CN102231644A - 一种检测光信噪比的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种检测光信噪比的装置和方法。所述装置包括：偏振态切换模块、偏振分束器、第一光电转换模块、第二光电转换模块、功率比较模块和OSNR计算模块。偏振态切换模块根据功率比较模块产生的指示信号，对输入到偏振态切换模块的待测光的偏振态进行预定的切换，使得偏振分束器输出的两个光信号的平均功率差异满足预定的要求，在所述两个光信号的平均功率差异满足预定要求时，OSNR计算模块对所述两个光信号进行光电转换后的电信号进行信号均衡，然后基于均衡后的信号计算得到所述待测光的OSNR。本发明实施例提供的检测OSNR的方案，无需偏振控制器，可以低成本、快速高效的检测待测光的OSNR。

Description

一种检测光信噪比的方法和装置

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种检测光信噪比的方法和装置。

背景技术

目前，由于大容量业务的出现，光通信骨干网单通道信息传输速率从10Gb/s向40Gb/s及以上速率演进，通道间隔也逐渐从100GHz向50GHZ演进。为了对这些高速大容量的通信系统进行有效的控制和管理，对网络中的高速DWDW(Dense Wavelength Division Multiplexing，密集波分复用)信号进行光性能的监测就变得越来越重要。由于OSNR(Optical Signal to Noise Ration，光信噪比)能够比较准确的反映信号质量，OSNR就成为了在进行光性能监测时衡量光性能的一项重要指标。

传统的OSNR检测方法是一种带外OSNR检测方法，其主要采用线性插值法，通过测量通道间的噪声，然后根据测得的通道间的噪声的基本插值估算光信号的带内噪声，从而计算出光信号的OSNR。这种方法在简单的低速点到点DWDM网络是有效的。但是随着可再配置光分插复用器等带有光滤波器的光学子系统的大量引入，通道之间的噪声被滤波抑制，小于实际通道波长位置所存在的带内噪声，导致利用通道间的噪声计算信号的带内噪声的方法不再准确。同时，对于40Gb/s及以上速率的高速DWDM系统，一方面由于信号谱宽较宽，获取信号功率时，滤波器不能覆盖到所有信号功率，导致信号功率测试结果偏小；另一方面由于通道间隔变小，测量带外噪声时，本通道或相邻通道的信号会窜入滤波器而被误认为噪声，造成噪声测试结果偏大；这两方面的综合效应会导致检测的OSNR不准确，无法反映光信号的真实质量。

为了克服传统OSNR检测技术存在的缺陷，现有技术中采用了偏振分离法来准确测量通道内噪声进而测量OSNR。该方法利用信号是偏振光，ASE(Amplified Spontaneous Emission，放大自发辐射)噪声是非偏振光的特性进行OSNR检测。其检测的过程大概为：在测试点将待测光通过一个偏振控制器，再让这束光通过偏振分束器，通过持续调节偏振控制器改变该光信号的偏振态，寻找一个偏振态能刚好使得偏振分束器两个输出臂上的光强一个达到最大值Pmax而另一个达到最小值Pmin。其中当光信号的偏振态和偏振分束器中的线性起偏器的偏振方向相同时，信号可以完全通过，而噪声只有偏振态和线性起偏器的偏振方向相同的一半的噪声可以通过，此时通过的光强最大，为信号功率和一半的噪声功率；而当信号偏振态和线性起偏器的偏振方向垂直时，通过的光强最小，仅为一半的噪声功率。因此，用Pmax减去Pmin就得到了信号的功率，而2Pmin就是噪声功率，进而得到通道内的OSNR为(Pmax-Pmin)/(2Pmin)。

但是，现有技术中存在以下缺点：在进行OSNR检测时，必需使用昂贵的偏振控制器持续地调节光信号的偏振态，才能寻找到一个偏振态使得偏振分束器的两臂输出的光强刚好一个是最大值另一个是最小值，检测成本高，检测速度慢；在检测DWDM信号的OSNR时，由于需要对所有的通道都进行OSNR检测，而每个通道的信号偏振态都不同，在结束对一个通道进行OSNR检测转而检测另一通道对应的OSNR时，需要持续调节偏振控制器，以重新寻找一偏振态使得偏振分束器两臂输出的光强刚好一个达到最大值另一个达到最小值，导致检测完所有通道所对应的OSNR耗时长，速度慢，效率低。

