CN101753217B - 色散监控装置和方法、色散补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及色散监控装置和方法、色散补偿装置。所述色散监控装置用于根据色散相关量序列估计色散，包括：相位差分单元，根据所述计算色散相关量序列，进行相位差分计算，获得相位差序列；相位差差分单元，通过进行相位差差分运算，获得相位差差分序列；色散估计单元，根据所述相位差差分单元获得的相位差差分序列，估计色散。

Description

色散监控装置和方法、色散补偿装置

技术领域

本发明和通信相关，更准确地说，和光通信系统的色散估计和色散补偿有关。

背景技术

光纤中的色散效应会引起传输脉冲的展宽，从而导致误码。为了消除这种影响，需要加入色散补偿模块。对于色散时变的系统，需要实时的色散监测和补偿。文献OFC2008 OThW2“Optical PerformanceMonitoring from FIR Filter Coefficients in Coherent Receivers”提出了一种基于滤波器系数分析的实时色散监控方式。图1示出了依据该实时色散监控方式的色散监控器。如图1所示，现有技术的色散监控装置包括自适应滤波器101、色散相关量计算单元102以及色散监控装置105。色散监控装置105包括相位提取解卷绕单元103和色散估计单元104。

自适应滤波器101可以是单个FIR自适应滤波器(单偏振系统)，也可以是具有蝶形结构的一组自适应滤波器(双偏振系统)。色散相关量计算单元102根据滤波器系数采用一定的算法提取色散相关分量H(ω)。H(ω)是一组离散序列，其长度和滤波器系数长度N相等，序列表示为h₁，h₂，...，h_N。序列h₁，h₂，...，h_N中的各元素具有

的形式，a与系统中的色散量有一对一的确定关系，A，b，c是与色散无关的常数，n是噪声项。相位提取解卷绕单元103提取H(ω)的相位，由于提取的相位始终固定在[0，2π)，而实际的二次曲线的取值范围可能超出这个范围，所以需要相位提取解卷绕单元103同时解卷绕。色散估计单元104通过二次拟合得到上述参数a，进而估计色散。该方法采用自适应滤波器实现系统均衡，根据收敛的滤波器系数提取色散相关部分，通过相角上的二次拟合，估计参数a，从而得到系统中的色散量。这种估计方式存在相位解卷绕问题，即，一旦相位解卷绕出错，将不能正确的估计出色散量。

发明内容

本发明鉴于现有技术的目前状态而作出，用以克服现有技术存在的一个或更多个缺点，至少提供一种有益的选择。

为了实现以上目的，本申请提供了以下方面。

方面1、一种色散监控装置，所述色散监控装置用于根据色散相关量序列估计色散，所述色散监控装置包括：

相位差分单元，根据所述计算色散相关量序列，进行相位差分计算，获得相位差序列；

相位差差分单元，通过进行相位差差分运算，获得相位差差分序列；

色散估计单元，根据所述相位差差分单元获得的相位差差分序列，估计色散。

方面2、根据方面1所述的色散监控装置，其特征在于，

所述相位差分单元为第一共轭积计算单元，所述第一共轭积计算单元利用第一共轭相乘运算，根据所述色散相关量序列获得第一共轭积序列，所述第一共轭相乘运算为计算所述色散相关量序列中的一个元素与所述色散相关量序列中相距指定距离的另一个元素的复共轭之间的乘积；

所述相位差差分单元为第二共轭积计算单元，所述第二共轭积计算单元利用第二共轭相乘运算，根据所述第一共轭积序列获得第二共轭积序列，所述第二共轭相乘运算为计算所述第一共轭积序列中的一个元素与所述第一共轭积序列中相距指定距离的另一个元素的复共轭之间的乘积；以及

所述色散估计单元根据所述第二共轭积序列估计色散。

方面3、根据方面2所述的色散监控装置，其特征在于，还包括色散相关量序列转换步骤，对色散相关量序列中的各元素进行转换，消除色散相关量序列中各元素中幅值的影响。

这一方面例如可以通过包含取幅角函数和指数函数的算法完成。例如利用公式

来完成。其中c为固定常数。

方面4、根据方面2所述的色散监控装置，其特征在于，所述第一共轭积计算单元利用以下公式进行共轭相乘运算：

$P_{\min (i,i+j)}=h_i{h}_{i+j}^{*},$

其中，p_i为共轭积序列中的第i个元素，h_i为所述色散相关量序列中的第i个元素，当j为大于0小于N的整数，i＝1，2，...，N-j，当j为小于0大于-N的整数，i＝1-j，2-j，...，N，N为所述色散相关量序列的长度，min(i，i+j)为取i和i+j中的小值，

