CN106575997B - 光信噪比的确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种光信噪比的确定方法及装置，该方法包括：获取待测信道中的第一光信号；将所述第一光信号转换为电信号，提取所述电信号中的不同频率成分，所述电信号中所述不同频率成分的滚降系数与所述第一光信号中对应频率成分的滚降系数相同，所述滚降系数为信道中纯信号的非中心频率成分的功率与中心频率成分的功率的比值；测量所述不同频率成分的功率；根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定所述待测信道的光信噪比。该方法能够高准确度的确定待测信道的光信噪比。

Description

光信噪比的确定方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光信噪比的确定方法及装置。

背景技术

在光通信技术领域中，光信噪比(Optical Signal-to-Noise Ratio，简称OSNR)是衡量光通信系统传输性能的关键参数，通常定义为通道带宽内的信号的功率与该通道中心波长处0.1纳米带宽内的噪声的功率(Amplified Spontaneous Emission，简称ASE)的比值。

现有技术确定OSNR的方法是利用待测通道内纯信号的各个频率处的功率与纯信号的中心频率处的功率之比存在的关系，采用光滤波器分别获取通道带宽内的包含信号和噪声的不同频率处的功率，进而计算出OSNR。

但是，由于目前的商用的光滤波器的最小滤波带宽较宽，因此，采用光滤波器的方式，确定光信号的OSNR的准确性差。

发明内容

本发明实施例提供一种光信噪比的确定方法及装置，用以解决现有技术采用光滤波器的确定OSNR的方法准确性差的问题。

本发明实施例第一方面提供一种的光信噪比的确定方法，包括：

获取待测信道中的第一光信号；

将所述第一光信号转换为电信号，提取所述电信号中的不同频率成分，所述电信号中所述不同频率成分的滚降系数与所述第一光信号中对应频率成分的滚降系数相同，所述滚降系数为信道中纯信号的非中心频率成分的功率与中心频率成分的功率的比值；

测量所述不同频率成分的功率；

根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定所述待测信道的光信噪比。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述将所述第一光信号转换为电信号，获得所述电信号中不同频率成分，包括：

产生用于相干检测的至少一个本振光；

将所述第一光信号与每一个所述本振光进行相干耦合，得到与各个所述本振光一一对应的各个第二光信号；

对各个所述第二光信号进行光电探测，得到与各个所述第二光信号一一对应的各个所述电信号；

对各个所述电信号进行滤波，得到不同频率成分。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第二光信号包括两路信号；

所述对各个所述第二光信号进行光电探测，得到与各个所述第二光信号一一对应的各个所述电信号，包括：

对各个所述第二光信号的两路信号进行平衡探测，得到与各个所述第二光信号一一对应的各个所述电信号。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，当所述本振光为至少两个且各个所述本振光的频率不相同时，各个所述电信号的频率范围不相同；

所述对各个所述电信号进行滤波，得到不同频率成分，包括：

采用低通滤波的方式，对各个所述电信号进行滤波，得到不同频率成分，其中，一个所述频率成分对应一个所述电信号。

结合第一方面的第一种至第二种任一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，当所述本振光为至少两个且各个所述本振光的频率不相同时，各个所述电信号的频率范围不相同，在至少两个所述本振光中，一个所述本振光的频率与一个目标频率成分对应，各个所述目标频率成分不同；

所述对各个所述电信号进行滤波，得到不同频率成分，各个所述频率成分不同，包括：

采用带通滤波的方式，对各个所述电信号进行滤波，得到各个所述目标频率成分；其中，一个所述频率成分对应一个所述电信号。

结合第一方面的第一种至第二种任一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，当所述本振光为一个，各个所述目标频率成分不同，所述本振光的频率的取值范围与各个所述目标频率成分的最小目标频率成分或者最大目标频率成分对应；

所述对各个所述电信号进行滤波，得到所述不同频率成分，包括：

采用带通滤波的方式，对所述电信号进行多次滤波，得到各个所述目标频率成分；其中，各个所述滤波所采用的滤波范围不相同。

结合第一方面、第一方面的第一种至第五种任一种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定所述待测信道的光信噪比，具体包括：

根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定第一比值；

根据第一比值和所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子，确定所述待测信道的光信噪比，所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子是根据所述待测信道的带宽、所述不同频率成分的带宽和噪声的带宽确定的。

结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述不同频率成分至少包括第一频率成分和第二频率成分，所述不同频率成分的滚降系数至少包括光信号的第一频率成分和第二频率成分的滚降系数；

所述根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定第一比值，具体包括：

根据P₁＝R₁×P_SIG-C+P_ASE0、P₂＝R₂×P_SIG-C+P_ASE0解出

所述OSNR_C为第一比值，所述P₁和所述P₂分别为所述电信号中的第一频率成分和第二频率成分的功率，所述R₁和R₂分别为第一光信号中第一频率成分和第二频率成分的滚降系数，P_SIG-_C为所述电信号中的纯信号的中心频率成分的功率，P_ASE0为所述电信号中的噪声的中心频率成分的功率。

结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，确定所述待测信道的光纤通信链路中包括光滤波器；所述不同频率成分至少包括第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分，所述不同频率成分的滚降系数至少包括第一光信号中第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数以及通过光滤波器时光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数；

所述根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定第一比值，具体包括：

根据P₁＝R₁×αⁿ×P_SIG-C+P_ASE0、P₂＝R₂×βⁿ×P_SIG-C+P_ASE0、P₃＝R₃×γⁿ×P_SIG-C+P_ASE0解出

其中，所述OSNR_C为第一比值，所述P₁、P₂和P₃分别为所述电信号中第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的功率，所述R₁、R₂和R₃分别为第一光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数，P_SIG-C为所述电信号中的纯信号的中心频率成分的功率，P_ASE0为所述电信号中的噪声的中心频率成分的功率，所述n为光滤波器的个数，所述α、β和γ分别为通过光滤波器时光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数。

结合第一方面的第六种至第八种任一种可能的实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，所述根据第一比值以及所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子，确定所述待测信道的光信噪比，具体包括：

根据OSNR＝λ×OSNR_C确定所述光信噪比；

其中，所述OSNR为待测通道的光信噪比，所述OSNR_C为所述第一比值，所述λ为校准因子。

本发明实施例第二方面提供一种的光信噪比的确定装置，包括：

分光器，用于获取待测信道中的第一光信号；

光电转换与提取器，用于将所述第一光信号转换为电信号，提取所述电信号中的不同频率成分，所述电信号中所述不同频率成分的滚降系数与所述第一光信号中对应频率成分的滚降系数相同，所述滚降系数为信道中纯信号的非中心频率成分的功率与中心频率成分的功率的比值；

测量器，用于测量所述不同频率成分的功率；

运算器，用于根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定所述待测信道的光信噪比。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述将所述第一光信号转换为电信号，所述光电转换与提取器包括：

激光器，用于产生用于相干检测的至少一个本振光；

光耦合器，用于将所述第一光信号与每一个所述本振光进行相干耦合，得到与各个所述本振光一一对应的各个第二光信号；

光电探测器，用于对各个所述第二光信号进行光电探测，得到与各个所述第二光信号一一对应的各个所述电信号；

电滤波器，用于对所述电信号进行滤波，得到所述电信号中的不同频率成分。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述光耦合器输出的第二光信号为两路信号；

所述光电探测器为平衡探测器，对所述第二光信号的两路信号进行平衡探测，得到与各个所述第二光信号一一对应的各个所述电信号。

结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述光电转换与提取器还包括第一控制器，用于向所述激光器发送指令，所述指令用于指示所述激光器产生的本振光为至少两个且各个所述本振光的频率不相同，以使所述光电探测器得到各个所述电信号的频率范围不相同；

所述激光器为可调激光器，用于根据所述第一控制器的指令产生频率不相同的本振光；

所述电滤波器为低通滤波器，用于采用低通滤波的方式，对各个所述电信号进行滤波，得到不同频率成分，其中，一个所述频率成分对应一个所述电信号。

结合第二方面的第一种至第二种任一种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述光电转换与提取器还包括第一控制器，用于向所述激光器发送指令，所述指令用于指示所述激光器产生的本振光为至少两个且各个所述本振光的频率不相同，以使所述光电探测器得到各个所述电信号的频率范围不相同，其中，在至少两个所述本振光中，一个所述本振光的频率与一个目标频率成分对应，各个所述目标频率成分不同；

