CN113676254B - 色散估计方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种色散估计方法及装置。包括：获取第一路光信号和第二路光信号，第一路光信号和第二路光信号为通过联合传输的两个信道或两个子载波传播的光信号，确定第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时，相对传播延时为插入第一路光信号中的第一训练序列与插入第二路光信号中的第二训练序列之间的相对传播延时，第一训练序列在第一路光信号中的位置与第二训练序列在第二路光信号中的位置相同，根据第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时与两个信道的间隔或两个子载波的间隔确定色散估计值。从而可提高色散估计的速度。

Description

色散估计方法及装置

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种色散估计方法及装置。

背景技术

光通信系统被广泛应用于数据通信中，光通信系统可以包括：光发射器、信道(包括光纤)和光接收器，光发射器可将数据编码到光信号上，信道可将光信号从光发射器传播到光接收器，而光接收器可从接收到的光信号中还原出数据。由于不同频率的光信号的群速度不同，使得光脉冲发生展宽，会出现光纤的色散，色散会增加光接收器接收到的噪声，因此需要在光接收器的数字信号处理(digital signal processing，DSP)单元中对接收到的光信号进行色散估计，并根据色散估计值对光信号进行色散补偿。

色散导致光信号的峰值平均功率比(peak to average power ratio，PAPR)值增大，目前，已知的一种色散估计方法是最小PAPR法，具体是以一定的步长间隔对光信号扫描所有可能的色散值，并根据扫描的每个色散值进行色散补偿，得到色散补偿后的光信号，将PAPR最小的色散补偿后的光信号对应的色散值作为色散估计值，实现色散估计。

但是，该方法需要扫描所有可能的色散值，需要消耗大量时间，色散估计的速度不高。

发明内容

本申请提供一种色散估计方法及装置，可大幅减少色散估计的计算量，提高色散估计的速度。

第一方面，本申请提供一种色散估计方法，包括：获取第一路光信号和第二路光信号，第一路光信号和第二路光信号为通过联合传输的两个信道或两个子载波传播的光信号，确定第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时，相对传播延时为插入第一路光信号中的第一训练序列与插入第二路光信号中的第二训练序列之间的相对传播延时，第一训练序列在第一路光信号中的位置与第二训练序列在第二路光信号中的位置相同，根据第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时与两个信道的间隔或两个子载波的间隔确定色散估计值。

通过第一方面提供的色散估计方法，获取到通过联合传输的两个信道或两个子载波传播的第一路光信号和第二路光信号后，通过先确定第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时，然后根据第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时与两个信道的间隔或两个子载波的间隔确定色散估计值。由于本实施例中可直接根据第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时与两个信道的间隔或两个子载波的间隔确定色散估计值，无需扫描所有可能的色散值，可大幅减少色散估计的计算量，从而可提高色散估计的速度。

在一种可能的设计中，根据第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时与两个信道的间隔或两个子载波的间隔确定色散估计值，包括：

根据第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时ΔN与两个信道的间隔或两个子载波的间隔，通过如下公式计算候选色散估计值DL：

其中，N为一个帧的长度，c为光速，m为整数，λ为光信号的波长，f_baud为波特率，sps为采样率，f_space为两个信道的间隔或两个子载波的间隔；

根据预存的m的取值范围从候选色散估计值DL中确定出P个候选色散估计值，P大于或等于1；

从P个候选色散估计值中确定出色散估计值。

在一种可能的设计中，从P个候选色散估计值中确定出色散估计值，包括：

若P为1，则将1个候选色散估计值确定为色散估计值；

若P大于1，则根据p个候选色散估计值中的每一个候选色散估计值进行色散补偿，得到p个色散补偿后的光信号；

计算p个色散补偿后的光信号的峰值平均功率比PAPR值，将PAPR值最小的色散补偿后的光信号对应的候选色散估计值确定为色散估计值。

通过本实施方式提供的色散估计方法，从P个候选色散估计值中确定出最终的色散估计值，相比较现有技术中数万个数量级的扫描时间，所需的时间很短，因此可以快速地得到色散估计值。

在一种可能的设计中，确定第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时，包括：

对第一路光信号和第二路光信号进行相关运算，得到相对传播延时。

在一种可能的设计中，相关运算为卷积运算。

在一种可能的设计中，获取第一路光信号和第二路光信号，包括：

从接收到的至少两路光信号中选取第一路光信号和第二路光信号。

在一种可能的设计中，m的取值范围为[-10-10]。本实施例中是从21个候选色散估计值中确定出最终的色散估计值，相比较现有技术中数万个数量级的扫描时间，所需的时间很短，因此可以快速地得到色散估计值。