表示h_i+j的复共轭；

所述共轭积差分单元利用以下公式进行共轭积差分运算：

q_i为共轭积差分序列中的第i个元素，m为大于0小于N-|j|的整数时，i＝1，2，...，N-|j|-m，m为小于0大于-N+|j|的整数时，i＝1-m，2-m，...，N-|j|，表示p_i+m的复共轭；

所述色散估计单元根据以下两个公式中的一个获取色散估计用参数a：

$a=\frac{\mathrm{mean}[\arg \left(q_1\right),\arg \left(q_2\right),...,\arg \left(q_{N-\left|j\right|-\left|m\right|}\right)]}{2\mathrm{mj}{\left(\frac{2\mathrm{\π}{f}_s}{N}\right)}^2}$ 或

$a=\frac{\arg \left[\mathrm{mean}(q_1,q_2,...,q_{N-\left|j\right|-\left|m\right|})\right]}{2\mathrm{mj}{\left(\frac{2\mathrm{\π}{f}_s}{N}\right)}^2}$

其中，arg()表示取复数的幅角，mean()表示取平均，f_s为系统采样率。

方面5、根据方面1所述的色散监控装置，其特征在于，

所述相位差分单元为幅角差分单元，所述幅角差分单元对所述色散相关量序列中的各色散相关量取幅角，并计算这些幅角之间的幅角差，而获得幅角差分序列；

所述相位差差分单元为幅角差差分单元，所述幅角差差分单元通过差分运算而根据幅角差分序列获得幅角差差分序列；以及

所述色散估计单元根据所述幅角差差分序列估计色散。

方面6、根据方面5所述的色散监控装置，其特征在于，

所述幅角差分单元根据以下公式获得幅角差分序列：

p_min(i，i+j)＝arg(h_i)-arg(h_i+j)，其中p_i为幅角差分序列中的第i个元素，h_i为所述色散相关量序列中的第i个元素，当j为大于0小于N的整数，i＝1，2，...，N-j，当j为小于0大于-N的整数，i＝1-j，2-j，...，N，N为所述色散相关量序列的长度；arg()表示取复数的幅角；

所述幅角差差分单元根据以下的公式获得所述幅角差差分序列：

q_min(i，i+m)＝p_i-p_i+m，其中q_i为幅角差差分序列中的第i个元素，m为大于0小于N-|j|的整数时，i＝1，2，...，N-|j|-m，m为小于0大于-N+|j|的整数时，i＝1-m，2-m，...，N-|j|；

所述色散估计单元根据以下公式获得估计色散量的参数a，和

$a=\frac{\mathrm{mean}({\hat{q}}_1,{\hat{q}}_2,...,{\hat{q}}_{N-\left|j\right|-\left|m\right|})}{2\mathrm{mj}{\left(\frac{2\mathrm{\π}{f}_s}{N}\right)}^2},$

其中mod(q_i+π，2π)表示对q_i+π模2π，mean()表示取平均。

方面7、一种色散补偿装置，其特征在于，其包括方面1-5任一项所述的色散监控装置。

方面8、根据方面7所述的色散补偿装置，其特征在于，所述色散补偿装置还包括：

静态的主色散补偿单元，用于根据色散监控装置获得的色散估计值对色散进行补偿；

自适应的残余色散补偿单元，用于对经所述主色散补偿单元进行色散补偿后的残余色散进行补偿，并提供色散相关量计算单元的输入；

色散相关量计算单元，根据残余色散补偿单元的滤波器系数计算色散相关量，

所述色散监控装置根据所述色散相关量对色散进行监控。

方面9、一种色散监控方法，所述色散监控方法用于根据色散相关量序列估计色散，所述色散监控方法包括：

相位差分步骤，根据所述计算色散相关量序列，进行相位差分计算，获得相位差序列；

相位差差分步骤，通过进行相位差差分运算，获得相位差差分序列；

色散估计步骤，根据所述相位差差分步骤获得的相位差差分序列，估计色散。

方面10、根据方面9所述的色散监控方法，其特征在于，

所述相位差分步骤利用第一共轭相乘运算，根据所述色散相关量序列获得第一共轭积序列，所述第一共轭相乘运算为计算所述色散相关量序列中的一个元素与所述色散相关量序列中相距指定距离的另一个元素的复共轭之间的乘积；