所述激光器为可调激光器，用于根据所述第一控制器的指令产生频率不相同的本振光；

所述电滤波器为带通滤波器，用于采用带通滤波的方式，对各个所述电信号进行滤波，得到各个所述目标频率成分；其中，一个所述频率成分对应一个所述电信号。

结合第二方面的第一种至第二种任一种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，若所述激光器产生的所述本振光为一个，各个所述目标频率成分不同，所述本振光的频率取值范围与各个所述目标频率成分中的最小目标频率成分或者最大目标频率成分对应；

所述光电转换与提取器包括第二控制器，用于向所述电滤波器发送带通滤波设置指令，所述指令用于指示所述电滤波器对所述电信号进行多次滤波，以使所述电滤波器得到各个所述目标频率成分；

所述电滤波器为可调带通滤波器，用于根据所述第二控制器的指令调节带通滤波设置，对所述电信号进行多次滤波，得到各个所述目标频率成分，其中，各个所述滤波所采用的滤波范围不相同。

结合第二方面、第二方面的第一种至第五种任一种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，所述运算器，包括：

第一比值计算器，用于根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定第一比值；

校准器，用于根据第一比值和所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子，确定所述待测信道的光信噪比，所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子是根据所述待测信道的带宽、所述不同频率成分的带宽和噪声的带宽确定的。

结合第二方面的第六种可能的实现方式，在第二方面的第七种可能的实现方式中，所述不同频率成分至少包括第一频率成分和第二频率成分，

第一比值计算器，具体用于获取光信号的第一频率成分和第二频率成分的滚降系数；

根据P₁＝R₁×P_SIG-_C+P_ASE0、P₂＝R₂×P_SIG-C+P_ASE0解出

所述OSNR_C为第一比值，所述P₁和所述P₂分别为所述电信号中的第一频率成分和第二频率成分的功率，所述R₁和R₂分别为第一光信号中第一频率成分和第二频率成分的滚降系数，P_SIG-C为所述电信号中的纯信号的中心频率成分的功率，P_ASE0为所述电信号中的噪声的中心频率成分的功率。

结合第二方面的第六种可能的实现方式，在第二方面的第八种可能的实现方式中，所述装置，还包括：

光滤波器确定器，用于若确定所述待测信道的光纤通信链路中包括光滤波器，指示所述光电转换与提取器得到的所述不同频率成分至少包括第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分；

所述第一比值计算器，具体用于：

获取光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数以及通过光滤波器时光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数；

根据P₁＝R₁×αⁿ×P_SIG-C+P_ASE0、P₂＝R₂×βⁿ×P_SIG-C+P_ASE0、P₃＝R₃×γⁿ×P_SIG-C+P_ASE0解出

其中，所述OSNR_C为第一比值，所述P₁、P₂和P₃分别为所述电信号中第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的功率，所述R₁、R₂和R₃分别为第一光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数，P_SIG-C为所述电信号中的纯信号的中心频率成分的功率，P_ASE0为所述电信号中的噪声的中心频率成分的功率，所述n为光滤波器的个数，所述α、β和γ分别为通过光滤波器时光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数。

结合第二方面的第六种至第八种任一种可能的实现方式，在第二方面的第九种可能的实现方式中，所述校准器，具体用于：

根据OSNR＝λ×OSNR_C确定所述光信噪比；

其中，所述OSNR为待测通道的光信噪比，所述OSNR_C为所述第一比值，所述λ为校准因子。

本发明实施例通过获取待测信道中的第一光信号，将第一光信号转换为电信号，并在转换过程中保持对应频率成分的滚降系数不变，提取不同频率成分并测量所述电信号中不同频率成分功率，然后根据所述不同频率成分的功率，确定所述待测信道的光信噪比。由于在测量不同频率成分功率的过程中可能存在测量误差，滚降系数越小，这个测量误差对计算OSNR产生的影响也就越小。而相同频率点处的滚降系数与所用滤波器的带宽有关，滤波器带宽越窄所得滚降系数就会越小。通过将光信号转为电信号的方式进行测量所使用的电滤波器带宽远远小于对光信号直接测量所用的光滤波器的带宽，那么在相同频率点上通过光转电的方式测得的滚降系数要小于对光信号直接测量得到的滚降系数，更小的滚降系数使计算得到的OSNR更准确。不仅如此，由于测量的电信号的不同频率成分的电滤波器的可选带宽远远小于光滤波器的可选带宽，测量的电信号的不同频率成分的功率和滚降系数的准确度比采用光滤波器的方式测量得到的功率和滚降系数的准确度高，因此，本发明实施例提供的光信噪比的确定方法确定的待测信道的光信噪比的准确度显著提高。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A为光信号中纯信号与噪声信号的谱形示意图；

图1B为用于确定待测信道的光信噪比的纯信号的功率和噪声的功率的示意图；

图1C为纯信号的中心频率成分的功率和非中心频率成分的功率的示意图；

图2A为本发明实施例提供的一种光信噪比的确定方法实施例一的流程图；

图2B为不同频率成分的纯信号和噪声的的功率的示意图；

图2C为根据不同频率成分确定纯信号和噪声的中心频率成分的功率的示意图；

图2D为纯信号的中心频率成分的功率与非中心频率成分的功率之间关系的示意图；

图3A为S202得到的电信号的第一种可能的频谱形状示意图；

图3B为S202得到的电信号的第二种可能的频谱形状示意图；

图3C为S202得到的电信号的第三种可能的频谱形状示意图；

图3D为S202得到的电信号的第四种可能的频谱形状示意图；

图4A为S202中采用低通滤波方式得到的频率成分的示意图；

图4B为图4A的局部放大示意图；

图4C为S202中采用低通滤波方式得到的边缘频率成分的示意图；

图4D为S202中采用低通滤波方式得到的边缘频率成分的示意图；

图5A为S202中采用带通滤波方式得到的频率成分的示意图；

图5B为S202中采用带通滤波方式得到的不同频率成分的另一种示意图；

图6为本发明实施例提供的一种光信噪比的确定方法实施例二的流程图示意图；

图7A为本发明实施例提供的一种光信噪比的确定方法实施例三的流程图示意图；

图7B为当光传输链路包含光滤波器时纯信号原始光谱变化示意图；

图7C为当光传输链路包含一个以上光滤波器时纯信号原始光谱变化示意图；

图7D为当光传输链路包含光滤波器时纯信号和噪声的中心频率成分和非中心频率成分的功率的关系的示意图；

图8A为本发明实施例提供的一种光信噪比的确定装置实施例一的结构图：

图8B为测量器的一种可选的结构示意图；

图8C为测量器的又一种可选的结构示意图；

图9本发明实施例提供的一种光信噪比的确定装置实施例二的结构图；

图10A本发明实施例提供的一种光信噪比的确定装置实施例三的结构图；

图10B本发明实施例提供的一种光信噪比的确定装置实施例四的结构图；

图10C本发明实施例提供的一种光信噪比的确定装置实施例五的结构图；

图11本发明实施例提供的一种光信噪比的确定装置实施例六的结构；

图12本发明实施例提供的一种光信噪比的确定装置实施例七的结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在光纤通信系统的光传输链路中，信道中的光信号具有一定的光谱宽度，在这个光谱宽度通常也均匀分布着噪声，因此，在光信号的光谱宽度的任意频率处测量的功率包含纯信号在该频率处的功率和噪声在该频率处的功率。可参考图1A为光信号中纯信号与噪声信号的谱形示意图。

光信噪比是衡量信道的传输性能的重要指标，光信噪比的定义为待测信道内纯信号的功率与待测信道的中心波长处0.1nm带宽内噪声功率的比值。可参考图1B为用于确定待测信道的光信噪比的纯信号的功率和噪声的功率的示意图。