第二方面，本申请提供一种色散估计装置，包括：

获取模块，用于获取第一路光信号和第二路光信号，第一路光信号和第二路光信号为通过联合传输的两个信道或两个子载波传播的光信号；

第一确定模块，用于确定第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时，相对传播延时为插入第一路光信号中的第一训练序列与插入第二路光信号中的第二训练序列之间的相对传播延时，第一训练序列在第一路光信号中的位置与第二训练序列在第二路光信号中的位置相同；

第二确定模块，用于根据第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时与两个信道的间隔或两个子载波的间隔确定色散估计值。

在一种可能的设计中，第二确定模块用于：

根据第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时ΔN与两个信道的间隔或两个子载波的间隔，通过如下公式计算候选色散估计值DL：

其中，N为一个帧的长度，c为光速，m为整数，λ为光信号的波长，f_baud为波特率，sps为采样率，f_space为两个信道的间隔或两个子载波的间隔；

根据预存的m的取值范围从候选色散估计值DL中确定出P个候选色散估计值，P大于或等于1；

从P个候选色散估计值中确定出色散估计值。

在一种可能的设计中，第二确定模块用于：

若P为1，则将1个候选色散估计值确定为色散估计值；

若P大于1，则根据p个候选色散估计值中的每一个候选色散估计值进行色散补偿，得到p个色散补偿后的光信号；

计算p个色散补偿后的光信号的峰值平均功率比PAPR值，将PAPR值最小的色散补偿后的光信号对应的候选色散估计值确定为色散估计值。

在一种可能的设计中，第一确定模块用于：

对第一路光信号和第二路光信号进行相关运算，得到相对传播延时。

在一种可能的设计中，相关运算为卷积运算。

在一种可能的设计中，获取模块用于：

从接收到的至少两路光信号中选取第一路光信号和第二路光信号。

在一种可能的设计中，m的取值范围为[-10-10]。

上述第二方面以及上述第二方面的各可能的设计中所提供的色散估计装置，其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果，在此不再赘述。

第三方面，本申请提供一种色散估计装置，包括：

处理器；以及

存储器，用于存储处理器的可执行指令；

其中，处理器配置为经由执行可执行指令来执行第一方面及第一方面任一种可能的设计中的色散估计方法。

第四方面，本申请提供一种可读存储介质，可读存储介质中存储有执行指令，当色散估计装置的至少一个处理器执行执行指令时，色散估计装置执行第一方面及第一方面任一种可能的设计中的色散估计方法。

附图说明

图1为一种光通信系统的架构示意图；

图2为一种多通道联合传输系统的架构示意图；

图3为一种光发射器端光信号插入训练序列的位置和光接收器端训练序列在光信号中的位置示意图；

图4为一种SCM系统的架构示意图；

图5为一种光发射器端光信号插入训练序列的位置和光接收器端训练序列在光信号中的位置示意图；

图6为两路光信号的发送、传播和接收过程示意图；

图7为本申请提供的一种色散估计方法实施例的流程图；

图8为一种第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时的示意图；

图9为本申请提供的色散估计方法的一种仿真过程示意图；

图10为f_baud为50Gbaud时的仿真误差示意图；

图11为f_baud为100Gbaud时的仿真误差示意图；

图12为f_baud为150Gbaud时的仿真误差示意图；

图13为本申请提供的一种色散估计装置实施例的结构示意图；

图14为本申请提供的一种色散估计装置的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明，本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或方案不应被解释为比其它实施例或方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

现有的色散估计方法中，通过对光信号扫描所有可能的色散值，数量级可能达到数万个，并根据扫描的每个色散值进行色散补偿，得到色散补偿后的光信号，将PAPR最小的色散补偿后的光信号对应的色散值作为色散估计值，实现色散估计，由于该方法需要扫描所有可能的色散值，数量级可能达到数万个，因此计算复杂度较高，需要消耗大量时间，色散估计的速度不高。为解决上述问题，本申请提供一种色散估计方法及装置，可根据通过联合传输的两个信道或两个子载波传播的第一光信号和第二光信号的相对传播延时，以及两个信道的间隔或两个子载波的间隔确定色散估计值，其中第一光信号和第二光信号的相对传播延时可根据插入第一路光信号中的第一训练序列与插入第二路光信号中的第二训练序列之间的相对传播延时确定，第一训练序列在第一路光信号中的位置与第二训练序列在第二路光信号中的位置相同，无需扫描所有可能的色散值，可大幅减少色散估计的计算量，从而可提高色散估计的速度。下面结合附图详细说明本申请提供的色散估计方法及装置。