发明内容

鉴于现有技术存在的缺陷，本发明提供一种能快速高准确度的光信噪比的检测方案。

一方面，本发明实施例提供一种检测光信噪比OSNR的装置，包括：偏振态切换模块，偏振分束器，第一光电转换模块，第二光电转换模块，功率比较模块，OSNR计算模块；

所述偏振态切换模块，用于接收待测光，根据所述功率比较模块产生的指示信号对所述待测光的偏振态进行预定的切换；

所述偏振分束器，用于对所述偏振态切换模块输出的光信号进行偏振分束，得到第一光信号和第二光信号；

所述第一光电转换模块，用于对所述第一光信号进行光电转换，得到第一电信号；

所述第二光电转换模块，用于对所述第二光信号进行光电转换，得到第二电信号；

所述功率比较模块，用于获得所述第一电信号的平均功率和第二电信号的平均功率，并比较所述第一电信号的平均功率和所述第二电信号的平均功率，当所述第一电信号的平均功率和所述第二电信号的平均功率差异不满足预定要求时，产生指示信号以指示所述偏振态切换模块对所述待测光的偏振态进行预定的切换；

所述OSNR计算模块，用于当所述第一电信号的平均功率与所述第二电信号的平均功率差异满足所述预定要求时，对所述第一电信号和第二电信号进行信号均衡，得到均衡后的信号，根据所述第一电信号的平均功率、所述第二电信号的平均功率和所述均衡后的信号，计算得到所述待测光中噪声的功率和所述待测光中信号的功率，并根据所述待测光中噪声的功率和所述待测光中信号的功率，计算得到所述待测光的OSNR。

另一方面，本发明实施例还提供一种检测光信噪比的方法，包括：

将待测光进行偏振分束，得到第一光信号和第二光信号；

对所述第一光信号进行光电转换，得到第一电信号；对所述第二光信号进行光电转换，得到第二电信号；

获得所述第一电信号的平均功率和第二电信号的平均功率，比较所述第一电信号的平均功率和所述第二电信号的平均功率；当所述第一电信号的平均功率和所述第二电信号的平均功率的差异不满足预定要求时，在进行偏振分束之前，对所述待测光的偏振态进行预定的切换，使得所述第一电信号的平均功率和所述第一电信号的平均功率的差异满足所述预定要求；

当所述第一电信号的平均功率和所述第二电信号的平均功率差异满足所述预定要求时，对所述第一电信号和第二电信号进行信号均衡，得到均衡后的信号；根据所述第一电信号的平均功率、所述第二电信号的平均功率和所述均衡后的信号，计算得到所述待测光中噪声的功率和所述待测光中信号的功率；根据所述待测光中噪声的功率和所述待测光中信号的功率，计算得到所述待测光的OSNR。

本发明实施例提供的检测光信噪比的方案，由于是基于信号均衡后的信号进行OSNR的计算，所以无需对待测光的偏振态进行持续调节以使得偏振分束后的一个光信号的功率达到最大值。同时，本发明实施例提供的检测OSNR的方案，通过判断偏振分束器输出的两个光信号对应的电信号功率之间的差异是否满足预定的要求，来决定是否对输入的待测光的偏振态进行切换，可以有效的控制偏振分束器输出的两个光信号之间的功率差异，从而为后续能准确地计算出待测光的OSNR提供了保障。在对待测光的偏振态进行切换时，是在有限的几个偏振态之间进行切换，因此，检测OSNR的速度和效率也得到较大的提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的检测光OSNR的装置的第一结构示意图；