本发明实施例将待测信道中的光信号转换为电信号，并使电信号携带与光信号对应的功率信息，然后测量不同频率处的功率，并利用待测信道中的噪声通常呈现高斯白噪声特性，即噪声信号的各个频率处的功率在待测信道内基本不变，而信道中的纯信号的各个频率处的功率与该光信号在频率处的滚降系数存在对应关系，可以确定电信号中纯信号的中心频率成分的功率与噪声的中心频率成分的比值，然后利用纯信号的中心频率成分的功率与整个待测信道带宽内纯信号的功率的关系、噪声的中心频率成分的功率与0.1nm带宽内噪声的功率的关系可以确定待测信道的光信噪比。

其中，某一频率处的滚降系数是指信道中纯信号在该频率成分的功率与中心频率成分的功率比值，滚降系数可以预先测量得到。

需要说明的是，由于对于信号的各个频率处的功率进行测量时，仅在一个频率点上是无法测量功率的，因此需要在一定的带宽上测量该频率处的功率，即测量一个频率成分的功率。本发明实施例中提及的任一信号的某个频率的频率成分是指，在该信号中，以该频率为中心频率，带宽为一预设带宽截取的一段信号，所述预设带宽例如可以为500MHz或1000MHz。可参考图1C，图1C为纯信号的中心频率成分的功率和非中心频率成分的功率的示意图。

图2A为本发明实施例提供的一种光信噪比的确定方法实施例一的流程图，本发明实施例可以在光通信系统中的一段光纤通信链路作为待测信道，如图2A所示，该方法包括：

S201、获取待测信道中的第一光信号。

其中，可以通过在光纤通信链路上安装分光器的方式，从待测信道中分出部分光信号。所述部分光信号可以称为第一光信号。

可选的，由于分出的这部分第一光信号占所述待测信道的总的光信号的比例越大，对待测信道中原有光通信传输的影响越大，所占比例越小，确定的光信噪比的准确度越低，因此，所述第一光信号可以选择所述待测信道的总的光信号功率的1％-5％，以达到光信噪比确定结果的准确性和待测信道中原有光通信传输的稳定性的平衡。

S202、将所述第一光信号转换为电信号，提取所述电信号中不同频率成分，所述电信号中所述不同频率成分的滚降系数与所述第一光信号中对应频率成分的滚降系数相同，所述滚降系数为信道中纯信号的非中心频率成分的功率与中心频率成分的功率的比值。

举例来说，可以利用相干检测原理，将所述第一光信号信号转换为电信号，可选的，所述将所述第一光信号转换为电信号，可以包括：

产生用于相干检测的至少一个本振光；

将所述第一光信号与每一个所述本振光进行相干耦合，得到与各个所述本振光一一对应的各个第二光信号；

对各个所述第二光信号进行光电探测，得到与各个所述第二光信号一一对应的各个所述电信号；

对各个所述电信号进行滤波，得到不同频率成分。

其中，所述用于相干探测的本振光可以为激光。所述相干耦合可以采用光耦合器实现，例如，3dB光耦合器，这种光耦合器具有两个入口和两个出口，将所述至少一个本振光中的每一个本振光分别与第一光信号输入光耦合器的两个入口，可以得到与该本振光对应的一个第二光信号，所述第二光信号从光耦合器的两个出口输出。

所述光电探测可以采用光电探测器实现，例如，具有一个光电二极管的光电探测器，将光耦合器的两个出口输出的任意一路第二光信号输入光电探测器可以得到与该本振光对应的一个电信号。可选的，所述光电探测也可以采用具有两个光电二极管的光电探测器，即平衡探测器实现，将光耦合器的两个出口输出的两路第二光信号输入平衡探测器可以得到与该本振光对应的一个电信号，采用平衡探测器进行光电探测得到的交流电信号的功率比采用单个光电二极管的光电探测器得到的交流电信号的功率高一倍，因此，采用平衡探测器可以提高所确定的光信噪比的准确度。

所述对各个所述电信号进行滤波，得到不同频率成分，可以采用电滤波器、低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器实现，其中，采用高通滤波器的方式与采用带通滤波器的方式相同，此处不再赘述。

可选的，对于采用低通滤波器对各个电信号进行滤波，得到不同频率成分时，所述光电探测需要采用平衡探测器实现，以使得到的电信号中不包含所述第一光信号中的直流分量；可选的，对于采用带通滤波器对各个电信号进行滤波，得到不同频率成分时，所述光电探测可以采用单个光电二极管的光电探测器或者平衡探测器实现，所述带通滤波器可以滤除所述第一光信号转换为电信号中直流分量。

S203、测量所述不同频率成分的功率。

其中，所述测量所述不同频率成分的功率可以采用电功率计或者其他电信号功率测量设备测量所述不同频率成分的功率，例如，利用模数转换器(Analog to DigitalConverter，简称ADC)将模拟量转换成数字量，然后通过采样计算得到数字量对应的平均功率数值，本发明不做限制。图2B为不同频率成分的纯信号和噪声的的功率的示意图。

S204、根据所述不同频率成分的功率，确定所述待测信道的光信噪比。

可参考图2C，图2C为根据不同频率成分确定纯信号和噪声的中心频率成分的功率的示意图。

由于在待测信道中的电信号的带宽的任意频率处测量的功率包含纯信号在该频率处的功率和噪声在该频率处的功率，且噪声在待测信道所述带宽内任意频率处的功率基本不变，即

任意频率处测量的功率＝纯信号的中心频率成分的功率×该频率处的滚降系数+噪声的中心频率成分的功率

由滚降系数的定义可知，中心频率成分的滚降系数为1，非中心频率成分的滚降系数等于该非中心频率成分的功率与中心频率的比值。图2D为纯信号的中心频率成分的功率与非中心频率成分的功率之间关系的示意图。

因此，根据最少两个不同频率成分的功率和滚降系数，就可以计算出纯信号的中心频率成分的功率和噪声的中心频率成分的功率的比值，记为第一比值；然后，根据第一比值和所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子，可以确定所述待测信道的光信噪比。

其中，所述校正因子用于将所述纯信号的中心频率成分的功率与所述噪声的中心频率成分的功率的比值，转换为待测信道的带宽内纯信号的功率与0.1nm带宽内噪声的功率的比值。可参考图1B，所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子是根据所述待测信道的带宽、所述不同频率成分的带宽和噪声的带宽确定的。所述待测信道的带宽可以大于、小于或等于第一光信号的带宽，参考噪声带宽通常为OSNR定义中的0.1nm的带宽，所述滤波带宽即所述不同频率成分的带宽，可以根据实际光纤通信链路的中的待测信道的实际信号确定。所述校准因子可以先采用背靠背的方法，例如，将光传输链路的发送端与测量设备直接相连，测量第一光信号的中心频率成分和通道带宽内的第一光信号的功率，然后结合所述噪声的频率成分的带宽与0.1nm带宽的关系计算得到所述校准因子。

优选的，所述不同频率中的其中一个可以选择尽量接近或等于电信号的中心频率，进一步地，所述不同频率中的其他频率可以选择尽量接近电信号的边缘频率，这样确定的待测信道的光信噪比可以更准确。

可选的，所述不同频率成分的滚降系数，可以预先测量得到。所述滚降系数与待测信道中光信号的速率、调制格式、脉冲形状有关，可以采用背靠背测量，即不经过任何传输设备，直接在光纤通信设备的发送端连接测量设备的方式，测量与第一光信号的中心频率成分和所述不同频率成分对应的电信号的功率，分别记录这些非中心频率成分的功率与中心频率成分的功率比值，作为所述不同频率的滚降系数。

本发明实施例通过获取待测信道中的第一光信号，将第一光信号转换为电信号，并在转换过程中保持对应频率成分的滚降系数不变，提取不同频率成分并测量所述电信号中不同频率成分功率，然后根据所述不同频率成分的功率，确定所述待测信道的光信噪比。由于在测量不同频率成分功率的过程中可能存在测量误差，滚降系数越小，这个测量误差对计算OSNR产生的影响也就越小。而相同频率点处的滚降系数与所用滤波器的带宽有关，滤波器带宽越窄所得滚降系数就会越小。通过将光信号转为电信号的方式进行测量所使用的电滤波器带宽远远小于对光信号直接测量所用的光滤波器的带宽，那么在相同频率点上通过光转电的方式测得的滚降系数要小于对光信号直接测量得到的滚降系数，更小的滚降系数使计算得到的OSNR更准确。不仅如此，由于测量的电信号的不同频率成分的电滤波器的可选带宽远远小于光滤波器的可选带宽，测量的电信号的不同频率成分的功率和滚降系数的准确度比采用光滤波器的方式测量得到的功率和滚降系数的准确度高，因此，本发明实施例提供的光信噪比的确定方法确定的待测信道的光信噪比的准确度显著提高。进一步地，采用成本低廉的光耦合器、光电探测器将光信号转换为电信号，使得可以采用低成本的电滤波器和电功率测量设备得到不同频率的成分的功率，以确定光信噪比，不需要使用价格昂贵的光滤波器器件，因此，本发明实施例提供了一种高准确度且经济的确定光信噪比的方法。

