[发明专利]一种外差相干的色散估计方法及装置

说明书

一种外差相干的色散估计方法及装置，属于高速光通信技术领域。一种色散估计的装置包括第一处理单元、第二处理单元、时域互相关信号峰值搜索单元和色散计算单元；一种光纤通信系统中的色散估计方法包括：S1将光纤链路传输后的被测信道光信号进行分路、光学混波、平衡探测及低通滤波，得到两路不同的拍频信号；S2计算S1中两路拍频信号的傅里叶变换的共轭乘积，再做傅里叶逆变换得到时域互相关信号；S3时域互相关信号峰值搜索单元搜索S2中时域互相关信号的峰值位置，得到峰值位置的对应时间；S4根据峰值位置的对应时间计算S1中被测光信号的色散值。本发明能快速准确地测量光纤链路的色散且测量范围宽、测量误差低还适用多种调制。

技术领域

本发明涉及一种外差相干的色散估计方法及装置，属于高速光通信技术领域。

背景技术

近年来，随着移动互联网、云计算、大数据、物联网等领域的迅速发展使得数据流量呈现爆炸式的增长。数据流量的快速增长对现有的光纤通信系统及光网络的传输容量、传输距离、系统复杂度及可靠性提出更高的要求。在高速长距离光纤通信系统中，光纤的色散引起光时域互相关信号峰值的展宽会导致码间的串扰，使得系统的误码率升高，限制系统的传输容量。因此对高速光纤通信链路的色散进行准确快速的测量和监测尤为重要。

现有的光纤色散监测方法主要包括基于RF导频的色散估计法，残留边带滤波法，扫描搜索色散法等。

基于RF导频的色散估计法是在发送端插入射频导频信号，由于光纤色散其上下边带信号经过光纤链路传输后会发生符号相反的相位偏移，当相位差为(2k+1)π时，上下边带经光探测后的电信号功率最小。在色散监测点通过分析RF功率谱来实现光纤链路色散的监测。其缺点是需在发送端插入导频。

残留边带滤波法使用带通滤波器将光信号分别进行上、下边带的滤波，通过检测两个残留边带信号的时延差或相位差来计算光纤的色散。残留边带滤波法无需对发射机进行改动，灵敏度高，能够区分色散的正负，同时不受偏振模色散、非线性双折射和啁啾的影响。但其带通滤波器的带宽等于信号的比特率，对信号速率不透明。

扫描搜索色散的方法是对于未知色散的信号，设置一定的色散步长进行扫描；对于每一个色散值，利用设计好的代价函数计算出一个与色散相关的函数值，通过比较所有计算出的函数值，找到其中的极值(最大值或最小值)，从而找到实际的色散值，完成色散的估计。缺点是计算量太大。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有高速光纤链路中色散实时测量的计算量大且测量精度低的技术缺陷，提出了一种外差相干的色散估计方法及装置。

具体的，本发明一种外差相干的色散估计方法及装置包括一种光纤通信系统中的色散估计的方法和一种色散估计的装置；

其中，一种色散估计的装置，简称本装置主要包括第一处理单元、第二处理单元、时域互相关信号峰值搜索单元和色散计算单元；

其中，本装置的所有模块均位于接收端内；

本装置中各模块的连接关系如下：

第一处理单元连接第二处理单元；第二处理单元连接时域互相关信号峰值搜索单元；时域互相关信号峰值搜索单元连接色散计算单元；

本装置中各模块的功能如下：

第一处理单元完成被测光信号分路、光学混频、平衡探测、低通滤波为主的功能；

第二处理单元完成接收第一处理单元所得信号、傅里叶变换、计算共轭乘积再进行傅里叶逆变换的功能；

时域互相关信号峰值搜索单元完成接收第二单元所得信号并进行峰值搜索以及计算峰值位置对应时间的功能；

色散计算单元完成接收时域互相关信号峰值搜索单元输出信号并计算被测光信号色散值的功能；