图2为本发明实施例提供的检测光OSNR的装置的第二结构示意图；

图3A为本发明实施例提供的当45度偏振开关一直处于0度旋偏工作状态时，偏振分束器输出的两个光信号的功率比K随待测光信号的θ变化的示意图；

图3B为本发明实施例提供的当45度偏振开关一直处于45度旋偏工作状态时，偏振分束器输出的两个光信号的功率比K随待测光信号的θ变化的示意图；

图3C为本发明实施例提供的当45度偏振开关在0度旋偏和45度旋偏工作状态之间相互切换时，偏振分束器输出的两个光信号的功率比K随待测光信号的θ变化的示意图；

图4为本发明实施例提供的检测OSNR的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种检测光信噪比OSNR的装置，其结构如图1所述，该装置包括：偏振态切换模块11，偏振分束器12，第一光电转换模块13，第二光电转换模块14，功率比较模块15和OSNR计算模块16。

偏振态切换模块11，用于接收待测光，并根据功率比较模块15所产生的指示信号，对接收到的待测光的偏振态进行预定的切换。本发明实施例中，偏振态切换模块11具体可以为偏振开关或者旋偏器等。在本发明实施例中，偏振态切换模块11在指示信号的控制下，对输入的光信号的偏振态在有限的几种偏振态之间做切换，而非对输入光信号的偏振态做持续的调节。本发明实施例中提到的预定的切换也是指在这有限的几种偏振态之间，将光信号的偏振态从其中一种偏振态切换到另外一种偏振态。

偏振分束器12，用于对偏振态切换模块11输出的光信号进行偏振分束，得到第一光信号和第二光信号。

第一光电转换模块13，用于对偏振分束器12输出的第一光信号进行光电转换，得到第一电信号。

第二光电转换模块14，用于对偏振分束器13输出的第二光信号进行光电转换，得到第二电信号。

功率比较模块15，用于获取第一电信号的平均功率和第二电信号的平均功率，并比较第一电信号的平均功率和第二电信号的平均功率；当第一电信号的平均功率与第二电信号的平均功率的差异不满足预定要求时，产生指示信号以指示偏振态切换模块11对输入的待测光的偏振态进行预定的切换。在本发明实施例中，预定要求是预先设定的第一电信号和第二电信号的平均功率的差异应该满足的范围，此范围的确定是视具体的应用而定的，本发明对此不做具体的限制。还需说明的是，如何获取第一电信号的平均功率和第二电信号的平均功率，均是现有技术，例如可以通过采样电路进行采样计算获得等方式，此处不再进行赘述。

OSNR计算模块16，用于当所述第一电信号的平均功率和第二电信号的平均功率的差异满足预定要求时，对所述第一电信号进行均衡和第二电信号进行信号均衡，得到均衡后的信号，根据所述第一电信号的平均功率、所述第二电信号的平均功率和所述均衡后的信号，计算得到所述待测光中噪声的功率和所述待测光中信号的功率，并根据所述待测光中噪声的功率和所述待测光中信号的功率，计算得到所述待测光的OSNR。

在一具体的实施例中，OSNR计算模块16具体可以包括：信号均衡子模块161和计算子模块162。

信号均衡子模块161，用于对第一电信号和第二电信号进行信号均衡，得到均衡后的信号。

计算子模块162，用于根据第一电信号的平均功率、第二电信号的平均功率和信号均衡子模块161得到的均衡后的信号，计算得到所述待测光中噪声的功率和所述待测光中信号的功率，并根据所述待测光中信号的功率和所述待测光中噪声的功率计算得到所述待测光的OSNR。

在本发明实施例中，对第一电信号和第二电信号进行信号均衡，得到均衡后的信号，具体包括：

获得所述第一电信号的平均功率与所述第二电信号的平均功率之比K；

将第二电信号的瞬时功率乘以所述K，然后减去所述第一电信号的瞬时功率，得到所述均衡后的信号。

在对波分复用系统中的主光通道(包含有多个波长的光信号)进行光性能监测时，本发明实施例提供的检测OSNR的装置，如图2所示，还可以进一步包括：

提取模块17，用于从所包含有复数个波长的光信号中提取任一波长的光信号，作为待测光输入到所述偏振态切换模块12。当需要对包含有复数个波长的光信号中的某一特定波长的光信号进行OSNR的检测时，在本发明实施例中，可以通过提取模块17，从包含有复数个波长的光信号中提取该特定波长的光信号进行OSNR的检测。本发明实施例提供的提取模块17具体可以为可调谐滤波器。本实施例提供的检测OSNR的装置不仅仅适用于波分复用系统，在需要对包含有复数个波长的光信号中的每个波长光信号进行OSNR检测的任何场景中，本发明实施例提供的检测OSNR的装置也同样适用。