需要说明的是，S202中，根据所述至少一个本振光，可以得到至少一个电信号，每一个电信号的频率范围与对应的用于相干检测的本振光的频率对应，根据不同频率的所述至少一个本振光，得到的对应的电信号的频谱形状有多种可能。

图3A为S202得到的电信号的第一种可能的频谱形状示意图；图3B为S202得到的电信号的第二种可能的频谱形状示意图；图3C为S202得到的电信号的第三种可能的频谱形状示意图，图3D为S202得到的电信号的第四种可能的频谱形状示意图，其中，纵坐标P为功率，单位为毫瓦分贝。

可参考图3A，当所述本振光的频率小于所述第一光信号的中心频率减去第一光信号的带宽的一半时，所述电信号的频谱形状如图3A所示，所述电信号的中心频率等于所述第一光信号的中心频率减去所述本振光的频率的差值，相当于将所述第一光信号的光谱向零频方向平移了所述本振光的频率的距离，输出的电信号的频谱形状与第一光信号的光谱形状大致相同。

但是，当所述本振光的频率大于所述第一光信号的中心频率减去第一光信号的带宽的一半，且小于所述第一光信号的中心频率时，所述电信号的频谱形状如图3B所示，这是因为，经过相干检测方法得到的电信号的频谱中，第一光信号低于本振光的频率的部分减去本振光的频率的数值为负值，根据相干检测的原理，这部分的功率会镜像叠加到了第一光信号高于本振光的频率的部分，相当于，第一光信号的光谱形状向零频方向平移所述本振光的频率的距离，然后，第一光信号低于本振光的频率的部分镜像叠加到了第一光信号高于本振光的频率的部分。

同理可知，当所述本振光的频率等于所述第一光信号的中心频率时，所述电信号的频谱形状如图3C所示；当所述本振光的频率大于所述第一光信号的中心频率加所述第一光信号的带宽的一半时时，所述电信号的频谱形状如图3D所示；同理可知所述本振光的频率大于所述第一光信号的中心频率，且小于第一光信号的中心频率加所述第一光信号的带宽的一半的情况。

因此，为了保证提取的不同频率成分的滚降系数与所述第一光信号的对应频率成分的滚降系数相同，对于不同的滤波方式可选的滤波频率设置和所述本振光的频率范围也有所不同。

下面针对S202中采用不同滤波方式下，确定具体的滤波频率设置和本振光的频率取值范围进行具体说明：

所述对各个所述电信号进行滤波，得到不同频率成分，可以采用低通滤波方式、带通滤波方式等。

图4A为S202中采用低通滤波方式得到的频率成分的示意图，图4B为图4A的局部放大示意图。

低通滤波的方式通常采用低通滤波器实现，其滤波条件可以设置为：指定一个预设频率，低于预设频率的电信号可以通过，高于预设频率的电信号去除，相当于低通滤波器可以保留的频率范围为零频至一预设频率。

为了保证测量的每一个不同频率成分的功率都对应第一光信号中相等带宽的对应频率成分的功率，所述低通滤波方式的预设频率可以设置为用于确定待测信道的不同频率成分的功率的带宽的一半。

可参考图4B，这是因为，采用低通滤波的方式滤出的频率范围实际为零频至一个频率成分的带宽的一半，这部分频率的功率包括第一光信号高于本振光的频率的部分转换的电信号部分A-F及对应频率范围的噪声的功率和第一光信号低于本振光的频率的部分转换的电信号部分A-B镜像叠加的部分A-C及对应频率范围的噪声的功率镜像叠加的部分，即D-E所代表的功率加上噪声的功率等于功率A-C与功率A-B及噪声的功率的和，相当于一个完整频率成分功率，即纯信号的功率B-F和噪声的功率，且这个频率成分的滚降系数与第一光信号中对应频率成分的滚降系数相同。

若不改变低通滤波的频率范围，为了得到不同频率成分，需要产生至少两个本振光且本振光的频率不相同，这样，经过相干耦合和光电探测得到各个电信号的频率范围也各不相同，对各个电信号进行滤波可以得到不同频率成分。并且，所述至少两个本振光的频率应分别等于每一个不同频率成分在第一光信号中对应的频率成分的中心频率。

图4C为S202中采用低通滤波方式得到的边缘频率成分的示意图，图4D为S202中采用低通滤波方式得到的边缘频率成分的示意图。

可选的，如图4C所示，若所述不同频率成分中的一个频率成分为所述电信号的最小频率成分，则所述本振光的频率应等于所述第一光信号的中心频率与所述不同频率成分的带宽的和。类似的，如图4D所示，若所述不同频率成分中的一个频率成分为所述电信号的中心频率成分，则所述本振光的频率应等于所述第一光信号的中心频率。

图5A为S202中采用带通滤波方式得到的频率成分的示意图。

带通滤波的方式通常采用带通滤波器实现，其滤波条件可以设置为：指定一个预设频率范围，高于或低于预设频率范围的电信号去除，相当于带通滤波器可以保留的频率范围为一预设的频率范围。

为了保证测量的每一个不同频率成分的功率都对应第一光信号中相等带宽的对应频率成分的功率，所述带通滤波方式的预设的频率范围的带宽可以设置为用于确定待测信道的不同频率成分的功率的带宽。

若不调节带通滤波的频率范围，为了得到不同频率成分，需要产生至少两个本振光且本振光的频率不相同，这样，经过相干耦合和光电探测得到各个电信号的频率范围也各不相同，对各个电信号进行滤波可以得到不同频率成分。一个所述本振光的频率与一个目标频率成分对应，所述本振光的频率分别等于不同目标频率成分的中心频率减去所述带通滤波方式的预设频率范围的中心频率。

如果经过相干检测方法得到的电信号包括第一光信号低于本振光的频率的部分镜像叠加的功率，可参考图3B-3D，那么通过带通滤波方式得到的包含叠加部分的电信号的频率成分的功率与第一光信号中对应频率成分的滚降系数不同，因此，采用带通滤波方式对各个电信号进行滤波时，所述本振光的频率应避免所述不同频率成分的频率区间包含镜像叠加的功率。可参考图5B，图5B为S202中采用带通滤波方式得到的不同频率成分的另一种示意图，同理可知，当所述本振光的频率足够大时，也可以避免所述不同频率成分的频率区间包含镜像叠加的功率。

因此，所述本振光的频率可以选择满足如下条件的频率：

设第一光信号的中心频率为a，第一光信号的带宽为b，所述不同频率成分的带宽为c，若目标频率成分在第一光信号中对应的频率成分的中心频率为X，即频率成分为本振光的频率为f，带通滤波的滤波范围为其中，a、b、c、d、f、X均大于0，且则所述本振光的频率应满足如下条件：

或者

整理上面的式子可得所述本振光的可选的频率范围为或者

可选的，若带通滤波的频率范围可调节，为了得到不同频率成分，可以产生至少一个本振光，经过相干耦合和光电探测可以得到至少一个电信号，对至少一个电信号进行多次滤波，可以得到不同频率成分。所述带通滤波方式的预设的频率范围的中心频率可以分别等于不同的目标频率成分的中心频率减去所述至少一个本振光的频率。

与上述产生至少两个本振光并采用带通滤波方式时本振光的频率的约束条件类似，所述至少一个本振光的频率可以选择满足如下条件的频率：

设第一光信号的中心频率为a，第一光信号的带宽为b，所述不同频率成分的带宽为c，所述不同频率成分在第一光信号中对应的最小频率成分的中心频率为X₁，即最小频率成分为对应的最大频率成分的中心频率为本振光的频率为f，带通滤波的滤波范围为其中，a、b、c、d、f、X₁、X₂均大于0，且则所述本振光的频率应满足如下条件：

