CN114844570B - 双偏振发射机偏移时间估计方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双偏振发射机偏移时间估计方法、装置、设备及存储介质，所述方法通过在双偏振发射机的两个偏振上添加相同的离散多音调制信号；计算接收信号的信道频谱响应真实值和不同时间差条件下信道频谱响应的理论值；将所述真实值和所述理论值进行对比，根据对比结果确定对应的偏移时间，能够在不增加额外器件的情况下，利用现有的模块和器件估计出双偏振信号的时间偏差，有效减小双偏振信号在发射端的时间差，与现有商用光纤通信系统的结合度很高，降低了发射机调节成本和功耗，具有较高的实用价值，从而进一步提升系统的传输性能，降低了数字信号处理算法的复杂度，提升了双偏振发射机偏移时间估计的速度和效率。
Description
技术领域
本发明涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种双偏振发射机偏移时间估计方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着光纤通信网络中对流量的需求不断增加，对光纤通信系统中的单波长传输速率提出了更高的要求；为了实现更高的单波长传输速率，就需要采用更高波特率或者更高阶的调制格式；这也对光发射机产生信号的质量提出了更高的要求。
传统的改善光发射机质量的方案只要是调节信号I路和Q路的相对强度差和时间差，忽略了双偏振调制器中X偏振信号和Y偏振信号的相对强度差和时间差；这主要是因为X偏振信号和Y偏振信号的时间差可以在接收端通过数字信号处理的方式进行补偿；但是随着波特率的增加，采用数字信号处理的方式就需要使用更多的滤波器抽头数，从而增加计算复杂度和功耗；此外，在某些特殊场景下，如短距离传输链路下，需要采用简单的数字信号处理算法，即不去补偿X偏振信号和Y偏振信号的时间差，只用1个抽头的滤波器去补偿偏振的旋转；因此，在发射端对X偏振信号和Y偏振信号的时间差进行估计和调节，保证时间差在一个很小的范围，有很重要的意义。
为了将发射端X偏振信号和Y偏振信号的时间差调节到很小的值，科研人员提出了一些方法；但是这些方案都需要额外的使用光电探测器，这增加了调节相干光发射机的成本。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种双偏振发射机偏移时间估计方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术中改善光发射机质量的方案增加了计算复杂度和功耗，额外增加了调节相干光发射机的成本的技术问题。
第一方面，本发明提供一种双偏振发射机偏移时间估计方法，所述双偏振发射机偏移时间估计方法包括以下步骤：
在双偏振发射机的两个偏振上添加相同的离散多音调制信号；
计算接收信号的信道频谱响应真实值和不同时间差条件下信道频谱响应的理论值；
将所述真实值和所述理论值进行对比，根据对比结果确定对应的偏移时间。
可选地，所述在双偏振发射机的两个偏振上添加相同的离散多音调制信号，包括：
获取双偏振发射机的X偏振实部信号、X偏振虚部信号、Y偏振信号实部信号及Y偏振虚部信号，将所述X偏振实部信号、所述X偏振虚部信号、所述Y偏振信号实部信号及所述Y偏振虚部信号分别与双偏振调制器的端口相连；
获取预设子载波数量、预设调制格式和预设采样率，根据所述预设子载波数量、所述预设调制格式和预设采样率生成离散多音调制信号；
在所述X偏振实部信号和所述X偏振虚部信号的信号端输入相同的所述离散多音调制信号，并对Y偏振信号实部信号及Y偏振虚部信号的信号端进行电噪声隔离。
可选地，所述计算接收信号的信道频谱响应真实值和不同时间差条件下信道频谱响应的理论值，包括：
通过相关光接收机接收所述双偏振发射机发射的目标信号，对所述目标信号的频谱进行偏移补偿，获得频域接收信号；
将所述目标信号与所述频域接收信号的比值作为所述频域接收信号的信道频谱响应真实值；
从预设数据库中获得不同时间差条件下信道频谱响应的理论值。
可选地，所述将所述真实值和所述理论值进行对比，根据对比结果确定对应的偏移时间，包括：
将所述真实值和所述理论值进行对比，获得对应的对比结果；