在实际的应用中，两路信号的功率差异可以通过这两路信号的功率之比或者这两路信号的功率的差值来反映，因此，本发明实施例提供的检测OSNR的装置中的功率比较模块15在比较第一电信号的平均功率和第二电信号的平均功率时，具体可以计算第一电信号的平均功率与第二电信号的平均功率的差值，或者计算第一电信号的平均功率与第二电信号的平均功率的比值。当第一电信号的平均功率与第二电信号的平均功率的差值或者比值，不满足预定的要求时，功率比较模块15产生指示信号指示偏振态切换模块对输入的所述待测光的偏振态进行切换。

为了便于对本发明实施例提供的检测OSNR的装置有更清楚地理解，下面结合一具体的例子，对本发明实施例提供的检测OSNR的装置的工作原理做简要的说明。在做原理说明时，本发明实施例提供的检测OSNR的装置中的偏振态切换模块11具体为45度偏振开关，可以理解的是，偏振态切换模块11不限于45度偏振开关。45度偏振开关在控制信号的控制下可以处在两种工作状态：0度旋偏和45度旋偏。0度旋偏表示对输入的光信号的偏振态不做任何的改变。

任何光信号输入到PBS后，PBS的两个输出端口分别输出的光信号的功率比K可以表示如下：

$k=\frac{\mathrm{\γ}{P}_S+\frac{1}{2}{P}_N}{(1-\mathrm{\γ})P_S+\frac{1}{2}{P}_N}=\frac{2\mathrm{\γ}\·\mathrm{OSNR}+1}{2(1-\mathrm{\γ})\·\mathrm{OSNR}+1}---\left(1\right)$

其中，P_S为光信号中信号的功率，P_N为光信号中噪声的功率，γ为PBS的偏振分光比，OSNR为光信号的光信噪比。

PBS可以理解为透光轴分别在X轴和Y轴的两个起偏器的组合，不失一般性，PBS两个输出端口对应的琼斯矩阵可以分别表示为

和

对于任何待测光(通信系统中的光一般都是偏振光)，可以用琼斯矩阵

来表征。当45度偏振开关工作在0度旋偏状态下，45度偏振开关对待测光的偏振态不会进行改变，45度偏振开关输出的光信号依然可以用琼斯矩阵来表征。其中，θ反映待测光的相互垂直的两个偏振态(X方向和Y方向)分量之间的幅度差异，同时也反映了待测光的偏振态与PBS中两个光轴中的一个夹角，φ表示该两个偏振态之间的相位差异。

处于0度旋偏状态下的45度偏振开关输出的光信号经过PBS进行偏振分束后，PBS的两个输出端口输出的光信号的功率分别为|cosθ|²＝cos²θ和|sinθe^-jφ|²＝sin²θ，即γ＝cos²θ，1-γ＝sin²θ，将其代入(1)式，即得到45度偏振开关工作在0度旋偏状态下，PBS的两个输出端口输出的光信号的功率比为：

$k=\frac{2{\cos }^2\·\mathrm{ONSR}+1}{2{\sin }^2\mathrm{\θ}\·\mathrm{OSNR}+1}--\left(2\right)$

当45度偏振开关一直工作在0度旋偏状态下，根据公式(2)得到了图3A所示的在不同OSNR情况下PBS的两个输出端口输出的光信号的功率比K随θ变化的示意图。其中，图中的Power ratio K(dB)是PBS的两个输出端口输出的光信号的功率比。