所述相位差差分步骤利用第二共轭相乘运算，根据所述第一共轭积序列获得第二共轭积序列，所述第二共轭相乘运算为计算所述第一共轭积序列中的一个元素与所述第一共轭积序列中相距指定距离的另一个元素的复共轭之间的乘积；以及

所述色散估计步骤根据所述第二共轭积序列估计色散。

方面11、根据方面9所述的色散监控装置，其特征在于，

所述相位差分步骤对所述色散相关量序列中的各色散相关量取幅角，并计算这些幅角之间的幅角差，而获得幅角差分序列；

所述相位差差分步骤通过差分运算而根据幅角差分序列获得幅角差差分序列；以及

所述色散估计步骤根据所述幅角差差分序列估计色散。

方面12、一种计算机可执行软件，其包括这样的指令，当该指令被计算机或其它逻辑部件执行时，可以使该计算机或其它逻辑部件实现以上的方法中的各个步骤。

这里说的执行包括对所述指令进行了解释或编译之后进行的执行。

方面13、一种计算机可读存储介质，其存储有方面12所述的计算机可执行软件。所述计算机可读存储介质例如可以是CD、DVD、软盘、磁带、硬盘驱动器、闪存、ROM、RAM等。

利用本发明的装置和方法，可以消除解卷绕以及二次拟合的过程，能够使色散估计更加可靠。

参照以下的说明和附图，本发明的这些和进一步的方面和特征将变得更加清楚。在所述的说明和附图中，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

参照以下的附图可以更好地理解本发明的很多方面。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，使其相对于在依据本发明实际制造的示例性装置中的其它部件变得更大。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。此外，在附图中，类似的标号表示几个附图中对应的部件，并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。

附图说明

附图示出了本发明的优选实施例，构成了说明书的一部分，用于与文字说明一起进一步详细地阐释本发明的原理、特征和优点。其中：

图1示出了现有技术的色散监控装置；

图2示出了依据本发明的色散监控装置的概念图；

图3示出了依据本发明的一种实施方式的色散监控装置的解释性方框图；

图4示出了依据本发明的另一种实施方式的色散监控装置的解释性方框图；

图5示出了采用依据本发明的色散监控装置的色散补偿装置的解释性方框图；以及

图6是示出了依据本发明的一种实施方式的色散监控方法的示意性流程图。

具体实施方式

下面结合附图描述本发明的具体实施方式。本发明采用相位差分的方式，回避了相位解卷绕问题，使得色散的估计更为可靠。

图2示出了依据本发明的一种实施方式的色散监控器。如图2所示，依据本发明的一种实施方式的色散监控器包括自适应滤波器101、色散相关量计算单元102以及色散监控装置204。

自适应滤波器101和色散相关量计算单元102与现有技术的相同，在此不予赘述。在本发明的该实施方式中，色散监控装置204包括相位差分单元201、相位差差分单元202以及色散估计单元203。

假设系统(例如接收机系统)的AD的采样率为f_s，色散相关量计算单元102提取色散相关量H(ω)。H(ω)是一组离散序列，其长度和滤波器系数长度N相等，序列表示为h₁，h₂，...，h_N。

由相位差分单元201、相位差差分单元202和色散估计单元203共同组成的色散监控装置204可以通过处理序列h₁，h₂，...，h_N的共轭积或者处理其幅角序列arg(h₁)，arg(h₂)，...，arg(h_N)的差分这两种方式工作，其中arg(*)表示取复数的幅角。下面对此进行详细说明。

图3示出了色散监控装置204处理序列h₁，h₂，...，h_N的共轭积的实施方式。其中，第一共轭积计算单元301、第二共轭积计算单元302以及色散估计单元303分别与图2中的相位差分单元201、相位差差分单元202和色散估计单元203相对应。