根据所述对比结果估计对应的时间差，并获取所述时间差的正负号；
根据所述时间差和所述正负号生成偏移时间。
可选地，所述根据所述对比结果估计对应的时间差，并获取所述时间差的正负号，包括：
据所述对比结果估计对应的时间差；
假设所述时间差的正负号为正号，在发射端调节X偏振信号和Y偏振信号的时间差，并再进行一次频谱响应的测量，获得测量结果；
根据所述测量结果确定时间差变化趋势，根据所述时间差变化趋势确定所述时间差的正负号。
可选地，所述根据所述测量结果确定时间差变化趋势，根据所述时间差变化趋势确定所述时间差的正负号，包括：
根据所述测量结果确定时间差变化趋势；
在所述时间差变化趋势为当前时间差与调节前时间差相比为增加趋势时，确定所述时间差的正负号为正号；
在所述时间差变化趋势为当前时间差与调节前时间差相比为减少趋势时，确定所述时间差的正负号为负号。
可选地，所述在双偏振发射机的两个偏振上添加相同的离散多音调制信号之前，所述双偏振发射机偏移时间估计方法还包括：
仅加载双偏振发射机的X偏振端口的离散多载波信号，获得X偏振预估信道响应，将所述预估信道响应对所述X偏振端口的离散多载波信号进行预补偿；
仅加载双偏振发射机的Y偏振端口的离散多载波信号，获得Y偏振预估信道响应，将所述预估信道响应对所述Y偏振端口的离散多载波信号进行预补偿。
第二方面，为实现上述目的，本发明还提出一种双偏振发射机偏移时间估计装置，所述双偏振发射机偏移时间估计装置包括：
信号添加模块，用于在双偏振发射机的两个偏振上添加相同的离散多音调制信号；
计算模块，用于计算接收信号的信道频谱响应真实值和不同时间差条件下信道频谱响应的理论值；
对比模块，用于将所述真实值和所述理论值进行对比，根据对比结果确定对应的偏移时间。
第三方面，为实现上述目的，本发明还提出一种双偏振发射机偏移时间估计设备，所述双偏振发射机偏移时间估计设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的双偏振发射机偏移时间估计程序，所述双偏振发射机偏移时间估计程序配置为实现如上文所述的双偏振发射机偏移时间估计方法的步骤。
第四方面，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有双偏振发射机偏移时间估计程序，所述双偏振发射机偏移时间估计程序被处理器执行时实现如上文所述的双偏振发射机偏移时间估计方法的步骤。
本发明提出的双偏振发射机偏移时间估计方法，通过在双偏振发射机的两个偏振上添加相同的离散多音调制信号；计算接收信号的信道频谱响应真实值和不同时间差条件下信道频谱响应的理论值；将所述真实值和所述理论值进行对比，根据对比结果确定对应的偏移时间，能够在不增加额外器件的情况下，利用现有的模块和器件估计出双偏振信号的时间偏差，有效减小双偏振信号在发射端的时间差，与现有商用光纤通信系统的结合度很高，降低了发射机调节成本和功耗，具有较高的实用价值，从而进一步提升系统的传输性能，降低了数字信号处理算法的复杂度，提升了双偏振发射机偏移时间估计的速度和效率。
附图说明
图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图；
图2为本发明双偏振发射机偏移时间估计方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明双偏振发射机偏移时间估计方法第二实施例的流程示意图；
图4为本发明双偏振发射机偏移时间估计方法中测试架构图；
图5为本发明双偏振发射机偏移时间估计方法第三实施例的流程示意图；
图6为双偏振发射机偏移时间估计方法中数字信号处理流程图；
图7为双偏振发射机偏移时间估计方法的信道频率响应测试图；
图8为双偏振发射机偏移时间估计方法的信道频率响应理论图；
图9为本发明双偏振发射机偏移时间估计方法第四实施例的流程示意图；
图10为本发明双偏振发射机偏移时间估计方法第五实施例的流程示意图；