本申请提供的色散估计方法可应用于光通信系统，具体可应用于光通信系统中的多通道联合传输系统或子载波复用(sub-carrier multiplex，SCM)系统，在多通道(supperchannel)联合传输系统中，多个信道同步进行发送、传播和接收，在不同信道传播的光信号之间在传播时间上具有一定的相关性，此处的相关性是指任意两路光信号之间具有固定的相对传播延时。在SCM(sub-carriar multiplex，SCM)系统中，多个子载波同步进行发送、传播和接收，在不同子载波传播的光信号之间在传播时间上也具有相关性，此处的相关性是指任意两路光信号之间具有固定的相对传播延时，SCM系统也称为离散多音频(discretemulti-tone，DMT)系统。

图1为一种光通信系统的架构示意图，如图1所示，光通信系统可以包括光发射器11、信道12和光接收器13，光发射器11用于向光接收器13发射光信号，信道12为光通信网络中的传播链路，信道12可以包括光纤120、光滤波器121和光放大器122，还可以包括其它组件，信道12可包含各种信道损害，例如色散和非线性相位噪声等，色散会增加光接收器13接收到的噪声。光接收器13可以包括DSP单元131，还可以包括其它组件，光接收器13用于接收由光发射器11发射且通过信道12传播的光信号。由于色散会增加光接收器13接收到的噪声，因此需要在光接收器13的DSP单元131中对接收到的光信号进行色散估计，并根据色散估计值对光信号进行色散补偿，具体如何对接收到的光信号进行色散估计，可采用本申请提供的色散估计方法。

图2为一种多通道联合传输系统的架构示意图，如图2所示，多通道联合传输系统可以包括光发射器11、N个信道12和光接收器13，N大于或等于2，在该多通道联合传输系统中，通过光发射器11、N个信道12和光接收器13同步进行光信号的发送、传播和接收，具体在光发射器11发射光信号时，对发射的每一光信号在相同的位置插入相同符号数的训练序列(pilot)，训练序列占用至少一个符号，图3为一种光发射器端光信号插入训练序列的位置和光接收器端训练序列在光信号中的位置示意图，如图3所示，以两个信道为例，在光发射器11通过信道1发射光信号时，可以是在每一个长度为N(即N个符号)的帧的前端(还可以是帧内的其它位置)插入训练序列，在光发射器11通过信道2发射光信号时，可以是在每一个长度为N的帧的前端(还可以是帧内的其它位置)插入训练序列，插入训练序列的光信号分别通过信道1和信道2传播到光接收器13端，由于色散会导致光接收器13端接收到的数据延迟，ΔN为通过信道1和信道2传播的两路光信号的相对传播延时。本申请提供的色散估计方法可根据两路光信号的相对传播延时ΔN与信道1和信道2的间隔确定色散估计值。

图4为一种SCM系统的架构示意图，如图4所示，一个信道12包括N个子载波，在该SCM系统中，通过光发射器11、信道12中的N个子载波和光接收器13同步进行光信号的发送、传播和接收，N大于或等于2，具体在光发射器11发射光信号时，对发射的每一光信号在相同的位置插入相同符号数的训练序列(pilot)，图5为一种光发射器端光信号插入训练序列的位置和光接收器端训练序列在光信号中的位置示意图，如图5所示，以两个子载波为例，在光发射器11通过子载波1发射光信号时，可以是在每一个长度为N的帧的前端(还可以是帧内的其它位置)插入训练序列，在光发射器11通过子载波2发射光信号时，可以是在每一个长度为N的帧的前端(还可以是帧内的其它位置)插入训练序列，插入训练序列的光信号分别通过子载波1和子载波2传播到光接收器13端，由于色散会导致光接收器13端接收到的数据延迟，ΔN为通过子载波1和子载波2传播的两路光信号的相对传播延时。本申请提供的色散估计方法可根据两路光信号的相对传播延时ΔN与子载波1和子载波2的间隔确定色散估计值。

