CN104243019A - 一种光信噪比测试方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光信噪比(OSNR)的测试方法，所述方法包括：确定多子载波复用超级信道中的子载波数量，并测量各子载波的中心波长和有效带宽；对每个子载波进行OSNR测量，对任一子载波进行OSNR测量包括：在该子载波的中心波长位置，测量该子载波在有效带宽内的OSNR，该有效带宽为对该子载波进行有效带宽测量时获得的有效带宽；根据测量获得的各子载波的OSNR和子载波的数量获得该多子载波复用超级信道的OSNR。基于同样的发明构思，本申请还提出一种光信噪比(OSNR)的测试装置，能够获得可靠的多子载波复用超级信道的光信噪比。

Description

一种光信噪比测试方法和装置

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别涉及一种光信噪比测试方法和装置。

背景技术

新型互联网业务的高速发展对光纤承载网络容量带宽的需求日益增长，在以偏振复用、正交相位调制、相干检测和基于电域数字信号处理(DSP)的传输损伤补偿为基本技术特征的100Gbit/s，简称100G光通信系统成熟并规模商用之后，400Gbit/s，简称400G为代表的超100G光通信系统也开始进入实验室测试和试商用阶段。

超100G光通信系统以提高频谱效率和传输距离为目标，在物理层引入了高阶调制格式、多子载波复用超级信道、灵活频谱间隔等新技术特征。对于超100G光通信系统而言，OSNR是最为关键的光层性能参数指标之一，对于系统的信号质量监测和传输性能评价至关重要。

但是WDM系统中，传统的OSNR测试方法，都是基于ITU-T传统50GHz固定频谱间隔，对单一载波调制光信号进行OSNR测试，对于多子载波灵活频谱间隔复用的超级信道无法适用。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种光信噪比测试方法和装置，以解决对单一载波调制光信号进行OSNR测试，对于多子载波灵活频谱间隔复用的超级信道无法适用的问题。

为解决上述技术问题，本申请的技术方案是这样实现的：

一种光信噪比OSNR的测试方法，所述方法包括：

确定多子载波复用超级信道中的子载波数量，并测量各子载波的中心波长和有效带宽；

对每个子载波进行OSNR测量，对任一子载波进行OSNR测量包括：在该子载波的中心波长位置，测量该子载波在有效带宽内的OSNR，该有效带宽为对该子载波进行有效带宽测量时获得的有效带宽；

根据测量获得的各子载波的OSNR和子载波的数量获得该多子载波复用超级信道的OSNR。

一种光信噪比OSNR的测试装置，所述装置包括：确定单元、测量单元和计算单元；

所述确定单元，用于确定多子载波复用超级信道中的子载波数量；

所述测量单元，用于测量多子载波复用超级信道中的各子载波的中心波长和有效带宽；并对每个子载波进行OSNR测量，对任一子载波进行OSNR测量包括：在该子载波的中心波长位置测量该子载波在有效带宽内的OSNR，该有效带宽为对该子载波进行有效带宽测量时获得的有效带宽；

所述计算单元，用于根据所述测量单元测量获得的各子载波的OSNR和所述确定单元确定的子载波的数量获得该多子载波复用超级信道的OSNR。

由上面的技术方案可知，本申请中通过对多子载波复用超级信道中的每个子载波进行有效带宽内的OSNR测量，获得整个超级信道的OSNR，通过该技术方案，能够获得可靠的多子载波复用超级信道的光信噪比。

附图说明

图1为本申请具体实施例中光信噪比测试方法流程示意图；

图2为本申请实施例中多子载波复用超级信道通信系统输出信号光谱示意图；

图3为本申请实施例中多子载波复用超级信道背靠背OSNR容限测试示意图；

图4为本申请实施例中多子载波复用超级信道的主光通道的OSNR测试示意图；

图5为本申请具体实施例中应用于上述技术的装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并据实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。