或者

整理上面的式子可以得到所述至少一个本振光的可选的频率范围为或者

这种方法可以在带通滤波器不支持调节时使用。

通过上述的低通滤波的方式和带通滤波的方式，均可以获得与所述第一光信号中对应频率成分的滚降系数相同的不同频率成分。

本发明实施例通过产生至少两个本振光进行相干耦合和光电探测，并采用低通滤波的方式或者带通滤波的方式，可以实现不需调节电滤波器滤波频率设置得到不同频率成分，确定光信噪比，可以减少操作电滤波器带来的误差，本发明实施例提供了一种经济而准确的确定光信噪比的方法。

图6为本发明实施例提供的一种光信噪比的确定方法实施例二的流程图示意图，当待测信道的光纤通信链路中不存在光滤波器或者其他光传输器件时，待测信号中各个频率成分的功率不受光滤波器或者其他光传输器件的影响，可以采用如下方式确定待测信道的光信噪比。

在图2-图5B所示方法的基础上，S104可以采用S603的步骤实现，如图6所示，本发明实施例的步骤包括：

S601、获取待测信道中的第一光信号。

S602、提取所述第一光信号中不同频率成分的功率，所述不同频率成分至少包括第一频率成分和第二频率成分，测量所述不同频率成分的功率。

其中，S601-S602可以采用图2-5B所示方法的S201-S203的步骤实现。

相应的，预先获取的所述不同频率的滚降系数至少包括光信号分别在所述第一频率和第二频率的滚降系数。

优选的，所述第一频率成分可以为由第一光信号的中心频率成分转换得到的电信号的频率成分，相应的，所述第一频率成分的滚降系数1。

显然地，这种选择一个频率为中心频率的光信噪比的确定方法可以简化计算的工作量。

进一步地，所述第二频率成分可以为由第一光信号的边缘频率成分转换得到的电信号的频率成分，这种选择由第一光信号的中心频率成分和边缘频率成分转换得到的电信号的对应频率成分的确定光信噪比的方法确定的OSNR更准确。

S603、根据P₁＝R₁×P_SIG-C+P_ASE0、P₂＝R₂×P_SIG-C+P_ASE0解出第一比值

其中，所述OSNR_C为所述第一比值，所述P₁和所述P₂为所述电信号中的第一频率成分和第二频率成分的功率，所述R₁和R₂分别为第一光信号中第一频率成分和第二频率成分的滚降系数，P_SIG-C为所述电信号中的纯信号的中心频率成分的功率，P_ASE0为所述电信号中的噪声的中心频率成分的功率。

S604、根据OSNR＝λ×OSNR_C确定所述待测信道的光信噪比。

其中，所述OSNR为待测通道的光信噪比，所述OSNR_C为所述电信号中的纯信号的中心频率成分的功率与所述电信号中的噪声的中心频率成分的功率的比值，即第一比值，所述λ为校准因子。

本发明实施例的其他步骤可以采用与图2-5B所示方法的实施方式以及技术效果相同，此处不再赘述。

图7A为本发明实施例提供的一种光信噪比的确定方法实施例三的流程图示意图，当待测信道的光纤通信链路中存在一个或多个光滤波器或者其他光传输器件，且光滤波器器件的波形大致相同时，待测信号中各个频率成分的功率还受光滤波器或者其他光传输器件的影响，可以采用如下方式确定待测信道的光信噪比。

在图2-图6所示方法的基础上，S104可以采用S703的步骤实现，如图7A所示，本发明实施例的步骤包括：

S701、获取待测信道中的第一光信号。

S702、提取所述第一光信号中不同频率成分的功率，所述不同频率成分至少包括第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分，测量所述不同频率成分的功率；

相应的，预先获取的所述滚降系数至少包括光信号分别在所述第一频率、所述第二频率和所述第三频率的滚降系数以及通过光滤波器时光信号分别在所述第一频率成分、第二频率成分和所述第三频率成分的滚降系数。

其中，S701-S702可以采用图2-5B所示方法的S201-S203的步骤实现。

需要说的是，所述通过光滤波器时光信号分别在所述第一频率成分、第二频率成分和所述第三频率成分的滚降系数也可以采用背靠背方法测量，例如，将光传输链路的发送端与所述光滤波器器件直接连接，光滤波器再与测量设备直接相连，测量与第一光信号的中心频率成分和所述至少三个频率成分对应的电信号的功率，分别记录这些非中心频率成分的功率与中心频率成分的功率比值，作为所述不同频率的滚降系数。

优选的，所述第一频率成分可以为由第一光信号的中心频率成分转换得到的电信号的频率成分，相应的，所述第一频率成分的滚降系数1。

显然地，这种选择一个频率为中心频率的光信噪比的确定方法可以简化计算的工作量。

进一步地，所述第二频率成分可以为由第一光信号的边缘频率成分转换得到的电信号的频率成分，这种选择由第一光信号的中心频率成分和边缘频率成分转换得到的电信号的对应频率成分的确定光信噪比的方法确定的OSNR更准确。

S703、根据P₁＝R₁×αⁿ×P_SIG-C+P_ASE0、P₂＝R₂×βⁿ×P_SIG-C+P_ASE0、P₃＝R₃×γⁿ×P_SIG-C+P_ASE0解出

其中，所述OSNR_C为第一比值，所述P₁、P₂和P₃分别为所述电信号中第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的功率，所述R₁、R₂和R₃分别为第一光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数，P_SIG-C为所述电信号中的纯信号的中心频率成分的功率，P_ASE0为所述电信号中的噪声的中心频率成分的功率，所述n为光滤波器的个数，所述α、β和γ分别为通过光滤波器时光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数。

S704、根据OSNR＝λ×OSNR_C确定所述待测信道的光信噪比。

其中，所述OSNR为待测通道的光信噪比，所述OSNR_C为所述电信号中的纯信号的中心频率成分的功率与所述电信号中的噪声的中心频率成分的功率的比值，即第一比值，所述λ为校准因子。

需要说明的是，当光传输链路呈现网络结构非点对点通信时，链路中间存在光滤波器器件，例如波长选择开关(wavelength-selective switch，简称WSS)，此时，纯信号原始光谱、转换后的电信号频谱以及滤波后的各个频率成分的功率会发生变化。

可参考图7B，图7B为当光传输链路包含光滤波器时纯信号原始光谱变化示意图，如图7B所示，当链路中有一个光滤波器的时候，原始光谱的中心频率两侧的非信号中心频率处的功率下降的更快。在光传输链路中包含光滤波器的情况下，从S201获取的第一光信号的各频率处的功率实际上是第一光信号在该频率成分的功率乘以光信号通过光滤波器时在该频率成分的滚降系数，则S202中测量的电信号的不同频率成分的功率实际上是第一光信号在该频率成分的功率乘以光信号通过光滤波器时在该频率成分的滚降系数。但是，对于噪声来说，S201获取的经过光滤波器的第一光信号中的噪声的功率与光传输链路中不包含光滤波器时的功率基本相同。可参考图7D，图7D为当光传输链路包含光滤波器时纯信号和噪声的中心频率成分和非中心频率成分的功率的关系的示意图。

类似地，图7C为当光传输链路包含一个以上光滤波器时纯信号原始光谱变化示意图，当链路中有两个光滤波器的时候，原始光谱形状会进一步被压缩，若光传输链路中的光滤波器器件器件的型号相同，则经过各个光滤波器的信号的波形大致相同，也就是说第一光信号经过这些光滤波器器件时的其中各个频率成分的功率的变化规律和程度大致相同，则在光传输链路中包含n个光滤波器时，从S201获取的第一光信号的各频率处的功率实际上是第一光信号在该频率成分的功率乘以光信号通过光滤波器时在该频率成分的滚降系数的n次方。若无法确定光传输链路中包含的光滤波器的数量，则需要根据至少三个不同频率成分的功率确定待测信道的第一比值。