如图3所示，色散相关量计算单元102输出的色散相关量H(ω)是序列205，表示为h₁，h₂，...，h_N，序列205输入第一共轭积计算单元301。

第一共轭积计算单元301通过共轭相乘得到输入的序列205的一组共轭积序列，即第一共轭积序列306，其对应于相位差分序列。第一共轭积序列306可表示为p₁，p₂，...，p_N-|j|，其中

p_i是第一共轭积序列306中的第i个元素，min(i，i+j)表示i和i+j中值较小的值。在一种实施方式中，N＞j＞0，此时，i＝1，2，...，N-j。在另一实施方式中，-N＜j＜0，此时i＝1-j，2-j，...，N。从以上的描述中可以看出，共轭相乘即色散相关量序列中某一色散相关量与该序列中与其相隔一个或更多个的另外的色散相关量的共轭进行的乘积。

第二共轭积差分单元302通过共轭相乘得到第一共轭积序列306的进一步的共轭积序列，称为第二共轭积序列307，图中用q₁，q₂，...，q_N-|j|-|m|表示。其中q_i是第二共轭积序列307中的第i个元素。在一种实施方式中，N-|j|＞m＞0，此时，i＝1，2，...，N-|j|-m。在另一种实施方式中，-N+|j|＜m＜0，此时i＝1-m，2-m，...，N-|j|。

序列205对应于本发明的色散相关量序列，第一共轭积序列306对应于相位差分序列，第二共轭积序列307对应于相位差差分序列。利用公式

的运算对应于相位差分运算，利用公式

的运算对应于相位差差分运算。

色散估计单元303通过求平均和取相角来估计a。可以先取相角后再平均。此时，

即对q_i取幅角，然后求平均，最后除以归一化常数，或者先平均后取相角。此时，

即先对q_i求平均，然后取幅角，并最后除以归一化常数。其中arg(*)表示取复数的幅角，mean(*)表示取平均，采用现有技术可以由a进而直接估计色散量。

以上方式针对复数操作，但是本方法只和相角有关而和模值A无关，实际可以取

c取任意常数。优选地，取c＝1，这时

用

代替h_i进行后面的第一共轭计算。

序列h₁，h₂，...，h_N具有

的形式。但实际工作中，序列h₁，h₂，...，h_N中的各元素中的模值A可能并不完全相等，即有微小的差异。利用上面的公式，

消除了A的影响，可以使对色散的估计更加可靠。可以利用其它的公式来消除A的影响。

这里以j＝1，m＝1为例，说明该方法的原理。

序列h₁，h₂，...，h_N具有的形式，其中

那么序列p₁，p₂，...，p_N-1具有

的形式，消去了c；序列q₁，q₂，...，q_N-2具有

的形式，消去了b并且恒定，不需要解卷绕。在a的估计中求平均是为了消除噪声的影响，以得到更精确的估计。

图4示出了色散监控装置204处理幅角序列arg(h₁)，arg(h₂)，...，arg(h_N)的实施方式。其中，幅角差分单元401、幅角差差分单元402以及色散估计单元403分别与图2中的相位差分单元201、相位差差分单元202和色散估计单元203相对应。

如图4所示，色散相关量计算单元102输出的色散相关量H(ω)是序列205(h₁，h₂，...，h_N)，序列205输入幅角差分单元401。

幅角差分单元401通过差分得到序列406，称为幅角差分序列406，表示为p₁，p₂，...，p_N-|j|，其中p_min(i，i+j)＝arg(h_i)-arg(h_i+j)。在一种实施方式中，N＞j＞0，此时，i＝1，2，...，N-j。在另一种实施方式中，-N＜j＜0，此时，i＝1-j，2-j，...，N。p_i是幅角差分序列406中的第i个元素。即取序列205中的一个元素的幅角与序列205中的与该个元素相隔指定距离的元素的幅角之间的差。

