[发明专利]使用频谱相关性对已调制信号的频谱形状进行无噪声测量

说明书

公开了用于表征沿着通信链路传播的光信号的方法和系统。所述信号包括以符号频率调制的数据携载信号成分和噪声成分。所述方法包括测量所述信号的光功率频谱，所述光功率频谱包括数据携载信号频谱分量和噪声频谱分量。所述方法还包括根据信号的频谱分量对的中心频率确定所述信号的频谱分量对内测量到的频谱相关函数，每一对中的频谱分量通过所述符号频率而彼此频谱分开。所述方法还包括基于所测量到的光功率频谱来获得对于所述数据携载信号频谱分量的解，使得基于所述解的计算出的频谱相关函数匹配所述测量到的频谱相关函数。在一些实施例中，所述频谱相关函数被测量为低频拍音振幅函数。

技术领域

技术领域总体上涉及电信应用中的光信号表征，并且更具体地，涉及一种用于频谱表征沿着光通信链路传播的光信号的方法和设备，例如以将数据携载信号(data-carrying signal，数据传输信号)成分与噪声成分区别开和/或执行光信噪比(OSNR)测量。

背景技术

长途光纤通信系统的性能在很大程度上取决于光信噪比(OSNR)。OSNR是关于光电信链路携载的信号的品质的常规可测量特性。光通信链路中的主要噪声分量通常是未偏振的放大自发辐射(ASE)噪声。ASE噪声是由链路中的光放大器造成的频谱宽带噪声源。在实践中，因此必须在沿着链路的某处(例如，在接收器端处)测量OSNR。当前的现有技术系统使用复杂调制方案和偏振复用(PM)两者实现高频谱效率。然而，在密集地包装的信道与PM信号两者相结合的情况下，传统OSNR测量技术失效。也就是说，通常无法在信号频谱带宽之外测量ASE噪声频谱，因为信道的间隔太小。同时，依赖于信号是100％偏振而ASE不偏振的事实，消除偏振型的带内测量方法也存在缺点，因为整体PM信号也不偏振。

在共同拥有的美国专利US 9,112,604 B2中提出一种使用信号的所获得的光频谱踪迹来测量PM信号上的噪声电平的方法，该专利的公开内容以全文引用的方式并入本文中。这种方法基于知晓由参考信号提供的数据携载信号成分的频谱形状。由于这种知晓，数据携载信号成分和ASE噪声成分可以在数学上彼此区别开，否则在光频谱踪迹上它们看起来像合在一起。对信号成分的频谱形状的知晓可以来源于对所采用的参考信号的在先采集。例如，可以在沿着相同光通信链路的通常是上游的不同点处获得参考信号，在该处OSNR是已知的或者信号可以被认为是没有ASE噪声的。因此，参考信号源于与被测信号相同的光发射器。美国专利US 9,112,604 B2中描述的方法认为在光信号带宽内信号的频谱形状沿着通信链路不会显著地改变。因此，这种参考信号的信号成分被认为是在频谱上代表被测信号的信号成分。美国专利申请公布文本US 2014/0328586 A1和US 2016/0127074 A1(它们的公开内容以全文引用的方式并入本文)包括用于解释源于例如非线性效应的频谱形状变化的规定。

在美国专利申请公布文本US 2016/0164599 A1中公开了一种用于确定光信息信号(例如，PM信号)的带内OSNR和其他质量参数的方法。所述方法涉及例如借助于常规光谱分析仪来测量噪声信号的光功率频谱，并且随后借助于两个光窄带振幅或功率检测器来测量信号的光振幅或功率/强度谱中预定的一对间隔开的时变频率分量之间的相关性。信号的带内噪声可以从相关性测量来确定。对信号功率的测量可以用来基于确定的带内噪声而确定OSNR。这种方法的缺点是所需设备的复杂性和高成本，尤其是涉及两个全相干接收器。

因此，在开发将电信应用中使用的光信号中的信号与噪声区别开的技术中仍存在挑战。

发明内容