以两路光信号同时经过两个信道传播为例，图6为两路光信号的发送、传播和接收过程示意图，如图6所示，具体在光发射器端发射第一路光信号和第二路光信号时，对发射的第一路光信号和第二路光信号在相同的位置插入相同符号数的训练序列(pilot)，接着在光发射器中，第一路光信号和第二路光信号经过上采样和脉冲整形后，进行频移与和波，然后进入信道，本申请实施例中只考虑光纤中的色散效应，在光接收器端进行频域滤波后进行下采样，分出两波并分别进行匹配滤波，得到两路具有固定频率间隔的光信号，接着在光接收器端的DSP单元中(可以是在DSP单元中的色散估计和色散补偿(CDE&CDC)模块)中进行色散估计和色散补偿，最后分别通过最小均方根(LMS)得到色散补偿后的第一路光信号和色散补偿后的第二路光信号。需要说明的是，两路光信号同时经过两个子载波传播的过程与图6所示的过程类似，多路光信号同时经过多个联合传输的信道或多个子载波传播的过程与图6所示的过程类似，此处不再赘述。具体如何对接收到的光信号进行色散估计，可采用本申请提供的色散估计方法。下文中结合附图详细说明本申请提供的色散估计方法。

图7为本申请提供的一种色散估计方法实施例的流程图，本实施例的色散估计方法的执行主体可以为光接收器，具体可以为光接收器中的DSP单元，如图7所示，本实施例的方法可以包括：

S101、获取第一路光信号和第二路光信号，第一路光信号和第二路光信号为通过联合传输的两个信道或两个子载波传播的光信号。

具体来说，第一路光信号和第二路光信号为通过联合传输的两个信道的光信号，对于两路光信号而言，联合传输是指通过两个信道同步进行光信号的发送、传播和接收，或者，第一路光信号和第二路光信号为通过两个子载波传播的光信号，是指第一路光信号和第二路光信号通过两个子载波同步进行光信号的发送、传播和接收，可以理解的是，一个信道可以被划分为多个子载波。

其中，在一种可实施的方式中，若同步传输的信道或子载波的个数为两个，则获取第一路光信号和第二路光信号，可以是接收第一路光信号和第二路光信号。若同步传输的信道或子载波的个数为两个以上，则获取第一路光信号和第二路光信号，可以是：从接收到的至少两路光信号中选取第一路光信号和第二路光信号。其中选取可以是从接收到的至少两路光信号中选取任意两路光信号。

S102、确定第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时，相对传播延时为插入第一路光信号中的第一训练序列与插入第二路光信号中的第二训练序列之间的相对传播延时，第一训练序列在第一路光信号中的位置与第二训练序列在第二路光信号中的位置相同。

具体来说，在多通道联合传输系统中，多个信道同步进行发送、传播和接收，在不同信道传播的光信号之间具有固定的相对传播延时，而在SCM系统中，多个子载波同步进行发送、传播和接收，在不同子载波传播的光信号之间也具有固定的相对传播延时。如图3所示，以两个信道(信道1和信道2)为例，光信号在传输时，编码时是以帧为单位进行编码，一个帧包括多个符号，在光发射器通过信道1发射第一光信号时，可以由光发射器在第一光信号的每一个长度为N(即N个符号)的帧的前端(还可以是帧内的其它位置)插入训练序列，训练序列包括一个或多个符号，在光发射器通过信道2发射第二光信号时，可以是在第二光信号的每一个长度为N的帧的前端(还可以是帧内的其它位置)插入训练序列，需要说明的是，光发射器在插入训练序列时，在第一光信号插入训练序列的位置和在第二光信号插入训练序列的位置相同，例如都是在图3中所示的光信号的一个帧的前端，还可以是在一个帧中的中间和其它位置，本实施例对此不作限定。

