[发明专利]一码元延时干涉平衡探测带内光信噪比测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种一码元延时干涉平衡探测带内光信噪比测量系统，属于高速光通信技术领域。

背景技术

未来较长时间，随着有线和无线宽带接入用户数量持续快速增长，高清电视（HDTV）、三维电视（3DTV）、物联网以及云计算等宽带应用不断涌现，单用户带宽需求成倍增加，未来骨干网将会长期面临传输带宽的压力。100G密集波分复用（DWDM）大容量传输是缓解传输压力的有效手段；但100G系统的成功应用面临着许多难题，其中光信噪比（OSNR）监测尤为棘手。OSNR是光传输系统的一个重要参数，它决定了光放大传输系统的无电中继传输距离，因此可以通过OSNR的监测可以监测系统的性能。

随着光通信网络的传输容量越来越高、调制格式越来越复杂，现有测量OSNR的方法已经不再适用，亟需一种新型的测量OSNR的方法，用于网络性能的评估。新的方法需要满足几点要求：

1.依据新方法研制的OSNR监测仪应该简单、易集成、效率高。这样才能广泛分布在光网络中，帮助准确诊断、定位网络中的问题。相干接收机可以通过数字信号处理的方法测量OSNR，但是这种方法成本高，只能在接收端应用，难以分布在网络中应用。

2.OSNR监测仪应适用于多种调制格式和不同的传输速率。例如应能够测量偏分复用-四相相移键控（PDM-QPSK）或者更高阶QAM光信号的OSNR。

3.OSNR监测仪的测试参数应有准确的定义，并且测量误差在合理范围内，这样才能方便地准确测量光网络中的OSNR。

传统OSNR测试方法主要包括两种：1.带外测试法；2.带内测试法。

带外测试法是以信道间噪声等效信道内噪声来测量OSNR。在100G光传输系统中，多采用50GHz间隔的DWDM。由于信道间隔变小及信号光谱展宽，相邻信道信号光谱的重叠使得信道间不仅有噪声功率，还有部分信号功率，因此带外测试法测出的OSNR将偏小。

众多带内测试方法中最有代表性的是偏正态分离法。该方法将噪声看成无偏振的光源，而信号是偏振光，因此把具有偏振态的信号光从无偏振态的噪声光中分离出来，单独测试信号和噪声功率，得到信道内OSNR。这是目前唯一能够真正实现信道内OSNR无损在线测试的有效方法。另外一种带内方法是关闭信号光直接测试相应波长的信道内噪声，这种方法测试时需要中断被测试波长的业务，无法实现无损测试。

100G波分系统采用PDM-QPSK调制技术，因此偏正态分离法不能对100G波分系统进行带内OSNR测量。现在可用的方法关闭信号光对信道噪声进行积分，该方法需要断开链路，缺陷很大。因此100GDWDM系统信道内OSNR无损在线测试是当前的难题，亟需解决。

发明内容

发明的目的是为解决OSNR无损在线测试的难题，提出了一种一码元延时干涉平衡探测带内光信噪比测量系统，能准确测量DWDM光通信系统的带内信噪比。

一码元延时干涉平衡探测带内光信噪比测量系统，包括一码元延时干涉仪，第一光功率探测模块，第二光功率探测模块，直流稳压电源，OSNR计算单元和反馈控制模块。其中，一码元延时干涉仪包括一个1×2耦合器，一码元延时线，一个移相器，一个2×2耦合器；OSNR计算模块包括存储单元，比较单元和计算单元。

上述各模块间的连接关系为：一码元延时干涉仪的两个输出端口分别连接到第一光率探测模块和第二光功率探测模块，第一光率探测模块和第二光功率探测模块连接到OSNR计算模块的存储单元，存储单元的两路输出连接比较单元，比较单元的两路输出连接计算单元，OSNR计算模块的计算单元连接到反馈控制模块，反馈控制模块连接到直流稳压电源模块，直流稳压电源模块连接到一码元延时干涉仪中的移相器。

1×2耦合器的两个输出分别连接一码元延时线和移相器，一码元延时线和移相器的两个输出连接至2×2耦合器的输入，2×2耦合器的两个输出端口，即为一码元延时干涉仪的输出端口。

一码元延时干涉仪的延时为信号波特率的倒数，即一码元延时干涉仪的自由谱宽度（FSR）等于信号的波特率。通过直流稳压电源的输出控制干涉仪通带位置，使其自由谱峰值位置与测量信道的中心波长对准，调节范围为1个FSR。一码元延时干涉仪两端输出进入第一光功率探测模块和第二光功率探测模块，第一光功率探测模块和第二光功率探测模块的输出进入OSNR计算模块，完成存储、比较、计算功能，计算得到OSNR。

所述一码元延时干涉仪的作用是一码元延时干涉和平衡探测。