本申请提供一种光信噪比测量的方法，通过对多子载波复用超级信道中的每个子载波进行有效带宽内的OSNR测量，获得整个超级信道的OSNR。

高分辨率光谱分析仪可以完成本申请提供的OSNR测量方案，下文在详细描述OSNR测量的过程中简称高分辨率光谱分析仪为光谱分析仪。

参见图1，图1为本申请具体实施例中光信噪比测试方法流程示意图。具体步骤包括：

步骤101，光谱分析仪确定多子载波复用超级信道中的子载波数量，并测量各子载波的中心波长和有效带宽。

对于子载波数量的确定根据该多子载波复用超级信道相关，将超100G的信道称为超级信道。当2×200G的信道时，则确定子载波数量为2；当4×100G的信道时，则确定子载波数量为4。

在光谱分析仪测量各子载波的中心波长和有效带宽时，光谱分析仪对每个子载波分别测量。光端机先打开当前测量的子载波激光器，并关闭其它子载波激光器，则光谱分析仪针对当前打开激光器的子载波进行中心波长和有效带宽的测量。

光谱分析仪在对一个子载波进行有效带宽测量时，测量-20dB光谱宽度，并将-20dB光谱宽度作为该子载波的有效带宽。

步骤102，该光谱分析仪对每个子载波进行OSNR测量，对任一子载波进行OSNR测量包括：在该子载波的中心波长位置，测量该子载波在有效带宽内的OSNR，该有效带宽为对该子载波进行有效带宽测量时获得的有效带宽。

本步骤中测量任一子载波的OSNR时，在步骤101中测量获得的该子载波的有效带宽下测量，不同与现有实现中在固定的带宽50G下进行OSNR测量，能够适用于多子载波复用超级信道的OSNR的测量。

对于多子载波中的一个子载波，如第i个子载波，测量获得该子载波的中心波长为λi，有效带宽为Bi。在中心波长λi位置，采用有效带宽Bi对超级信道光谱进行功率积分，得到总光功率Pi_{TOTAL_Bi}；然后，关闭第i个子载波激光器，在中心波长λi处，采用有效带宽Bi对噪声光谱进行功率积分，得到第i个子载波的ASE噪声总功率Pi_{ASE_Bi}；最后，保持第i个子载波激光器为关闭状态，在中心波长λi处，采用0.1nm带宽对噪声光谱进行功率积分，得到第i个子载波的ASE噪声参考功率Pi_{ASE_0.1nm}。

超级信道中各个子载波在其有效带宽Bi内的光信噪比，记为OSNR_i，单位为dB：

$\mathrm{OSNR}\_i=10\×{\log }_{10}\left(\frac{{\mathrm{Pi}}_{\mathrm{TOTAL}\_\mathrm{Bi}}-{\mathrm{Pi}}_{\mathrm{ASE}\_\mathrm{Bi}}}{{\mathrm{Pi}}_{\mathrm{ASE}\_0.1\mathrm{nm}}}\right)(i=\mathrm{1,2},...,n)$

其中，n为子载波的数量。

步骤103，该光谱分析仪根据测量获得的各子载波的OSNR和子载波的数量获得该多子载波复用超级信道的OSNR。

本步骤中，多子载波复用超级信道的OSNR的测试有两种应用场景，一种为评价光通信系统单机性能的背靠背OSNR容限测试，即多子载波复用超级信道的背靠背OSNR容限；另一种为评价超100G光通信系统传输性能和信号质量的主光通道OSNR测试，即多子载波复用超级信道的主光通道的OSNR的测试。

对于第一种应用场景，即测量多子载波复用超级信道的背靠背OSNR容限时，本步骤包括：

OSNR_TOL＝max(OSNR_i)+10×log₁₀(n)(i＝1,2,...,n)

其中，OSNR_TOL为多子载波复用超级信道的OSNR容限，i为1到n的自然数，n为所述多子载波复用超级信道的子载波总数，OSNR_i为测量的第i个子载波的OSNR。