图11为本发明双偏振发射机偏移时间估计装置第一实施例的功能模块图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的解决方案主要是：通过在双偏振发射机的两个偏振上添加相同的离散多音调制信号；计算接收信号的信道频谱响应真实值和不同时间差条件下信道频谱响应的理论值；将所述真实值和所述理论值进行对比，根据对比结果确定对应的偏移时间，能够在不增加额外器件的情况下，利用现有的模块和器件估计出双偏振信号的时间偏差，有效减小双偏振信号在发射端的时间差，与现有商用光纤通信系统的结合度很高，降低了发射机调节成本和功耗，具有较高的实用价值，从而进一步提升系统的传输性能，降低了数字信号处理算法的复杂度，提升了双偏振发射机偏移时间估计的速度和效率，解决了现有技术中改善光发射机质量的方案增加了计算复杂度和功耗，额外增加了调节相干光发射机的成本的技术问题。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。
如图1所示，该设备可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如Wi-Fi接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(Non-Volatile Memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的设备结构并不构成对该设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作装置、网络通信模块、用户接口模块以及双偏振发射机偏移时间估计程序。
本发明设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的双偏振发射机偏移时间估计程序，并执行以下操作：
在双偏振发射机的两个偏振上添加相同的离散多音调制信号；
计算接收信号的信道频谱响应真实值和不同时间差条件下信道频谱响应的理论值；
将所述真实值和所述理论值进行对比，根据对比结果确定对应的偏移时间。
本发明设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的双偏振发射机偏移时间估计程序，还执行以下操作：
获取双偏振发射机的X偏振实部信号、X偏振虚部信号、Y偏振信号实部信号及Y偏振虚部信号，将所述X偏振实部信号、所述X偏振虚部信号、所述Y偏振信号实部信号及所述Y偏振虚部信号分别与双偏振调制器的端口相连；
获取预设子载波数量、预设调制格式和预设采样率，根据所述预设子载波数量、所述预设调制格式和预设采样率生成离散多音调制信号；
在所述X偏振实部信号和所述X偏振虚部信号的信号端输入相同的所述离散多音调制信号，并对Y偏振信号实部信号及Y偏振虚部信号的信号端进行电噪声隔离。
本发明设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的双偏振发射机偏移时间估计程序，还执行以下操作：
通过相关光接收机接收所述双偏振发射机发射的目标信号，对所述目标信号的频谱进行偏移补偿，获得频域接收信号；
将所述目标信号与所述频域接收信号的比值作为所述频域接收信号的信道频谱响应真实值；
从预设数据库中获得不同时间差条件下信道频谱响应的理论值。
本发明设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的双偏振发射机偏移时间估计程序，还执行以下操作：
将所述真实值和所述理论值进行对比，获得对应的对比结果；
根据所述对比结果估计对应的时间差，并获取所述时间差的正负号；
根据所述时间差和所述正负号生成偏移时间。
本发明设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的双偏振发射机偏移时间估计程序，还执行以下操作：
据所述对比结果估计对应的时间差；
假设所述时间差的正负号为正号，在发射端调节X偏振信号和Y偏振信号的时间差，并再进行一次频谱响应的测量，获得测量结果；
根据所述测量结果确定时间差变化趋势，根据所述时间差变化趋势确定所述时间差的正负号。
本发明设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的双偏振发射机偏移时间估计程序，还执行以下操作：
根据所述测量结果确定时间差变化趋势；
在所述时间差变化趋势为当前时间差与调节前时间差相比为增加趋势时，确定所述时间差的正负号为正号；