对于插入训练序列的第一光信号和第二光信号分别通过信道1和信道2传播到光接收器端，由于色散会导致光接收器端接收到的数据延迟，如图3所示，ΔN即为通过信道1和信道2传播的两路光信号的相对传播延时。本实施例中，相对传播延时为插入第一路光信号中的第一训练序列与插入第二路光信号中的第二训练序列之间的相对传播延时，第一训练序列在第一路光信号中的位置与第二训练序列在第二路光信号中的位置相同，即就是说，相对传播延时为两路光信号的相同序号的两个帧中相同位置的两个训练序列之间的相对传播延时。图8为一种第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时的示意图，如图8所示，每一路光信号示出了3个帧及在3个帧中插入的训练序列的位置，在光发射器端，光发射器在第一光信号的每一个长度为N(即N个符号)的帧的前端插入第一训练序列，第一训练序列包括一个或多个符号，光发射器在第二光信号的每一个长度为N的帧的前端插入第二训练序列，需要说明的是，光发射器在插入训练序列时，在第一光信号插入第一训练序列的位置和在第二光信号插入第二训练序列的位置相同，例如都是在图8中所示的光信号的一个帧的前端，还可以是在一个帧的中间或其它位置，接着，第一光信号和第二光信号分别通过两个信道或两个子载波传播到光接收器端，由于色散会导致光接收器端接收到的数据延迟，图8中示出了在光接收器端插入第一路光信号中的第一训练序列与插入第二路光信号中的第二训练序列之间的相对传播延时为ΔN。需要说明的是，图8仅是一种示例，对于一路光信号的不同帧，插入的训练序列的位置也可以不同。

作为一种可实施的方式，确定第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时，具体可以为：对第一路光信号和第二路光信号进行相关运算，得到相对传播延时，即就是说，通过对第一路光信号和第二路光信号进行相关运算，就可得到插入第一路光信号中的第一训练序列与插入第二路光信号中的第二训练序列之间的相对传播延时。可选的，相关运算可以为卷积运算，还可以是其它相关运算，本实施例对此不作限制。

S103、根据第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时与两个信道的间隔或两个子载波的间隔确定色散估计值。

具体来说，两个信道的间隔或两个子载波的间隔时已知的，通过S102得到第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时后，可以根据该相对传播延时与两个信道的间隔或两个子载波的间隔确定色散估计值，作为一种可实施的方式，S103可以包括：

S1031、根据第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时ΔN与两个信道的间隔或两个子载波的间隔，通过如下公式计算候选色散估计值DL：

其中，N为一个帧的长度，c为光速，m为整数，λ为光信号的波长，f_baud为波特率，sps为采样率，如图6所示，两路光信号经过过上采样和下采样，这里的采样率是指光接收器端模数转换器(ADC)下采样后的采样率，例如，上采样的采样率为8，下采样的采样率为2，则sps为4，f_space为两个信道的间隔或两个子载波的间隔，其中，N、c、m、λ、f_baud、sps和f_space均为系统已知的量。

S1032、根据预存的m的取值范围从候选色散估计值DL中确定出P个候选色散估计值，P大于或等于1。

其中，m为整数(m＝…,-1,0,1,2,…)，m有预设的取值范围，m的取值范围可以为[-n-n]，则可计算出的候选色散估计值DL的个数P为2n+1个，其中包括n＝0时的候选色散估计值DL。

可选的，m的取值范围为[-10-10]，则可计算出的候选色散估计值DL的个数P为21个，可以理解的是，P个候选色散估计值DL为等间隔的P个色散估计值，色散估计值的间隔

具体来说，不同的光纤类型对应的色散系数D不同，根据光纤的色散系数D和最大的传输距离L可以得到最大的色散为D*L，例如，对于标准单模光纤来说，色散系数D＝16.89ps/nm/km，即使是跨太平洋距离的传输(即最大传输距离)，可得到最大的色散D*L为2.5×10⁵ps/nm。因此，对于不同的光纤而言，c为固定值，若N、λ、f_baud、sps和f_space确定，则可根据

计算出相应的ΔDL，根据ΔDL和已知的光纤的最大色散D*L可确定出m的取值范围，m的最大值与ΔDL的乘积即为光纤的最大色散D*L，因此可以在确定出不同光纤在不同传输条件下的m的取值范围后，预存不同光纤在不同传输条件下的m的取值范围。

例如，对于标准单模光纤来说，色散系数D＝16.89ps/nm/km，即使是跨太平洋距离的传输(即最大传输距离)，可得到最大的色散D*L为2.5×10⁵ps/nm，若λ＝1550nm,N＝3840,f_space＝f_baud,sps＝4。此时不同f_baud下的ΔDL如下表一所示，f_baud为50Gbaud、100Gbaud、150Gbaud时分别对应的m的取值范围如下表一所示。