当45度偏振开关工作在45度旋偏状态时，此时45度偏振开关对应的琼斯矩阵可写为待测光经过该45度偏振开关后，45度偏振开关输出的光信号对应的琼斯矩阵为：

公式(3)中的

反映了45度偏振开关对输入的待测光的偏振态所进行的预定的切换。

公式(3)中等式右边部分所表征的光信号再经过PBS后，PBS的两个输出端口输出的光信号的功率分别为

$\frac{1}{2}{|\cos \mathrm{\θ}-\sin \mathrm{\θ}\·e^{-\mathrm{j\φ}}|}^2=\frac{1-\sin 2\mathrm{\θ}\cos \mathrm{\φ}}{2}---\left(4\right),$

$\frac{1}{2}{|\cos \mathrm{\θ}+\sin \mathrm{\θ}\·e^{-\mathrm{j\φ}}|}^2=\frac{1-\sin 2\mathrm{\θ}\cos \mathrm{\φ}}{2}---\left(5\right),$

即

将它们代入到(1)式时，即得到45度偏振开关工作在45度旋偏状态下，PBS两个输出端口输出的光信号的功率比为：

$k=\frac{(1-\sin 2\mathrm{\θ}\cos \mathrm{\φ})\·\mathrm{OSNR}+1}{(1-\sin 2\mathrm{\θ}\cos \mathrm{\φ})\·\mathrm{OSNR}+1}---\left(6\right),$

当45度偏振开关一直工作在45度旋偏状态下，根据公式(6)得到了图3B所示的在不同OSNR情况下PBS的两个输出端口输出的光信号的功率比K随θ变化的示意图。其中，在图3B中，下半部分表示的是φ＝0的情况，上半部分表示的是φ＝π的情况，对于OSNR为某一特定值下，当φ为其它角度时，K在图中对应于φ＝0和φ＝π的曲线之间变化。

45度偏振开关工作何种状态下，是受功率比较模块15产生的指示信号所控制的。在一具体实施例中，功率比较模块15中假设设置的预定要求具体为：PBS两个输出端口输出的光信号的功率比(单位：dB)的绝对值应该小于或等于8dB，可以理解的是，本发明对此阈值的设定并不仅仅限定于8dB。在功率比较模块15产生的指示信号的控制下，45度偏振开关的工作状态在0度旋偏和45度旋偏状态之间切换，例如，当45度偏振开关工作在0度旋偏状态下，功率比较模块15得到的第一电信号的平均功率(即第一光信号的功率)和第二电信号的平均功率(即第二光信号的功率)之比的绝对值大于8dB，产生指示信号指示45度偏振开关切换到45度旋偏状态。因此，PBS两个输出端口输出的光信号的功率比可以表示为：

$\left|k\right|=\min \left(\right|101g\left(\frac{2{\cos }^2\mathrm{\θ}\·\mathrm{OSNR}+1}{2{\sin }^2\mathrm{\θ}\·\mathrm{OSNR}+1}\right)|,|101g\left(\frac{(1-\sin 2\mathrm{\θ}\cos \mathrm{\φ})\·\mathrm{OSNR}+1}{(1+\sin 2\mathrm{\θ}\cos \mathrm{\φ})\·\mathrm{OSNR}+1}\right)\left|\right)---\left(6\right),$

根据公式(6)，得到了图3C所示的在不同OSNR情况下PBS的两个输出端口输出的光信号的功率比K随θ变化的示意图。其中，在图3C中，连续线表示的是φ＝0的情况，断续线表示的是φ＝π的情况，当φ为其它角度时，K在连续线与断续线之间变化。

从图3C中可以看出，在本发明实施例中，偏振分束器12输出的第一光信号与第二光信号的功率差异得到有效的控制，避免了偏振分束器12输出的两个光信号中其中一个的功率太小。因为在对第一光信号和第二光信号进行光电转换时，除了会产生待测光中信号与待测光中噪声的拍频噪声、待测光中噪声与其自身的自拍频噪声，还会产生散粒噪声和热噪声等，如果偏振分束器12输出的两个光信号中的一个光信号的功率太小，会导致待测光中信号与待测光中噪声的拍频噪声在所有的噪声中无法占据主导地位，进而导致OSNR计算模块16计算得到的OSNR无法真实反映待测光的OSNR。

