调制器的延时自外差线宽测量法，对实验室的半导体DFB激光器进行了线宽测量，并与传统的声光调制器测量的结果进行了对比，验证了该方法有效性。

中国专利(CN102100024A)公开了一种相位噪声统计特性监控装置和方法、相干光通信接收机，其监控装置包括取幅角单元、解包单元、延迟单元、差分单元等，还包括激光器线宽影响抑制单元，用于测量激光器线宽的大小，并抑制所述相位差分信号均方值序列中的激光器线宽的影响。

韩国专利(KR10-19980025575)公开了一种利用受激布里渊散射的激光线宽测量装置，利用受激布里渊散射测量激光线宽的装置包括激光器、光耦合器、光放大器、光学循环器、光纤、光探测器、射频放大器和射频频谱分析仪，所述光耦合器将待测光信号分为两个光信号，光学放大器放大输入光的频率，然后通过受激布里渊散射改变频率，光学循环器使光的方向恒定，同时使输出到原激光束相反方向的频率偏移光的光损耗最小，分析仪接收原始激光束和频率偏移光诱发拍频，然后分析拍频谱。

如上现有激光器线宽的测量或检测其通常是采用干涉仪或延时自外差法测量激光器线宽。然而，此类方法通常需要额外的激光器检测系统，因此无法广泛使用于光通信系统中。

发明内容

基于此，针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种测量简单精确、不增加硬件、不修改通信系统结构、不影响数据传输的基于光通信系统信道估计的激光器线宽检测方法；该方法可以在不影响数据传输的情况下，通过分析信道估计和噪声补偿之后电信号的相位数据特征，实现对发端激光器线宽的直接检测。本发明提供的技术方案在于：

一种基于光通信系统信道估计的激光器线宽检测方法，包括以下步骤：

(1)接收光信号依次经平衡光电探测器、时钟恢复模块、色散补偿模块、偏振解复用模块、频率偏移补偿模块的前置信道估计模块及光通信系统接收机端的载波相位恢复模块；

(2)分析载波相位恢复后的信号相位的概率特征，构建激光器线宽估计模型；

(3)采集并分析载波相位恢复模块的样本输出信号，统计实际信号相位的样本概率特征值；

(4)将步骤(3)中得到的所述样本概率特征值代入步骤(2)中构建的所述激光器线宽估计模型中，估计待测激光器线宽。