表一不同传输条件下的色散估计值的间隔ΔDL及m的取值范围

S1033、从P个候选色散估计值中确定出色散估计值。

作为一种可实施的方式，从P个候选色散估计值中确定出色散估计值，具体可以为：

若P为1，则将1个候选色散估计值确定为色散估计值；

若P大于1，则根据p个候选色散估计值中的每一个候选色散估计值进行色散补偿，得到p个色散补偿后的光信号，计算p个色散补偿后的光信号的峰值平均功率比PAPR值，将PAPR值最小的色散补偿后的光信号对应的候选色散估计值确定为色散估计值。

可以看出，本实施例中是从P个候选色散估计值中确定出最终的色散估计值，相比较现有技术中数万个数量级的扫描时间，所需的时间很短，因此可以快速地得到色散估计值。

本实施例提供的色散估计方法，获取到通过联合传输的两个信道或两个子载波传播的第一路光信号和第二路光信号后，通过先确定第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时，然后根据第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时与两个信道的间隔或两个子载波的间隔确定色散估计值。由于本实施例中可直接根据第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时与两个信道的间隔或两个子载波的间隔确定色散估计值，无需扫描所有可能的色散值，可大幅减少色散估计的计算量，从而可提高色散估计的速度。

下面采用一个具体的仿真实施例，对图7所示的技术方案进行详细说明。

图9为本申请提供的色散估计方法的一种仿真过程示意图，参见图9，在光发射器端发射第一路光信号和第二路光信号时，对发射的第一路光信号和第二路光信号在相同的位置插入相同符号数的训练序列(pilot)，例如插入图3所示的符号数为16的训练序列，接着在光发射器中，第一路光信号和第二路光信号经过采样率8的上采样和脉冲整形后，进行频移与和波，然后进入信道，本申请实施例中只考虑光纤中的色散效应，在光接收器端进行频域滤波后进行采样率2的下采样，分出两波并分别进行匹配滤波，得到两路具有固定频率间隔的光信号，接着在光接收器端的DSP单元中(可以是在DSP单元中的色散估计和色散补偿(CDE&CDC)模块)中进行色散估计和色散补偿，最后分别通过采样率为4的最小均方根(LMS)得到色散补偿后的第一路光信号和色散补偿后的第二路光信号。

本实施例的仿真中采用D＝17ps/nm/km，λ＝1500nm,N＝3840,f_space＝f_baud，f_baud可以为50Gbaud、100Gbaud或150Gbaud，sps＝4，，L的取值范围为100km至4000km，为了增加相关性的计算精度，需要3帧来计算相关性，即就是说，需要采用不同的3帧来计算第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时ΔN。

本实施例中，具体计算过程可执行S101-S103，得到候选色散估计值DL：

具体地，将参数N、c、m、λ、f_baud、sps和f_space代入上述计算公式，可以得到：f_baud＝50Gbaud时，DL＝ΔN·12.487ps/nm+m·ΔDL，ΔN为通过相关运算得到的两路光信号的相对传播延时，ΔDL和m的取值范围为表一中对应的值，根据表一的ΔDL＝1.92×10⁵对应的m的取值范围[-1:1]将m值带入，可以得到3个候选色散估计值，采用每一个候选色散估计值进行色散补偿，得到3个色散补偿后的光信号，分别计算3个色散补偿后的光信号的PAPR值，将其中PAPR值最小的色散补偿后的光信号对应的候选色散估计值确定为色散估计值。

f_baud＝100Gbaud时，DL＝ΔN·3.122ps/nm+m·ΔDL，ΔN为通过相关运算得到的两路光信号的相对传播延时，ΔDL和m的取值范围为表一中对应的值，根据表一的ΔDL＝4.80×10⁴对应的m的取值范围[-5:5]将m值带入，可以得到11个候选色散估计值，采用每一个候选色散估计值进行色散补偿，得到11个色散补偿后的光信号，分别计算11个色散补偿后的光信号的PAPR值，将其中PAPR值最小的色散补偿后的光信号对应的候选色散估计值确定为色散估计值。

f_baud＝150Gbaud时，DL＝ΔN·1.387ps/nm+m·ΔDL，ΔN为通过相关运算得到的两路光信号的相对传播延时，ΔDL和m的取值范围为表一中对应的值，根据表一的ΔDL＝2.13×10⁴对应的m的取值范围[-10:10]将m值带入，可以得到21个候选色散估计值，采用每一个候选色散估计值进行色散补偿，得到21个色散补偿后的光信号，分别计算21个色散补偿后的光信号的PAPR值，将其中PAPR值最小的色散补偿后的光信号对应的候选色散估计值确定为色散估计值。