需要说明的是，待测光的OSNR本应该是OSNR计算模块16得到的，但是在得到图3A、3B、3C时，是把待测光的OSNR当作已知条件的，此处理是为了便于能更形象直观的理解本发明实施例。

当第一电信号的平均功率与第二电信号的平均功率之比满足预定要求时，OSNR计算模块16首先对第一电信号和第二电信号进行信号均衡，得到均衡后的信号。OSNR计算模块16进行信号均衡的过程在前文已进行描述，此处不再赘述。不失一般性，假设第一电信号的平均功率和第二电信号的平均功率之比为K，第一电信号的瞬时功率为S1，第二电信号的瞬时功率为S2，那么得到的均衡后的信号为K*S2-S1。由于待测光中信号部分在不同偏振态(X偏振态、Y偏振态)上是统计相关的，待测光中噪声部分在不同偏振态上是统计无关的，将第一电信号和第二电信号进行信号均衡，得到的均衡后的信号已不包含统计相关的待测光中的信号部分，均衡后的信号保留了待测光中信号与待测光中噪声的拍频噪声、待测光中噪声与其自身的自拍噪声，因此，均衡后的信号(K*S2-S1)满足如下关系：

${(k*S_2-S_1)}^2=4k(P_S+P_N)P_N-2{(1-k)}^2{P}_N^2---\left(7\right),$

在公式(7)中，P_S为待测光中信号的功率，P_N为待测光中噪声的功率，(P_S+P_N)即为待测光的总功率。将第一电信号的平均功率与第二电信号的平均功率相加，得到的就是待测光的总功率，因此，结合公式(7)、第一电信号的平均功率和第二电信号的平均功率，就可以求出待测光中信号的功率P_S和待测光中噪声P_N的功率，进而可以计算得到待测光的OSNR为(P_S/P_N)。

从前文的描述，可以看出，本发明实施例提供的检测OSNR的装置，由于在计算待测光的OSNR时，利用待测光中信号在不同偏振态上是统计相关的、待测光中噪声在不同偏振态上是统计无关的特性所进行的信号均衡，然后基于信号均衡得到的信号求取待测光的OSNR，因此，待测光进入偏振分束器之前，无需偏振控制器对其偏振态进行持续调节使得偏振分束器的两个输出端口中的一个输出的光信号的功率达到最大值。同时，由于本发明实施例提供的检测OSNR的装置中的功率比较模块和偏振态切换模块的联合处理，可以有效的控制偏振分束器输出的两个光信号之间的功率差异，从而为后续能准确地计算出待测光的OSNR提供了保障。相比于能对光信号偏振态进行持续调节的偏振控制器，偏振态切换模块因其只需要工作在有限的几种偏振态切换状态，故其制作成本非常低，从而使得整个检测OSNR的装置的成本得到大幅降低，并且检测OSNR的速度快，效率高。

针对本发明实施例提供的检测OSNR的装置，相应地，本发明实施例还提供一种检测OSNR的方法，参考图4，包括：

步骤S41，将待测光进行偏振分束，得到第一光信号和第二光信号；

步骤S42，对所述第一光信号进行光电转换，得到第一电信号；对所述第二光信号进行光电转换，得到第二电信号；

步骤S43，获得所述第一电信号的平均功率和第二电信号的平均功率，比较所述第一电信号的平均功率和所述第二电信号的平均功率；当所述第一电信号的平均功率和所述第一电信号的平均功率的差异不满足预定要求时，在偏振分束之前，对所述待测光的偏振态进行预定的切换，使得所述第一电信号的平均功率和所述第一电信号的平均功率的差异满足所述预定要求；