本发明实施例的其他步骤可以采用与图2-6所示方法的实施方式。

本发明实施例考虑到光纤通信链路中可能包含的光滤波器器件，在确定光信噪比时，确定测量不同频率成分的功率时至少包括第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的功率，根据第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数以及通过光滤波器时光信号分别在第一频率成分、第二频率成分和所述第三频率成分的滚降系数确定待测信道的光信噪比，使得确定待测信道的光信噪比时，将光信号经过光滤波器器件时对功率的影响也考虑在内，使得根据测量得到的不同频率成分的功率计算待测信道的纯信号的功率和噪声信号的功率更准确，并通过光滤波器的不同频率的光信号的功率，进而提升了最终的待测信道的光信噪比的准确性，本发明实施例提供了一种可应用于光纤通信组网场景的准确的确定光信噪比的方法。

可选的，当待测信道的光纤通信链路中存在一个或多个光滤波器或者其他光传输器件，且光滤波器器件的波形大致相同时，待测信号中各个频率成分的功率还受光滤波器或者其他光传输器件的影响，本发明实施例提供的光信噪比的确定方法还包括一种可选的实施方式。

与图2-图7A所示方法不同的是，本发明实施例中可以不需要将所述第一光信号转换为电信号，直接根据第一光信号中的多个频率成分确定光信噪比，本发明实施例的步骤包括：

获取待测信道中的第一光信号；

提取所述第一光信号的至少三个频率成分的功率；

测量所述至少三个频率成分的功率；

根据所述至少三个频率成分的功率和滚降系数，确定第一比值；

根据所述第一比值和所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子，确定所述待测信道的光信噪比，所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子是根据所述待测信道的带宽、所述不同频率成分的带宽和噪声的带宽确定的。

其中，所述至少三个频率成分可以至少包括第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分；所述不同频率成分的滚降系数可以至少包括第一光信号中第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数以及通过光滤波器时光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数；所述第一光信号中的各频率成分的滚降系数为信道中纯信号的各个非中心频率成分的功率与中心频率成分的功率的比值；所述通过光滤波器时光信号时光信号的各个频率成分的滚降系数也可以采用背靠背方法测量，例如，将光传输链路的发送端与所述光滤波器器件直接连接，光滤波器再与测量设备直接相连，测量与第一光信号的中心频率成分和所述至少三个频率成分对应的电信号的功率，分别记录这些非中心频率成分的功率与中心频率成分的功率比值，作为所述不同频率的滚降系数。

需要说明的是，所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子是根据所述待测信道的带宽、所述不同频率成分的带宽和噪声的带宽确定的。所述校准因子可以先采用背靠背的方法，例如，将光传输链路的发送端与所述光滤波器器件直接连接，光滤波器再与测量设备直接相连，测量第一光信号的中心频率成分和通道带宽内的第一光信号的功率，然后结合所述噪声的频率成分的带宽与0.1nm带宽的关系计算得到所述校准因子。

进一步地，所述根据所述至少三个频率成分的功率和滚降系数，确定第一比值，可以具体包括：

根据P₁＝R₁×αⁿ×P_SIG-C+P_ASE0、P₂＝R₂×βⁿ×P_SIG-C+P_ASE0、P₃＝R₃×γⁿ×P_SIG-C+P_SSE0解出

其中，所述OSNR_C为第一比值，所述P₁、P₂和P₃分别为所述第一光信号中第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的功率，所述R₁、R₂和R₃分别为第一光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数，P_SIG-C为所述第一光信号中的纯信号的中心频率成分的功率，P_ASE0为所述第一光信号中的噪声的中心频率成分的功率，所述n为光滤波器的个数，所述α、β和γ分别为通过光滤波器时光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数。

本发明实施例考虑到光纤通信链路中可能包含的光滤波器器件，在确定光信噪比时，确定测量不同频率成分的功率时至少包括第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的功率，根据第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数以及通过光滤波器时光信号分别在第一频率成分、第二频率成分和所述第三频率成分的滚降系数确定待测信道的光信噪比，使得确定待测信道的光信噪比时，将光信号经过光滤波器器件时对功率的影响也考虑在内，使得根据测量得到的不同频率成分的功率计算待测信道的纯信号的功率和噪声信号的功率更准确，并通过光滤波器的不同频率的光信号的功率，进而提升了最终的待测信道的光信噪比的准确性，本发明实施例提供了一种可应用于光纤通信组网场景的准确的确定光信噪比的方法。

图8A为本发明实施例提供的一种光信噪比的确定装置实施例一的结构图，如图8A所示，本发明实施例的装置1可以包括：分光器11、光电转换与提取器12，测量器13、运算器14。

其中，所述分光器11，用于获取待测信道中的第一光信号；

所述光电转换与提取器12，用于用于将所述第一光信号转换为电信号，提取所述电信号中的不同频率成分，所述电信号中所述不同频率成分的滚降系数与所述第一光信号中对应频率成分的滚降系数相同，所述滚降系数为信道中纯信号的非中心频率成分的功率与中心频率成分的功率的比值；

所述测量器13，用于测量所述不同频率成分的功率；所述运算器14，用于根据所述不同频率成分的功率，确定所述待测信道的光信噪比。

可选的，所述测量器13可以采用电功率计或者其他电信号功率测量设备测量所述不同频率成分的功率，例如，利用模数转换器(Analog to Digital Converter，简称ADC)将模拟量转换成数字量，然后通过采样计算得到数字量对应的平均功率数值。

可参考图8B-8C，图8B为测量器的一种可选的结构示意图，如图8B所示，所述测量器为电功率计13，图8C为测量器的又一种可选的结构示意图，如图8C所示，所述测量器13包括模数转换器131和功率计算器132，本发明不做限制。

本实施例的装置，可以用于执行图2-7所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图9为本发明实施例提供的一种光信噪比的确定装置实施例二的结构图，在图8A-8C所示装置的基础上，如图9所示，本发明实施例的装置中，所述光电转换与提取器12可以包括：

激光器121，用于产生用于相干检测的至少一个本振光；

光耦合器122，用于将所述第一光信号与每一个所述本振光进行相干耦合，得到与各个所述本振光一一对应的各个第二光信号；

光电探测器123，用于对各个所述第二光信号进行光电探测，得到与各个所述第二光信号一一对应的各个所述电信号；

电滤波器124，用于对所述电信号进行滤波，得到所述电信号中的不同频率成分。

可选的，所述光电探测器123可以采用具有一个光电二极管的光电探测器，将光耦合器的两个出口输出的任意一路第二光信号输入光电探测器可以得到与该本振光对应的一个电信号。可选的，所述光电探测器123也可以采用具有两个光电二极管的光电探测器，即平衡探测器实现，将光耦合器的两个出口输出的两路第二光信号输入平衡探测器可以得到与该本振光对应的一个电信号，采用平衡探测器进行光电探测得到的交流电信号的功率比采用单个光电二极管的光电探测器得到的交流电信号的功率高一倍，因此，采用平衡探测器可以提高所确定的光信噪比的准确度。

本实施例的装置，可以用于执行图2-7所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图10A为本发明实施例提供的一种光信噪比的确定装置实施例三的结构图，在图9所示装置的基础上，如图10A所示，本发明实施例的装置中，所述光电转换与提取器12可以包括：第一控制器126，用于向所述激光器发送指令，所述指令用于指示所述激光器产生的本振光为至少两个且各个所述本振光的频率不相同，以使所述光电探测器得到各个所述电信号的频率范围不相同；

所述激光器为可调激光器121，用于根据所述第一控制器126的指令产生频率不相同的本振光；

所述电滤波器为低通滤波器124，用于采用低通滤波的方式，对各个所述电信号进行滤波，得到不同频率成分，其中，一个所述频率成分对应一个所述电信号。

本实施例的装置，可以用于执行图2-7所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图10B为本发明实施例提供的一种光信噪比的确定装置实施例四的结构图，在图9所示装置的基础上，如图10B所示，本发明实施例的装置中，所述光电转换与提取器12可以包括：

第一控制器126，用于向所述激光器发送指令，所述指令用于指示所述激光器产生的本振光为至少两个且各个所述本振光的频率不相同，以使所述光电探测器123得到各个所述电信号的频率范围不相同，其中，在至少两个所述本振光中，一个所述本振光的频率与一个目标频率成分对应，各个所述目标频率成分不同；