图10为f_baud为50Gbaud时的仿真误差示意图，图11为f_baud为100Gbaud时的仿真误差示意图，图12为f_baud为150Gbaud时的仿真误差示意图，如图10-图12所示，横坐标为色散的标准值，纵坐标为色散估计误差，色散估计误差为色散的标准值与色散估计值(通过上述方法得到的)之间的差值，例如图10中，色散的标准值为20000ps/nm对应的色散估计误差为4.9ps/nm，例如图11中，色散的标准值为30000ps/nm对应的色散估计误差为0ps/nm，例如图12中，色散的标准值为68000ps/nm对应的色散估计误差为-10ps/nm，由图10-图12所示的仿真结果可以得出，即使在f_baud＝150Gbaud，L＝4000km这种超高速长距离的传输系统中，本实施例的色散估计方法的色散估计误差可以控制在10ps/nm之内，因此可以实现较高精度的色散估计，也即实现误差较小的色散估计。

图13为本申请提供的一种色散估计装置实施例的结构示意图，如图13所示，本实施例的装置可以包括：获取模块11、第一确定模块12、和第二确定模块13，其中，

获取模块11用于获取第一路光信号和第二路光信号，第一路光信号和第二路光信号为通过联合传输的两个信道或两个子载波传播的光信号；

第一确定模块12用于确定第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时，相对传播延时为插入第一路光信号中的第一训练序列与插入第二路光信号中的第二训练序列之间的相对传播延时，第一训练序列在第一路光信号中的位置与第二训练序列在第二路光信号中的位置相同；

第二确定模块13用于根据第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时与两个信道的间隔或两个子载波的间隔确定色散估计值。

进一步地，第二确定模块13用于：

根据第一路光信号和第二路光信号的相对传播延时ΔN与两个信道的间隔或两个子载波的间隔，通过如下公式计算候选色散估计值DL：

其中，N为一个帧的长度，c为光速，m为整数，λ为光信号的波长，f_baud为波特率，sps为采样率，f_space为两个信道的间隔或两个子载波的间隔；

根据预存的m的取值范围从候选色散估计值DL中确定出P个候选色散估计值，P大于或等于1；

从P个候选色散估计值中确定出色散估计值。

进一步地，第二确定模块13用于：

若P为1，则将1个候选色散估计值确定为色散估计值；

若P大于1，则根据p个候选色散估计值中的每一个候选色散估计值进行色散补偿，得到p个色散补偿后的光信号；

计算p个色散补偿后的光信号的峰值平均功率比PAPR值，将PAPR值最小的色散补偿后的光信号对应的候选色散估计值确定为色散估计值。

进一步地，第一确定模块12用于：

对第一路光信号和第二路光信号进行相关运算，得到相对传播延时。

可选的，相关运算为卷积运算。

进一步地，获取模块11用于：

从接收到的至少两路光信号中选取第一路光信号和第二路光信号。

可选的，m的取值范围为[-10-10]。

本实施例的装置，可以用于执行上述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14为本申请提供的一种色散估计装置的结构示意图，该色散估计装置100包括：

存储器101和处理器102；

存储器101，用于存储计算机程序；

处理器102，用于执行存储器存储的计算机程序，以实现上述实施例中的色散估计方法。具体可以参见前述方法实施例中的相关描述。

可选地，存储器101既可以是独立的，也可以跟处理器102集成在一起。

当存储器101是独立于处理器102之外的器件时，色散估计装置100还可以包括：

总线103，用于连接存储器101和处理器102。

可选地，本实施例还包括：通信接口104，该通信接口104可以通过总线103与处理器102连接。处理器102可以控制通信接口103来实现色散估计装置100的上述的获取的功能。

该装置可以用于执行上述方法实施例中的各个步骤和/或流程。

本申请还提供一种可读存储介质，可读存储介质中存储有执行指令，当色散估计装置的至少一个处理器执行该执行指令时，色散估计装置执行上述方法实施例中的色散估计方法。

本申请还提供一种程序产品，该程序产品包括执行指令，该执行指令存储在可读存储介质中。色散估计装置的至少一个处理器可以从可读存储介质读取该执行指令，至少一个处理器执行该执行指令使得色散估计装置实施上述方法实施例中的色散估计方法。

本领域普通技术人员可以理解：在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传播，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传播。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

Claims (16)