步骤S44，当所述第一电信号的平均功率和所述第二电信号的平均功率差异满足所述预定要求时，对所述第一电信号和第二电信号进行信号均衡，得到均衡后的信号；根据所述第一电信号的平均功率、所述第二电信号的平均功率和所述均衡后的信号，计算得到所述待测光中噪声的功率和所述待测光中信号的功率；根据所述待测光中噪声的功率和所述待测光中信号的功率，计算得到所述待测光的OSNR。

在本发明实施例中，对第一电信号和第二电信号进行信号均衡，得到均衡后的信号，具体包括：

获得所述第一电信号的平均功率与所述第二电信号的平均功率之比K；

将第二电信号的瞬时功率乘以所述K，然后减去所述第一电信号的瞬时功率，得到所述均衡后的信号。

采用本发明实施例提供的检测OSNR的方法进行OSNR检测所基于的工作原理，参见前文中的相关描述，此处不再赘述。

在对波分复用系统中的主光通道(包含有多个波长的光信号)进行光性能监测时，本发明实施例提供的检测OSNR的方法，在步骤S41之前，还进一步包括：

从包含有复数个波长的光信号中提取所述待测光。具体地，可以通过可调谐滤波器从主光通道中提取到所需要检测的某一波长的光信号，将该波长的光信号作为所述待测光进行后续的OSNR检测。本发明实施例提供的检测OSNR的方法不仅仅适用于波分复用系统，在需要对包含有复数个波长的光信号中的每个波长光信号进行OSNR检测的任何场景中，本发明实施例提供的检测OSNR的方法也同样适用。

在实际的应用中，任何两路信号的功率差异可以通过一个这两路信号的功率之比或者这两路信号的功率的差值来反映，因此，步骤S43中第一电信号的平均功率和第二电信号的平均功率的差异，具体可以为：第一电信号的平均功率与第二电信号的平均功率之比，或者第一电信号的平均功率与第二电信号的平均功率之差。在本发明实施例中，步骤S43中所提到的预定要求是预先设定的第一电信号和第二电信号的平均功率差异应该满足的范围，此范围的确定是视具体的应用而定的，本发明对此不做具体的限制。还需说明的是，如何获取第一电信号的平均功率和第二电信号的平均功率，均是现有技术，例如可以通过采样电路进行采样计算获得等方式，此处不再进行赘述。

本发明实施例提供的检测OSNR的方法，由于在计算待测光的OSNR时，利用待测光中信号在不同偏振态上是统计相关的、待测光中噪声在不同偏振态上是统计无关的特性所进行的信号均衡，然后基于信号均衡得到的信号求取待测光的OSNR，因此，待测光进行偏振分束之前，无需偏振控制器对其偏振态进行持续调节，使得偏振分束得到的一个输出的光信号的功率达到最大值(或者偏振分束后得到的只有一个光信号)。同时，由于本发明实施例提供的检测OSNR的方法，根据偏振分束后的两个光信号的平均功率差异情况，来决定是否对进行偏振分束之前的的待测光的偏振态进行切换，故可以有效的控制偏振分束得到的两个光信号之间的功率差异，从而为后续能准确地计算出待测光的OSNR提供了保障。相比于现有技术中需要对待测光的偏振态进行持续调节以使得偏振分束后仅得到一路光信号，本发明实施例提供的检测OSNR的方法只需要进行几次偏振态的切换(一般是一次切换)，使得可以选择成本较低的器件完成切换，使得整个OSNR检测的成本得到降低，并且检测OSNR的速度快，效率高。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种检测光信噪比OSNR的装置，其特征在于，包括：偏振态切换模块，偏振分束器，第一光电转换模块，第二光电转换模块，功率比较模块，OSNR计算模块；

所述偏振态切换模块，用于接收待测光，根据所述功率比较模块产生的指示信号对所述待测光的偏振态进行预定的切换；

所述偏振分束器，用于对所述偏振态切换模块输出的光信号进行偏振分束，得到第一光信号和第二光信号；

所述第一光电转换模块，用于对所述第一光信号进行光电转换，得到第一电信号；

所述第二光电转换模块，用于对所述第二光信号进行光电转换，得到第二电信号；

所述功率比较模块，用于获得所述第一电信号的平均功率和第二电信号的平均功率，并比较所述第一电信号的平均功率和所述第二电信号的平均功率，当所述第一电信号的平均功率和所述第二电信号的平均功率差异不满足预定要求时，产生指示信号以指示所述偏振态切换模块对所述待测光的偏振态进行预定的切换；