幅角差差分单元402通过差分得到幅角差差分序列407，图中用q₁，q₂，...，q_N-|j|-|m|表示，其中q_min(i，i+m)＝p_i-p_i+m。q_i幅角差差分序列407中的第i个元素。在一种实施方式中，N-|j|＞m＞0，此时，i＝1，2，...，N-|j|-m。在另一种实施方式中，-N+|j|＜m＜0，此时，i＝1-m，2-m，...，N-|j|。

色散估计单元403将序列q₁，q₂，...，q_N-|j|-|m|中的各元素加π后取其与2π的模(又称模2π)，而将各元素限定在(-π，π]内，从而得到了序列

即，

q_i是幅角差差分序列407中的第i个元素。其中mod(q_i+π，2π)表示对q_i+π模2π。然后进行平均，来估计

mean()表示取平均，采用现有技术可以由a进而直接估计色散量。

另外，类似地，也可如前所述地利用某些算法来消除幅值A的影响。

这里以j＝1，m＝1为例，说明该方法的原理。

序列h₁，h₂，...，h_N具有

的形式，其中

那么序列p₁，p₂，...，p_N-1具有-j(a(ω₁+ω₂)Δω+bΔω)，-j(a(ω₂+ω₃)Δω+bΔω)，...，-j(a(ω_N-1+ω_N)Δω+bΔω)的形式，消去了c；序列q₁，q₂，...，q_N-2具有ja(2Δω²)，ja(2Δω²)，...，ja(2Δω²)的形式，消去了b并且恒定，不需要解卷绕。在a的估计中求平均是为了消除噪声的影响，以得到更精确的估计。

本发明的色散监测装置可以有很多应用。例如应用在色散补偿装置、系统状态检测装置等中。

OFC/NFOEC2007 OTuA1“Transmission of 42.8Gbit/s PolarizationMultiplexed NRZ-QPSK over 6400km of Standard Fiber with no OpticalDispersion Compensation”中提到采用两级滤波器来补偿光纤传输系统损伤的结构。在该系统中，通常采用一个预置系数的FIR来补偿大色散，但是预置多少不知道，可以利用本发明的色散监控装置利用后面的FIR来估计该预置值。

图5给出了依据本发明一种实施方式的色散补偿装置。如图5所示，依据本发明一种实施方式的色散补偿装置包括第一级滤波器501、第二级滤波器502、色散相关量计算单元102以及依据本发明的色散监控装置204。

第一级滤波器501采用静态系数的长系数滤波器进行滤波，用来补偿较大的色散。第二级滤波器502采用自适应的短系数滤波器进行滤波，用来实时的跟踪系统的变化，补偿残余色散，偏振相关色散，在偏振复用系统中还要完成偏振解复用。第二级滤波器502与图1和图2中的自适应滤波器101相当。当系统的变化比较大时，残余色散会接近或者超过第二级滤波器502所能补偿的范围，此时需要调整第一级滤波器501的滤波器系数，使残余色散在第二级滤波器502的补偿范围内。其中第一级滤波器501的系数的确定需要知道系统中的色散值，可以根据第二级滤波器502的滤波器系数来确定系统中的色散值。即，在本发明的一种实施方式中，第二级滤波器502将自身的滤波器系数输出到色散相关量计算单元102。

本发明的色散监测装置通过监测短系数滤波器的滤波器系数，并进而确定系统中的色散值，调整长系数滤波器的色散补偿量，使得当系统色散发生变化时，长系数滤波器仍能补偿大部分的色散，系统残余色散仍在短系数滤波器的补偿范围以内。

另外，虽然上面的说明是针对进行二级滤波补偿的色散补偿装置进行的，但本领域技术人员能够想到，本发明的色散监控装置也可以应用于进行一级补偿的色散补偿装置。此时，直接估计监测的色散值，根据需要，将估计出的色散值送到别的模块中。

图6是示出了依据本发明的一种实施方式的色散监控方法的示意性流程图。

如图6所示，首先，在步骤S601，由自适应滤波器101进行自适应滤波。然后，在步骤S602，由色散相关量计算单元计算色散相关量，获得色散相关量序列h₁，h₂，...，h_N。之后，在步骤S603，进行相位差分计算。在这一步骤中，可以如图3所示地由第一共轭积计算单元根据上文描述的算法进行第一共轭计算，从而根据色散相关量序列h₁，h₂，...，h_N获得第一共轭积序列