1.一种色散估计方法，其特征在于，包括：

获取第一路光信号和第二路光信号，所述第一路光信号和所述第二路光信号为通过联合传输的两个信道或两个子载波传播的光信号；

确定所述第一路光信号和所述第二路光信号的相对传播延时，所述相对传播延时为插入所述第一路光信号中的第一训练序列与插入所述第二路光信号中的第二训练序列之间的相对传播延时，所述第一训练序列在所述第一路光信号中的位置与所述第二训练序列在所述第二路光信号中的位置相同；

根据所述第一路光信号和所述第二路光信号的相对传播延时与所述两个信道的间隔或所述两个子载波的间隔确定色散估计值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一路光信号和所述第二路光信号的相对传播延时与所述两个信道的间隔或所述两个子载波的间隔确定色散估计值，包括：

根据所述第一路光信号和所述第二路光信号的相对传播延时ΔN与所述两个信道的间隔或所述两个子载波的间隔，通过如下公式计算候选色散估计值DL：

其中，N为一个帧的长度，c为光速，m为整数，λ为光信号的波长，f_baud为波特率，sps为采样率，f_space为所述两个信道的间隔或所述两个子载波的间隔；

根据预存的所述m的取值范围从所述候选色散估计值DL中确定出P个候选色散估计值，所述P大于或等于1；

从所述P个候选色散估计值中确定出所述色散估计值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从所述P个候选色散估计值中确定出所述色散估计值，包括：

若所述P为1，则将1个候选色散估计值确定为所述色散估计值；

若所述P大于1，则根据所述p个候选色散估计值中的每一个候选色散估计值进行色散补偿，得到p个色散补偿后的光信号；

计算所述p个色散补偿后的光信号的峰值平均功率比PAPR值，将PAPR值最小的色散补偿后的光信号对应的候选色散估计值确定为所述色散估计值。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一路光信号和所述第二路光信号的相对传播延时，包括：

对所述第一路光信号和所述第二路光信号进行相关运算，得到所述相对传播延时。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述相关运算为卷积运算。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取第一路光信号和所述第二路光信号，包括：

从接收到的至少两路光信号中选取所述第一路光信号和所述第二路光信号。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述m的取值范围为[-10-10]。

8.一种色散估计装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取第一路光信号和第二路光信号，所述第一路光信号和所述第二路光信号为通过联合传输的两个信道或两个子载波传播的光信号；

第一确定模块，用于确定所述第一路光信号和所述第二路光信号的相对传播延时，所述相对传播延时为插入所述第一路光信号中的第一训练序列与插入所述第二路光信号中的第二训练序列之间的相对传播延时，所述第一训练序列在所述第一路光信号中的位置与所述第二训练序列在所述第二路光信号中的位置相同；

第二确定模块，用于根据所述第一路光信号和所述第二路光信号的相对传播延时与所述两个信道的间隔或所述两个子载波的间隔确定色散估计值。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块用于：

根据所述第一路光信号和所述第二路光信号的相对传播延时ΔN与所述两个信道的间隔或所述两个子载波的间隔，通过如下公式计算候选色散估计值DL：

其中，N为一个帧的长度，c为光速，m为整数，λ为光信号的波长，f_baud为波特率，sps为采样率，f_space为所述两个信道的间隔或所述两个子载波的间隔；

根据预存的所述m的取值范围从所述候选色散估计值DL中确定出P个候选色散估计值，所述P大于或等于1；

从所述P个候选色散估计值中确定出所述色散估计值。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块用于：

若所述P为1，则将1个候选色散估计值确定为所述色散估计值；

若所述P大于1，则根据所述p个候选色散估计值中的每一个候选色散估计值进行色散补偿，得到p个色散补偿后的光信号；

计算所述p个色散补偿后的光信号的峰值平均功率比PAPR值，将PAPR值最小的色散补偿后的光信号对应的候选色散估计值确定为所述色散估计值。

11.根据权利要求8-10任一项所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块用于：

对所述第一路光信号和所述第二路光信号进行相关运算，得到所述相对传播延时。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述相关运算为卷积运算。

13.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述获取模块用于：

从接收到的至少两路光信号中选取所述第一路光信号和所述第二路光信号。

14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述m的取值范围为[-10-10]。

15.一种色散估计装置，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1-7任一项所述的色散估计方法。

16.一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有执行指令，其特征在于，当色散估计装置的至少一个处理器执行所述执行指令时，所述色散估计装置执行权利要求1-7任一项所述的色散估计方法。

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