所述OSNR计算模块，用于当所述第一电信号的平均功率与所述第二电信号的平均功率差异满足所述预定要求时，对所述第一电信号和第二电信号进行信号均衡，得到均衡后的信号，根据所述第一电信号的平均功率、所述第二电信号的平均功率和所述均衡后的信号，计算得到所述待测光中噪声的功率和所述待测光中信号的功率，并根据所述待测光中噪声的功率和所述待测光中信号的功率，计算得到所述待测光的OSNR。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述OSNR计算模块对所述第一电信号和第二电信号进行信号均衡，得到均衡后的信号具体包括：

获得所述第一电信号的平均功率与所述第二电信号的平均功率之比K；

将第二电信号的瞬时功率乘以所述K，然后减去所述第一电信号的瞬时功率，得到所述均衡后的信号。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述OSNR计算模块包括：

信号均衡子模块，用于对所述第一电信号和所述第二电信号进行信号均衡，得到所述均衡后的信号；

计算子模块，用于根据所述第一电信号的平均功率、所述第二电信号的平均功率和所述均衡后的信号，计算得到所述待测光中信号的功率和所述待测光中噪声的功率，并根据所述待测光中信号的功率和所述待测光中噪声的功率计算得到所述待测光的OSNR。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还进一步包括：

提取模块，用于从所包含有复数个波长的光信号中提取所述待测光，并将所述待测光输入到所述偏振态切换模块。

5.如权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述功率比较模块具体用于计算所述第一电信号的平均功率与所述第二电信号的平均功率的差值，当所述差值不满足所述预定要求时，产生指示信号以指示所述偏振态切换模块对所述待测光的偏振态进行预定的切换。

6.如权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述功率比较模块具体用于计算所述第一电信号的平均功率与所述第二电信号的平均功率的比值，当所述比值不满足所述预定要求时，产生指示信号以指示偏振态切换模块对所述待测光的偏振态进行预定的切换。

7.一种检测光信噪比OSNR的方法，其特征在于，所述方法包括：

将待测光进行偏振分束，得到第一光信号和第二光信号；

对所述第一光信号进行光电转换，得到第一电信号；对所述第二光信号进行光电转换，得到第二电信号；

获得所述第一电信号的平均功率和第二电信号的平均功率，比较所述第一电信号的平均功率和所述第二电信号的平均功率；当所述第一电信号的平均功率和所述第二电信号的平均功率的差异不满足预定要求时，在进行偏振分束之前，对所述待测光的偏振态进行预定的切换，使得所述第一电信号的平均功率和所述第二电信号的平均功率的差异满足所述预定要求；

当所述第一电信号的平均功率和所述第二电信号的平均功率差异满足所述预定要求时，对所述第一电信号和第二电信号进行信号均衡，得到均衡后的信号；根据所述第一电信号的平均功率、所述第二电信号的平均功率和所述均衡后的信号，计算得到所述待测光中噪声的功率和所述待测光中信号的功率；根据所述待测光中噪声的功率和所述待测光中信号的功率，计算得到所述待测光的OSNR。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，对所述第一电信号和第二电信号进行信号均衡，得到均衡后的信号，具体包括：

获得所述第一电信号的平均功率与所述第二电信号的平均功率之比K；

将第二电信号的瞬时功率乘以所述K，然后减去所述第一电信号的瞬时功率，得到所述均衡后的信号。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还进一步包括：

从包含有复数个波长的光信号中提取所述待测光。

10.如权利要求7至9任一项所述的方法，其特征在于，所述第一电信号的平均功率和所述第二电信号的平均功率的差异具体为：所述第一电信号的平均功率与所述第二电信号的平均功率的差值，或者所述第一电信号的平均功率与所述第二电信号的平均功率的比值。

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