所述激光器为可调激光器121，用于根据所述第一控制器的指令产生频率不相同的本振光；

所述电滤波器为带通滤波器124，用于采用带通滤波的方式，对各个所述电信号进行滤波，得到各个所述目标频率成分；其中，一个所述频率成分对应一个所述电信号。

可选的，所述光电探测器123可以为具有两个光电二极管的光电探测器，即平衡探测器。

本实施例的装置，可以用于执行图2-7所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图10C为本发明实施例提供的一种光信噪比的确定装置实施例五的结构图，在图9所示装置的基础上，如图10C所示，本发明实施例的装置中，若所述激光器121产生的所述本振光为一个，各个所述目标频率成分不同，所述本振光的频率取值范围与各个所述目标频率成分中的最小目标频率成分或者最大目标频率成分对应；所述光电转换与提取器12可以包括：

第二控制器127，用于向所述电滤波器发送带通滤波设置指令，所述指令用于指示所述电滤波器对所述电信号进行多次滤波，以使所述电滤波器得到各个所述目标频率成分；

所述电滤波器为可调带通滤波器124，用于根据所述第二控制器127的指令调节带通滤波设置，对所述电信号进行多次滤波，得到各个所述目标频率成分，其中，各个所述滤波所采用的滤波范围不相同。

可选的，所述光电探测器123可以为具有两个光电二极管的光电探测器，即平衡探测器。

本实施例的装置，可以用于执行图2-7所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图11为本发明实施例提供的一种光信噪比的确定装置实施例六的结构图，在图8A-10C所示装置的基础上，如图11所示，本发明实施例的装置中，所述运算器14可以包括：

第一比值计算器141，用于根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定第一比值；

校准器142，用于根据第一比值和所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子，确定所述待测信道的光信噪比，所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子是根据所述待测信道的带宽、所述不同频率成分的带宽和噪声的带宽确定的。

进一步地，所述校准器142，可以具体用于：

根据OSNR＝λ×OSNR_C确定所述光信噪比；

其中，所述OSNR为待测通道的光信噪比，所述OSNR_C为所述第一比值，所述λ为校准因子。所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子是根据所述待测信道的带宽、所述不同频率成分的带宽和噪声的带宽确定的。所述待测信道的带宽可以大于、小于或等于第一光信号的带宽，参考噪声带宽通常为OSNR定义中的0.1nm的带宽，所述滤波带宽即所述不同频率成分的带宽，可以根据实际光纤通信链路的中的待测信道的实际信号确定。

可选的，当所述不同频率成分至少包括第一频率成分和第二频率成分，第一比值计算器141，可以具体用于获取光信号的第一频率成分和第二频率成分的滚降系数；

根据P₁＝R₁×P_SIG-C+P_ASE0、P₂＝R₂×P_SIG-C+P_ASE0解出

所述OSNR_C为第一比值，所述P₁和所述P₂分别为所述电信号中的第一频率成分和第二频率成分的功率，所述R₁和R₂分别为第一光信号中第一频率成分和第二频率成分的滚降系数，P_SIG-C为所述电信号中的纯信号的中心频率成分的功率，P_ASE0为所述电信号中的噪声的中心频率成分的功率。

本实施例的装置，可以用于执行图2-7所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图12为本发明实施例提供的一种光信噪比的确定装置实施例七的结构图，在图8A-10C所示装置的基础上，如图12所示，本发明实施例的装置中，所述装置1，还可以包括：

光滤波器确定器15，用于若确定所述待测信道的光纤通信链路中包括光滤波器，指示所述光电转换与提取器得到的所述不同频率成分至少包括第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分；

所述第一比值计算器141，可以具体用于：

获取光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数以及通过光滤波器时光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数；

根据P₁＝R₁×αⁿ×P_SIG-C+P_ASE0、P₂＝R₂×βⁿ×P_SIG-C+P_ASE0、P₃＝R₃×γⁿ×P_SIG-C+P_ASE0解出

其中，所述OSNR_C为第一比值，所述P₁、P₂和P₃分别为所述电信号中第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的功率，所述R₁、R₂和R₃分别为第一光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数，P_SIG-C为所述电信号中的纯信号的中心频率成分的功率，P_ASE0为所述电信号中的噪声的中心频率成分的功率，所述n为光滤波器的个数，所述α、β和γ分别为通过光滤波器时光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数。

本实施例的装置，可以用于执行图2-7所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (28)

1.一种光信噪比的确定方法，其特征在于，包括：

获取待测信道中的第一光信号；

将所述第一光信号转换为电信号，提取所述电信号中的不同频率成分，所述电信号中所述不同频率成分的滚降系数与所述第一光信号中对应频率成分的滚降系数相同，所述滚降系数为信道中纯信号的非中心频率成分的功率与中心频率成分的功率的比值；

测量所述不同频率成分的功率；

根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定所述待测信道的光信噪比。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第一光信号转换为电信号，获得所述电信号中不同频率成分，包括：

产生用于相干检测的至少一个本振光；

将所述第一光信号与每一个所述本振光进行相干耦合，得到与各个所述本振光一一对应的各个第二光信号；

对各个所述第二光信号进行光电探测，得到与各个所述第二光信号一一对应的各个所述电信号；

对各个所述电信号进行滤波，得到不同频率成分。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二光信号包括两路信号；

所述对各个所述第二光信号进行光电探测，得到与各个所述第二光信号一一对应的各个所述电信号，包括：

对各个所述第二光信号的两路信号进行平衡探测，得到与各个所述第二光信号一一对应的各个所述电信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述本振光为至少两个且各个所述本振光的频率不相同时，各个所述电信号的频率范围不相同；

所述对各个所述电信号进行滤波，得到不同频率成分，包括：

采用低通滤波的方式，对各个所述电信号进行滤波，得到不同频率成分，其中，一个所述频率成分对应一个所述电信号。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，当所述本振光为至少两个且各个所述本振光的频率不相同时，各个所述电信号的频率范围不相同，在至少两个所述本振光中，一个所述本振光的频率与一个目标频率成分对应，各个所述目标频率成分不同；

所述对各个所述电信号进行滤波，得到不同频率成分，各个所述频率成分不同，包括：

采用带通滤波的方式，对各个所述电信号进行滤波，得到各个所述目标频率成分；其中，一个所述频率成分对应一个所述电信号。

6.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，当所述本振光为一个，各个目标频率成分不同，所述本振光的频率的取值范围与各个所述目标频率成分的最小目标频率成分或者最大目标频率成分对应；

所述对各个所述电信号进行滤波，得到所述不同频率成分，包括：

采用带通滤波的方式，对所述电信号进行多次滤波，得到各个所述目标频率成分；其中，各个所述滤波所采用的滤波范围不相同。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定所述待测信道的光信噪比，具体包括：

根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定第一比值；

根据第一比值和所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子，确定所述待测信道的光信噪比，所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子是根据所述待测信道的带宽、所述不同频率成分的带宽和噪声的带宽确定的。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定所述待测信道的光信噪比，具体包括：

根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定第一比值；

根据第一比值和所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子，确定所述待测信道的光信噪比，所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子是根据所述待测信道的带宽、所述不同频率成分的带宽和噪声的带宽确定的。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定所述待测信道的光信噪比，具体包括：

根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定第一比值；

根据第一比值和所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子，确定所述待测信道的光信噪比，所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子是根据所述待测信道的带宽、所述不同频率成分的带宽和噪声的带宽确定的。

10.根据权利要求7～9任一所述的方法，其特征在于，所述不同频率成分至少包括第一频率成分和第二频率成分，所述不同频率成分的滚降系数至少包括光信号的第一频率成分和第二频率成分的滚降系数；

所述根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定第一比值，具体包括：

根据P₁＝R₁×P_SIG-C+P_ASE0、P₂＝R₂×P_SIG-C+P_ASE0解出

所述OSNR_C为第一比值，所述P₁和所述P₂分别为所述电信号中的第一频率成分和第二频率成分的功率，所述R₁和R₂分别为第一光信号中第一频率成分和第二频率成分的滚降系数，P_SIG-C为所述电信号中的纯信号的中心频率成分的功率，P_ASE0为所述电信号中的噪声的中心频率成分的功率。

11.根据权利要求7～9任一所述的方法，其特征在于，确定所述待测信道的光纤通信链路中包括光滤波器；所述不同频率成分至少包括第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分，所述不同频率成分的滚降系数至少包括第一光信号中第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数以及通过光滤波器时光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数；