另选地，在这一步骤中，可以如图4所示地由幅角差分单元401进行差分计算，从而根据色散相关量序列h₁，h₂，...，h_N获得幅角差分序列p₁，p₂，...，p_N-|j|，其中，p_min(i，i+j)＝arg(h_i)-arg(h_i+j)。接着，在步骤S604，进行相位差差分计算。当在步骤S603计算出的是第一共轭积序列时，在步骤S604计算第二共轭积序列，这例如由图3的第二共轭积计算单元302根据前述的算法实现。在步骤S603计算出的是幅角差序列时，在步骤S604计算幅角差差分序列，这例如由图4的幅角差差分单元402实现。

此后，在步骤S605，进行色散估计。色散估计可以根据步骤S604的计算结果，由图3的色散估计单元303进行，或由图4所示的色散估计单元403完成。

应该注意，本发明的描述只是示例性的，目的是使本领域的普通技术人员能够清楚地了解并进而实现本发明，为此，在本发明的描述中省略了在实际中可能会存在的，但对于本领域技术人员来说显而易见的某些部件。

以上描述了本发明的特定的实施方式。但是，本领域的普通技术人员应该明白，对本发明进行各种变型、修改或替换都是可能的。因此，所有在本发明权利要求书精神和范围内的变型、修改和替换都应解释为在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种色散监控装置，所述色散监控装置用于根据色散相关量序列估计色散，所述色散监控装置包括：

相位差分单元，根据所述色散相关量序列，进行相位差分计算，获得相位差序列；

相位差差分单元，通过进行相位差差分运算，获得相位差差分序列；

色散估计单元，根据所述相位差差分单元获得的相位差差分序列，估计色散。

2.根据权利要求1所述的色散监控装置，其特征在于，

所述相位差分单元为第一共轭积计算单元，所述第一共轭积计算单元利用第一共轭相乘运算，根据所述色散相关量序列获得第一共轭积序列，所述第一共轭相乘运算为计算所述色散相关量序列中的一个元素与所述色散相关量序列中相距指定距离的另一个元素的复共轭之间的乘积；

所述相位差差分单元为第二共轭积计算单元，所述第二共轭积计算单元利用第二共轭相乘运算，根据所述第一共轭积序列获得第二共轭积序列，所述第二共轭相乘运算为计算所述第一共轭积序列中的一个元素与所述第一共轭积序列中相距指定距离的另一个元素的复共轭之间的乘积；以及

所述色散估计单元根据所述第二共轭积序列估计色散。

3.根据权利要求2所述的色散监控装置，其特征在于，所述第一共轭积计算单元利用以下公式进行第一共轭相乘运算：

$p_{\min (i,i+j)}=h_i{h}_{i+j}^{*},$

其中，p_i为第一共轭积序列中的第i个元素，h_i为所述色散相关量序列中的第i个元素，当j为大于０小于N的整数时，i＝1,2,...,N-j，当j为小于０大于-N的整数时，i＝1-j,2-j，...,N，N为所述色散相关量序列的长度，min(i,i+j)为取i和i＋j中的小值，

表示h_i+j的复共轭；

所述第二共轭积计算单元利用以下公式进行第二共轭相乘运算：

$q_{\min (i,i+m)}=p_i{p}_{i+m}^{*},$

q_i为第二共轭积序列中的第i个元素，m为大于０小于N-|j|的整数时，i＝1,2，...,N-|j|-m，m为小于０大于-N+|j|的整数时，i＝1-m,2-m,..,N-|j|，

表示p_i+m的复共轭；

所述色散估计单元根据以下两个公式中的一个获取色散估计用参数a：

$a=\frac{\mathrm{mean}[\arg \left(q_1\right),\arg \left(q_2\right),...,\arg \left(q_{N-\left|j\right|-\left|m\right|}\right)]}{2\mathrm{mj}{\left(\frac{2\mathrm{\π}{f}_s}{N}\right)}^2}$ 或

$a=\frac{\arg \left[\mathrm{mean}(q_1,q_2,...,q_{N-\left|j\right|-\left|m\right|})\right]}{2\mathrm{mj}{\left(\frac{2\mathrm{\π}{f}_s}{N}\right)}^2}$