在所述时间差变化趋势为当前时间差与调节前时间差相比为减少趋势时，确定所述时间差的正负号为负号。
本发明设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的双偏振发射机偏移时间估计程序，还执行以下操作：
仅加载双偏振发射机的X偏振端口的离散多载波信号，获得X偏振预估信道响应，将所述预估信道响应对所述X偏振端口的离散多载波信号进行预补偿；
仅加载双偏振发射机的Y偏振端口的离散多载波信号，获得Y偏振预估信道响应，将所述预估信道响应对所述Y偏振端口的离散多载波信号进行预补偿。
本实施例通过上述方案，通过在双偏振发射机的两个偏振上添加相同的离散多音调制信号；计算接收信号的信道频谱响应真实值和不同时间差条件下信道频谱响应的理论值；将所述真实值和所述理论值进行对比，根据对比结果确定对应的偏移时间，能够在不增加额外器件的情况下，利用现有的模块和器件估计出双偏振信号的时间偏差，有效减小双偏振信号在发射端的时间差，与现有商用光纤通信系统的结合度很高，降低了发射机调节成本和功耗，具有较高的实用价值，从而进一步提升系统的传输性能，降低了数字信号处理算法的复杂度，提升了双偏振发射机偏移时间估计的速度和效率。
基于上述硬件结构，提出本发明双偏振发射机偏移时间估计方法实施例。
参照图2，图2为本发明双偏振发射机偏移时间估计方法第一实施例的流程示意图。
在第一实施例中，所述双偏振发射机偏移时间估计方法包括以下步骤：
步骤S10、在双偏振发射机的两个偏振上添加相同的离散多音调制信号。
需要说明的是，在双偏振发射机的两个偏振上添加相同的离散多音调制信号能够对相干光的发射机进行优化，减少了双偏振信号在两个偏振上的时间差。
步骤S20、计算接收信号的信道频谱响应真实值和不同时间差条件下信道频谱响应的理论值。
可以理解的是，计算接收信号的信道频谱响应可以获得信道频谱响应真实值，在不同时间差条件下观察信道的频谱响应，能够获得信道频谱响应的理论值。
步骤S30、将所述真实值和所述理论值进行对比，根据对比结果确定对应的偏移时间。
应当理解的是，将所述真实值和所述理论值进行对比，能够根据对比结果估计出相对应的时间差，从而确定对应的双偏振发射机偏移时间。
本实施例通过上述方案，通过在双偏振发射机的两个偏振上添加相同的离散多音调制信号；计算接收信号的信道频谱响应真实值和不同时间差条件下信道频谱响应的理论值；将所述真实值和所述理论值进行对比，根据对比结果确定对应的偏移时间，能够在不增加额外器件的情况下，利用现有的模块和器件估计出双偏振信号的时间偏差，有效减小双偏振信号在发射端的时间差，与现有商用光纤通信系统的结合度很高，降低了发射机调节成本和功耗，具有较高的实用价值，从而进一步提升系统的传输性能，降低了数字信号处理算法的复杂度，提升了双偏振发射机偏移时间估计的速度和效率。
进一步地，图3为本发明双偏振发射机偏移时间估计方法第二实施例的流程示意图，如图3所示，基于第一实施例提出本发明双偏振发射机偏移时间估计方法第二实施例，在本实施例中，所述步骤S10具体包括以下步骤：
步骤S11、获取双偏振发射机的X偏振实部信号、X偏振虚部信号、Y偏振信号实部信号及Y偏振虚部信号，将所述X偏振实部信号、所述X偏振虚部信号、所述Y偏振信号实部信号及所述Y偏振虚部信号分别与双偏振调制器的端口相连。
需要说明的是，双偏振发射机对应有X偏振实部信号、X偏振虚部信号、Y偏振信号实部信号及Y偏振虚部信号，进而将所述X偏振实部信号、所述X偏振虚部信号、所述Y偏振信号实部信号及所述Y偏振虚部信号分别与双偏振调制器的端口相连。
步骤S12、获取预设子载波数量、预设调制格式和预设采样率，根据所述预设子载波数量、所述预设调制格式和预设采样率生成离散多音调制信号。
可以理解的是，所述预设子载波数量为预先设置的离散多音调制信号的子载波数量，所述预设调制格式为预先设置的离散多音调制信号的调制格式，所述预设采样率为预先设置的信号采样率，通过所述预设子载波数量、所述预设调制格式和预设采样率能够生成离散多音调制信号。
步骤S13、在所述X偏振实部信号和所述X偏振虚部信号的信号端输入相同的所述离散多音调制信号，并对Y偏振信号实部信号及Y偏振虚部信号的信号端进行电噪声隔离。
