[发明专利]一种基于霍德勒函数模型强雷电流的信道损伤补偿方法

说明书

本发明涉及一种基于霍德勒函数模型强雷电流的信道损伤补偿方法，包括以下步骤：步骤1：将光纤中两个偏振态信号进行预处理后输入蝶形滤波器，得到均衡解复用的信号；步骤2、将步骤1得到均衡解复用的信号，进行误差值计算；步骤3、卡尔曼滤波器根据步骤2获得的误差值更新蝶形滤波器抽头系数；步骤4：蝶形滤波器使用更新后的抽头系数实现对下一时刻码元的均衡解复用，进而补偿基于霍德勒函数模型强雷电流所带来的时变的快速RSOP损伤。本发明使用两个卡尔曼滤波器分别实现偏振复用系统中两个偏振态的均衡解复用，并有效补偿基于霍德勒函数模型强雷电流所带来的时变的快速RSOP损伤。

技术领域

本发明属于长距离高速率光通信传输技术领域，涉及一种信道损伤补偿方法，尤其是一种基于霍德勒函数模型强雷电流的信道损伤补偿方法。

背景技术

随着电力系统中的超长站距通信场景日益增多，站点跨段一般超过300km，而一般的站点跨段在100km左右，这就造成电力系统和超长距光纤通信呈现出广域化和复杂化趋势，对超长距光纤通信的可靠性和稳定性提出了更高的要求。由此给配套的光纤通信系统带来两方面的挑战：一方面，需要在保证通信质量的情况下将光纤通信系统的中继传输距离提高至300km以上；另一方面，超长距OPGW架空光缆经受的物理损伤大为加剧，比如色散的大幅提高，偏振模色散更为严重，特别是雷击带来的快速偏振旋转损伤甚至在业界达成共识：在雷击影响下的OPGW光缆会导致城域网和长途网络的通信中断。

霍德勒函数作为一种由国际电工委员会提出的雷电流函数模型，在雷电研究领域得到了广泛的应用。根据Peter M.Krummrich等人的研究，光纤中偏振态旋转角度与雷电流强度存在线性关系，时变的雷电流强度会导致光纤中时变的偏振态旋转角度也导致时变的RSOP损伤。

卡尔曼滤波器作为一种解决非平稳信号滤波问题的强力数学工具，近年来已经被研究人员用于补偿光纤中的快速偏振旋转损伤。

经检索发现如下现有技术：

现有技术一，2010年，T.Marshall提出了可以同时跟踪信号偏振态和相位的扩展卡尔曼方案(EKF)，将卡尔曼滤波算法应用到光纤通信的均衡解复用领域中。EKF与CMA/MMA算法比较，该算法收敛速度快、不存在奇异性问题、可补偿快速的偏振旋转损伤等优点，实验证明可以补偿旋转速率为6.8Mrad/s的RSOP损伤。

现有技术二，杨彦甫等基于CMA方案提出了半径导向线性卡尔曼算法(RD-LKF)，RD-LKF均衡解复用方案可以有效补偿快速RSOP损伤，在偏振复用16QAM调制格式下可补偿2.5Mrad/s的偏振旋转损伤。并且RD-LKF不受频偏和相位噪声的影响。

现有技术三，张晓光等提出的联合补偿卡尔曼方案可以同时实现对偏振旋转、偏振模色散、偏振相关损伤的有效补偿。在28Gbaud PDM-QPSK/16QAM相干系统中的仿真结果表明，该联合补偿方案可以应对高速RSOP(最高3Mrad/s)、大PMD(超过200ps)和大RCD容忍度。

以上卡尔曼均衡方案的设计中都是使用单个卡尔曼滤波器实现偏振复用系统中两个偏振态的均衡解复用，会带来较高的计算复杂度、不利于DSP实现。并且以上方案都没考虑雷击条件下时变的RSOP损伤。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于霍德勒函数模型强雷电流的信道损伤补偿方法，使用两个卡尔曼滤波器分别实现偏振复用系统中两个偏振态的均衡解复用，并有效补偿基于霍德勒函数模型强雷电流所带来的时变的快速RSOP损伤。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于霍德勒函数模型强雷电流的信道损伤补偿方法，包括以下步骤：

步骤1：将光纤中两个偏振态信号进行预处理后输入蝶形滤波器，得到均衡解复用的信号；

步骤2、将步骤1得到均衡解复用的信号，进行误差值计算；