多子载波复用超级信道的OSNR容限为各子载波中OSNR值最大的OSNR与10×log₁₀(n)的和。

对于另外一种应用场景，即测量多子载波复用超级信道的主光通道的OSNR时，本步骤包括：

OSNR_LINE＝min(OSNR_i)+10×log₁₀(n)(i＝1,2,...,n)

其中，OSNR_LINE为多子载波复用超级信道的主光通道的OSNR，i为1到n的自然数，n为所述多子载波复用超级信道的子载波总数，OSNR_i为测量的第i个子载波的OSNR。

多子载波复用超级信道的主光通道的OSNR为各子载波的OSNR值中最小的OSNR与10×log₁₀(n)的和。

通过本申请的上述实现，针对两种不同应用场景的OSNR测试方案能够有效的排除多个子载波光端机之间的性能差异对于超级信道传输性能评价引入的影响，从而能够保证超级信道OSNR测试结果的可靠性。

下面结合附图，详细说明本申请具体实施例中如何实现OSNR的测试。

参见图2，图2为本申请实施例中多子载波复用超级信道通信系统输出信号光谱示意图。

图2中，以在2x200G DP-16QAM多子载波复用光端机201的输出光接口为例，并使用高分辨率光谱分析仪202进行子载波光谱测试。首先确定子载波数量为2，其次关闭第二个子载波激光器，得到第一个子载波光谱203，测量其中心波长λ1和有效带宽B1；然后打开第二个子载波激光器，关闭第一个子载波激光器，得到第二个子载波光谱204，测量其中心波长λ2和有效带宽B2。在测量各子载波的有效带宽时，测量各子载波的-20dB光谱宽度，并将该光谱宽度作为该子载波的有效带宽。

参见图3，图3为本申请实施例中多子载波复用超级信道背靠背OSNR容限测试示意图。

图3中，多子载波复用光端机模块301和302为当前被测试光端机的输出光接口和输入光接口，多子载波复用光端机模块303和304为其他待测试光端机的输出光接口和输入光接口。

多个光端机输出光信号通过合波器305合成WDM光信号315，经过功率放大器306和可调光衰减器307控制信号光功率，ASE噪声源309和可调光衰减器310控制ASE噪声功率，通过光耦合器308将信号光和ASE噪声耦合，在经过前置光放大器311之后，在高分辨率光谱分析仪312中进行光谱功率积分和OSNR测试，WDM光信号315在经过分波器313之后，由各自对应的多子载波复用光端机模块输入光接口进行光信号接收。

在背靠背OSNR容限测试中，对当前被测试光端机使用客户侧业务误码分析仪314进行业务告警和误码监测。通过增大ASE噪声功率，使当前被测试光端机处于业务无告警和无码的临界状态并保持一定时间，例如2分钟，此时通过测量该光端机超级信道各子载波的OSNR值可以得到其背靠背OSNR容限。

对于2x200G DP-16QAM光通信系统，背靠背OSNR容限测量过程如下：高分辨率光谱分析仪312设置中心波长为λ1，有效带宽为B1，得到第一子载波总光功率P1_{TOTAL_B1}；关闭第一子载波激光器，设置中心波长和有限带宽测量获得第一子载波ASE噪声总功率P1_{ASE_B1}；保持第一子载波激光器为关闭状态，设置中心波长λ1和0.1nm功率，测量获得第一子载波ASE噪声参考功率P1_{ASE_0.1nm}。

利用公式 $\mathrm{OSNR}\_i=10\×{\log }_{10}\left(\frac{{\mathrm{Pi}}_{\mathrm{TOTAL}\_\mathrm{Bi}}-{\mathrm{Pi}}_{\mathrm{ASE}\_\mathrm{Bi}}}{{\mathrm{Pi}}_{\mathrm{ASE}\_0.1\mathrm{nm}}}\right)(i=\mathrm{1,2},...,n)$ 得到第一子载波的OSNR值，记为OSNR_1。