其中，arg()表示取复数的幅角，mean()表示取平均，f_s为系统采样率。

4.根据权利要求1所述的色散监控装置，其特征在于，

所述相位差分单元为幅角差分单元，所述幅角差分单元对所述色散相关量序列中的各色散相关量取幅角，并计算这些幅角之间的幅角差，而获得幅角差分序列；

所述相位差差分单元为幅角差差分单元，所述幅角差差分单元通过差分运算而根据幅角差分序列获得幅角差差分序列；以及

所述色散估计单元根据所述幅角差差分序列估计色散。

5.根据权利要求4所述的色散监控装置，其特征在于，

所述幅角差分单元根据以下公式获得幅角差分序列：

p_min(i,i+j)＝arg(h_i)-arg(h_i+j)，其中p_i为幅角差分序列中的第i个元素，h_i为所述色散相关量序列中的第i个元素，当j为大于０小于N的整数时，i＝1,2,...,N-j，当j为小于０大于-N的整数时，i＝1-j,2-j，...,N，N为所述色散相关量序列的长度；arg()表示取复数的幅角；

所述幅角差差分单元根据以下的公式获得所述幅角差差分序列：

q_min(i，i+m)=p_i-p_i+m，其中q_i为幅角差差分序列中的第i个元素，min(i,i+j)为取i和i＋j中的小值，m为大于０小于N-|j|的整数时，i＝1,2,..,N-|j|-m，m为小于０大于-N+|j|的整数时，i＝1-m,2-m，...,N-|j|；

所述色散估计单元根据以下公式获得估计色散量的参数a，

${\hat{q}}_i=\mathrm{mod}(q_i+\mathrm{\π},2\mathrm{\π})-\mathrm{\π},$ 和

$a=\frac{\mathrm{mean}({\hat{q}}_1,{\hat{q}}_2,...,{\hat{q}}_{N-\left|j\right|-\left|m\right|})}{2\mathrm{mj}{\left(\frac{2\mathrm{\π}{f}_s}{N}\right)}^2},$

其中mod(q_i+π,2π)表示对q_i+π模2π，mean()表示取平均，f_s为系统采样率。

6.一种色散补偿装置，其特征在于，其包括权利要求1－5任一项所述的色散监控装置。

7.根据权利要求6所述的色散补偿装置，其特征在于，所述色散补偿装置还包括：

静态的主色散补偿单元，用于根据色散监控装置获得的色散估计值对色散进行补偿；

自适应的残余色散补偿单元，用于对经所述主色散补偿单元进行色散补偿后的残余色散进行补偿；

色散相关量计算单元，根据残余色散补偿单元的滤波器系数计算色散相关量，

所述色散监控装置根据所述色散相关量对色散进行监控。

8.一种色散监控方法，所述色散监控方法用于根据色散相关量序列估计色散，所述色散监控方法包括：

相位差分步骤，根据所述色散相关量序列，进行相位差分计算，获得相位差序列；

相位差差分步骤，通过进行相位差差分运算，获得相位差差分序列；

色散估计步骤，根据所述相位差差分步骤获得的相位差差分序列，估计色散。

9.根据权利要求8所述的色散监控方法，其特征在于，

所述相位差分步骤利用第一共轭相乘运算，根据所述色散相关量序列获得第一共轭积序列，所述第一共轭相乘运算为计算所述色散相关量序列中的一个元素与所述色散相关量序列中相距指定距离的另一个元素的复共轭之间的乘积；

所述相位差差分步骤利用第二共轭相乘运算，根据所述第一共轭积序列获得第二共轭积序列，所述第二共轭相乘运算为计算所述第一共轭积序列中的一个元素与所述第一共轭积序列中相距指定距离的另一个元素的复共轭之间的乘积；以及

所述色散估计步骤根据所述第二共轭积序列估计色散。

10.根据权利要求8所述的色散监控方法，其特征在于，

所述相位差分步骤对所述色散相关量序列中的各色散相关量取幅角，并计算这些幅角之间的幅角差，而获得幅角差分序列；

所述相位差差分步骤通过差分运算而根据幅角差分序列获得幅角差差分序列；以及

所述色散估计步骤根据所述幅角差差分序列估计色散。

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