所述根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定第一比值，具体包括：

根据P₁＝R₁×αⁿ×P_SIG-C+P_ASE0、P₂＝R₂×βⁿ×P_SIG-C+P_ASE0、P₃＝R₃×γⁿ×P_SIG-C+P_ASE0解出

其中，所述OSNR_C为第一比值，所述P₁、P₂和P₃分别为所述电信号中第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的功率，所述R₁、R₂和R₃分别为第一光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数，P_SIG-C为所述电信号中的纯信号的中心频率成分的功率，P_ASE0为所述电信号中的噪声的中心频率成分的功率，所述n为光滤波器的个数，所述α、β和γ分别为通过光滤波器时光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数。

12.根据权利要求7～9任一所述的方法，其特征在于，所述根据第一比值以及所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子，确定所述待测信道的光信噪比，具体包括：

根据OSNR＝λ×OSNR_C确定所述光信噪比；

其中，所述OSNR为待测通道的光信噪比，所述OSNR_C为所述第一比值，所述λ为校准因子。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据第一比值以及所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子，确定所述待测信道的光信噪比，具体包括：

根据OSNR＝λ×OSNR_C确定所述光信噪比；

其中，所述OSNR为待测通道的光信噪比，所述OSNR_C为所述第一比值，所述λ为校准因子。

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据第一比值以及所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子，确定所述待测信道的光信噪比，具体包括：

根据OSNR＝λ×OSNR_C确定所述光信噪比；

其中，所述OSNR为待测通道的光信噪比，所述OSNR_C为所述第一比值，所述λ为校准因子。

15.一种光信噪比的确定装置，其特征在于，包括：

分光器，用于获取待测信道中的第一光信号；

光电转换与提取器，用于将所述第一光信号转换为电信号，提取所述电信号中的不同频率成分，所述电信号中所述不同频率成分的滚降系数与所述第一光信号中对应频率成分的滚降系数相同，所述滚降系数为信道中纯信号的非中心频率成分的功率与中心频率成分的功率的比值；

测量器，用于测量所述不同频率成分的功率；

运算器，用于根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定所述待测信道的光信噪比。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述光电转换与提取器包括：

激光器，用于产生用于相干检测的至少一个本振光；

光耦合器，用于将所述第一光信号与每一个所述本振光进行相干耦合，得到与各个所述本振光一一对应的各个第二光信号；

光电探测器，用于对各个所述第二光信号进行光电探测，得到与各个所述第二光信号一一对应的各个所述电信号；

电滤波器，用于对所述电信号进行滤波，得到所述电信号中的不同频率成分。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述光耦合器输出的第二光信号为两路信号；

所述光电探测器为平衡探测器，对所述第二光信号的两路信号进行平衡探测，得到与各个所述第二光信号一一对应的各个所述电信号。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述光电转换与提取器还包括第一控制器，用于向所述激光器发送指令，所述指令用于指示所述激光器产生的本振光为至少两个且各个所述本振光的频率不相同，以使所述光电探测器得到各个所述电信号的频率范围不相同；

所述激光器为可调激光器，用于根据所述第一控制器的指令产生频率不相同的本振光；

所述电滤波器为低通滤波器，用于采用低通滤波的方式，对各个所述电信号进行滤波，得到不同频率成分，其中，一个所述频率成分对应一个所述电信号。

19.根据权利要求16或17所述的装置，其特征在于，所述光电转换与提取器还包括第一控制器，用于向所述激光器发送指令，所述指令用于指示所述激光器产生的本振光为至少两个且各个所述本振光的频率不相同，以使所述光电探测器得到各个所述电信号的频率范围不相同，其中，在至少两个所述本振光中，一个所述本振光的频率与一个目标频率成分对应，各个所述目标频率成分不同；

所述激光器为可调激光器，用于根据所述第一控制器的指令产生频率不相同的本振光；

所述电滤波器为带通滤波器，用于采用带通滤波的方式，对各个所述电信号进行滤波，得到各个所述目标频率成分；其中，一个所述频率成分对应一个所述电信号。

20.根据权利要求16或17所述的装置，其特征在于，若所述激光器产生的所述本振光为一个，各个目标频率成分不同，所述本振光的频率取值范围与各个所述目标频率成分中的最小目标频率成分或者最大目标频率成分对应；

所述光电转换与提取器包括第二控制器，用于向所述电滤波器发送带通滤波设置指令，所述指令用于指示所述电滤波器对所述电信号进行多次滤波，以使所述电滤波器得到各个所述目标频率成分；

所述电滤波器为可调带通滤波器，用于根据所述第二控制器的指令调节带通滤波设置，对所述电信号进行多次滤波，得到各个所述目标频率成分，其中，各个所述滤波所采用的滤波范围不相同。

21.根据权利要求15所述的装置，所述运算器，包括：

第一比值计算器，用于根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定第一比值；

校准器，用于根据第一比值和所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子，确定所述待测信道的光信噪比，所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子是根据所述待测信道的带宽、所述不同频率成分的带宽和噪声的带宽确定的。

22.根据权利要求19所述的装置，所述运算器，包括：

第一比值计算器，用于根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定第一比值；

校准器，用于根据第一比值和所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子，确定所述待测信道的光信噪比，所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子是根据所述待测信道的带宽、所述不同频率成分的带宽和噪声的带宽确定的。

23.根据权利要求20所述的装置，所述运算器，包括：

第一比值计算器，用于根据所述不同频率成分的功率和滚降系数，确定第一比值；

校准器，用于根据第一比值和所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子，确定所述待测信道的光信噪比，所述第一光信号的中心频率成分的功率的校准因子是根据所述待测信道的带宽、所述不同频率成分的带宽和噪声的带宽确定的。

24.根据权利要求21～23任一所述的装置，其特征在于，所述不同频率成分至少包括第一频率成分和第二频率成分，

第一比值计算器，具体用于获取光信号的第一频率成分和第二频率成分的滚降系数；

根据P₁＝R₁×P_SIG-C+P_ASE0、P₂＝R₂×P_SIG-C+P_ASE0解出

所述OSNR_C为第一比值，所述P₁和所述P₂分别为所述电信号中的第一频率成分和第二频率成分的功率，所述R₁和R₂分别为第一光信号中第一频率成分和第二频率成分的滚降系数，P_SIG-C为所述电信号中的纯信号的中心频率成分的功率，P_ASE0为所述电信号中的噪声的中心频率成分的功率。

25.根据权利要求21～23任一所述的装置，其特征在于，所述装置，还包括：

光滤波器确定器，用于若确定所述待测信道的光纤通信链路中包括光滤波器，指示所述光电转换与提取器得到的所述不同频率成分至少包括第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分；

所述第一比值计算器，具体用于：

获取光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数以及通过光滤波器时光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数；

根据P₁＝R₁×αⁿ×P_SIG-C+P_ASE0、P₂＝R₂×βⁿ×P_SIG-C+P_ASE0、P₃＝R₃×γⁿ×P_SIG-C+P_ASE0解出

其中，所述OSNR_C为第一比值，所述P₁、P₂和P₃分别为所述电信号中第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的功率，所述R₁、R₂和R₃分别为第一光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数，P_SIG-C为所述电信号中的纯信号的中心频率成分的功率，P_ASE0为所述电信号中的噪声的中心频率成分的功率，所述n为光滤波器的个数，所述α、β和γ分别为通过光滤波器时光信号的第一频率成分、第二频率成分和第三频率成分的滚降系数。

26.根据权利要求21～23任一所述的装置，其特征在于，所述校准器，具体用于：

根据OSNR＝λ×OSNR_C确定所述光信噪比；

其中，所述OSNR为待测通道的光信噪比，所述OSNR_C为所述第一比值，所述λ为校准因子。

27.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述校准器，具体用于：

根据OSNR＝λ×OSNR_C确定所述光信噪比；

其中，所述OSNR为待测通道的光信噪比，所述OSNR_C为所述第一比值，所述λ为校准因子。

28.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，所述校准器，具体用于：

根据OSNR＝λ×OSNR_C确定所述光信噪比；

其中，所述OSNR为待测通道的光信噪比，所述OSNR_C为所述第一比值，所述λ为校准因子。