通过与上述同样操作，获得第二子载波的OSNR值，记为OSNR_2。

并利用公式OSNR_TOL＝max(OSNR_i)+10×log₁₀(n)(i＝1,2,...,n)获得背靠背OSNR容限，记为OSNR_TOL。

参见图4，图4为本申请实施例中多子载波复用超级信道的主光通道的OSNR测试示意图。

图4中，多子载波光端机模块501和502为当前被测试光端机和其他待测试光端机的输出光接口，多个光端机输出光信号通过合波器503合成WDM光信号510，经过功率放大器504放大后进入光纤链路505和507中进行长距离传输，其间由线路光放大器506进行中继，在主光通道末端的前置放大器508之后使用高分辨率光谱分析仪509进行光谱功率积分和OSNR测试。

对于2x200G DP-16QAM超级信道光信号，主光通道OSNR测量过程如下：

传输后的WDM光信号511接入高分辨率光谱分析仪509，以中心波长λ1和功率积分带宽B1，得到第一子载波总光功率P1_{TOTAL_B1}；关闭第一子载波激光器，采用相同的中心波长和功率积分带宽得到第一子载波ASE噪声总功率P1_{ASE_B1}；保持第一子载波激光器为关闭状态，采用中心波长λ1和0.1nm功率积分带宽得到第一子载波ASE噪声参考功率P1_{ASE_0.1nm}。

利用公式 $\mathrm{OSNR}\_i=10\×{\log }_{10}\left(\frac{{\mathrm{Pi}}_{\mathrm{TOTAL}\_\mathrm{Bi}}-{\mathrm{Pi}}_{\mathrm{ASE}\_\mathrm{Bi}}}{{\mathrm{Pi}}_{\mathrm{ASE}\_0.1\mathrm{nm}}}\right)(i=\mathrm{1,2},...,n)$ 得到第一子载波的OSNR值，记为OSNR_1。

通过与上述同样操作，获得第二子载波的OSNR值，记为OSNR_2。

并利用公式OSNR_LINE＝min(OSNR_i)+10×log₁₀(n)(i＝1,2,...,n)获得主光通道的OSNR容限，记为OSNR_LINE。

基于同样的发明构思，本申请具体实施例提供一种光信噪比OSNR的测试装置。参见图5，图5为本申请具体实施例中应用于上述技术的装置结构示意图。该装置包括：确定单元501、测量单元502和计算单元503；

确定单元501，用于确定多子载波复用超级信道中的子载波数量；

测量单元502，用于测量多子载波复用超级信道中的各子载波的中心波长和有效带宽；并对每个子载波进行OSNR测量，对任一子载波进行OSNR测量包括：在该子载波的中心波长位置测量该子载波在有效带宽内的OSNR，该有效带宽为对该子载波进行有效带宽测量时获得的有效带宽；

计算单元503，用于根据测量单元502测量获得的各子载波的OSNR和确定单元501确定的子载波的数量获得该多子载波复用超级信道的OSNR。

较佳地，

测量单元502，具体用于测量各子载波的-20dB光谱宽度，作为该子载波的光调制信号的有效带宽。

较佳地，

计算单元503，具体用于当测试多子载波复用超级信道的背靠背OSNR容限时，OSNR_TOL＝max(OSNR_i)+10×log₁₀(n)(i＝1,2,...,n)，其中，OSNR_TOL为多子载波复用超级信道的OSNR容限，i为1到n的自然数，n为所述多子载波复用超级信道的子载波总数，OSNR_i为测量的第i个子载波的OSNR。

较佳地，

计算单元503，具体用于当测试多子载波复用超级信道的主光通道的OSNR时，OSNR_LINE＝min(OSNR_i)+10×log₁₀(n)(i＝1,2,...,n)，其中，OSNR_LINE为多子载波复用超级信道的主光通道的OSNR，i为1到n的自然数，n为所述多子载波复用超级信道的子载波总数，OSNR_i为测量的第i个子载波的OSNR。

上述实施例的单元可以集成于一体，也可以分离部署；可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。

综上所述，本申请通过对多子载波复用超级信道中的每个子载波进有效带宽内的OSNR测量，获得整个超级信道的OSNR。并且提供了两种不同场景下的OSNR的测试，能够有效的排除多个子载波光端机之间的性能差异对于超级信道传输性能评价引入的影响，从而保证了超级信道OSNR测试结果的可靠性。因此该方案适用于多子载波复用光通信系统的性能监测和信号质量评价。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种光信噪比OSNR的测试方法，其特征在于，所述方法包括：

确定多子载波复用超级信道中的子载波数量，并测量各子载波的中心波长和有效带宽；

对每个子载波进行OSNR测量，对任一子载波进行OSNR测量包括：在该子载波的中心波长位置，测量该子载波在有效带宽内的OSNR，该有效带宽为对该子载波进行有效带宽测量时获得的有效带宽；

根据测量获得的各子载波的OSNR和子载波的数量获得该多子载波复用超级信道的OSNR。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述测量各子载波的有效带宽，包括：

测量各子载波的-20dB光谱宽度，作为该子载波的光调制信号的有效带宽。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

当测试多子载波复用超级信道的背靠背OSNR容限时，所述根据测量获得的各子载波的OSNR和子载波的数量获得该多子载波复用超级信道的OSNR，包括：

OSNR_TOL＝max(OSNR_i)+10×log₁₀(n)(i＝1,2,...,n)

其中，OSNR_TOL为多子载波复用超级信道的OSNR容限，i为1到n的自然数，n为所述多子载波复用超级信道的子载波总数，OSNR_i为测量的第i个子载波的OSNR。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

当测试多子载波复用超级信道的主光通道的OSNR时，所述根据测量获得的各子载波的OSNR和子载波的数量获得该多子载波复用超级信道的OSNR，包括：

OSNR_LINE＝min(OSNR_i)+10×log₁₀(n)(i＝1,2,...,n)

其中，OSNR_LINE为多子载波复用超级信道的主光通道的OSNR，i为1到n的自然数，n为所述多子载波复用超级信道的子载波总数，OSNR_i为测量的第i个子载波的OSNR。

5.一种光信噪比OSNR的测试装置，其特征在于，所述装置包括：确定单元、测量单元和计算单元；

所述确定单元，用于确定多子载波复用超级信道中的子载波数量；

所述测量单元，用于测量多子载波复用超级信道中的各子载波的中心波长和有效带宽；并对每个子载波进行OSNR测量，对任一子载波进行OSNR测量包括：在该子载波的中心波长位置测量该子载波在有效带宽内的OSNR，该有效带宽为对该子载波进行有效带宽测量时获得的有效带宽；

所述计算单元，用于根据所述测量单元测量获得的各子载波的OSNR和所述确定单元确定的子载波的数量获得该多子载波复用超级信道的OSNR。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述测量单元，具体用于测量各子载波的-20dB光谱宽度，作为该子载波的光调制信号的有效带宽。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，

所述计算单元，具体用于当测试多子载波复用超级信道的背靠背OSNR容限时，OSNR_TOL＝max(OSNR_i)+10×log₁₀(n)(i＝1,2,...,n)，其中，OSNR_TOL为多子载波复用超级信道的OSNR容限，i为1到n的自然数，n为所述多子载波复用超级信道的子载波总数，OSNR_i为测量的第i个子载波的OSNR。

8.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，

所述计算单元，具体用于当测试多子载波复用超级信道的主光通道的OSNR时，OSNR_LINE＝min(OSNR_i)+10×log₁₀(n)(i＝1,2,...,n)，其中，OSNR_LINE为多子载波复用超级信道的主光通道的OSNR，i为1到n的自然数，n为所述多子载波复用超级信道的子载波总数，OSNR_i为测量的第i个子载波的OSNR。