应当理解的是，在所述X偏振实部信号和所述X偏振虚部信号的信号端输入相同的所述离散多音调制信号，即对实部信号输入相同的离散多音调制信号，并且对虚部信号进行电噪声隔离。
在具体实现中，如图4所示，图4为本发明双偏振发射机偏移时间估计方法中测试架构图，参照图4，在发射端将四路信号X偏振态的实部信号Ix、X偏振态的虚部信号Qx、Y偏振态的实部信号Iy、Y偏振态的虚部信号Qy分别与双偏振IQ调制器的端口相连；但是只有Ix和Qx端输入相同的离散多载波(Discrete MulTitone，DMT)信号，Qx和Qy端不输入任何电信号，仅连接50欧姆电阻而隔离电噪声；两个偏振上的信号只有I路或者Q路调制上了信号，因此接收到的电信号不会受到I路和Q路时间差的影响；可以拟用50GSa/s的采样率来生成DMT信号，其中DMT信号的子载波数量为256，DMT信号的调制格式为QPSK；需要指出的是，本实施例采用的DMT信号只是用来测量信道响应，因此DMT信号只需要生成1个符号，然后重复生成即可；由于单个DMT信号是重复发射的，因此也不需要特殊的循环前缀；在电信号转化为光信号的过程中，调制器的偏置设置在零点处；生成的双偏振DMT信号然后通过一个偏振控制器对信号的偏振态进行控制；偏振控制器的目的是使得混合后的光信号在两个偏振方向上的功率大小一致；双偏振DMT信号然后和本征光一起进入双偏振集成相干接收机；为了保证外差接收，本征光的波长和DMT信号的波长的频率差为26GHz；最后可以只把一路相干光接收机的信号与数字采样示波器相连；数字采样示波器将模拟信号转化为数字信号；在本发明的实验中，可以假设示波器的采样速率为100GSa/s；当然也可以设置为其他速率，本实施例对此不加以限制。
本实施例通过上述方案，通过获取双偏振发射机的X偏振实部信号、X偏振虚部信号、Y偏振信号实部信号及Y偏振虚部信号，将所述X偏振实部信号、所述X偏振虚部信号、所述Y偏振信号实部信号及所述Y偏振虚部信号分别与双偏振调制器的端口相连；获取预设子载波数量、预设调制格式和预设采样率，根据所述预设子载波数量、所述预设调制格式和预设采样率生成离散多音调制信号；在所述X偏振实部信号和所述X偏振虚部信号的信号端输入相同的所述离散多音调制信号，并对Y偏振信号实部信号及Y偏振虚部信号的信号端进行电噪声隔离，能够在不增加额外器件的情况下，利用现有的模块和器件估计出双偏振信号的时间偏差，有效减小双偏振信号在发射端的时间差。
进一步地，图5为本发明双偏振发射机偏移时间估计方法第三实施例的流程示意图，如图5所示，基于第一实施例提出本发明双偏振发射机偏移时间估计方法第三实施例，在本实施例中，所述步骤S20具体包括以下步骤：
步骤S21、通过相关光接收机接收所述双偏振发射机发射的目标信号，对所述目标信号的频谱进行偏移补偿，获得频域接收信号。
需要说明的是，在所述双偏振发射机通过偏振调节后，通过相关光接收机接收对应的数字信号，即所述目标信号，通过对所述目标信号的频谱进行偏移补偿，能够获得对应的频域接收信号。
步骤S22、将所述目标信号与所述频域接收信号的比值作为所述频域接收信号的信道频谱响应真实值。
可以理解的是，根据所述目标信号与所述频域接收信号可以计算出信道频谱响应真实值，即通过计算所述目标信号与所述频域接收信号的比值，将所述比值作为所述频域接收信号的信道频谱响应真实值。
在具体实现中，如图6所示，图6为双偏振发射机偏移时间估计方法中数字信号处理流程图，参照图6，接收到的数字信号首先经过下采样实现1Sa/Symbol，然后根据接收到信号的频谱实现频率偏移补偿；需要指出的是，频率偏移补偿的方法是常规的计算方法；在完成了频率偏移补偿后，就是快速傅立叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)解调的步骤；由于本实施例中，DMT信号是重复发射的，所以免除了时间同步的操作，从而可以在任意时间点开始进行FFT解调的操作；最后是信道估计的步骤，例如已知频域的发射信号T和FFT解调后的频域接收信号R，信道响应就可以简单的得到，即为H＝R/T；通过计算信道响应H的幅度值，就可以估计当前两个偏振态信号的时间差。
步骤S23、从预设数据库中获得不同时间差条件下信道频谱响应的理论值。
应当理解的是，预设数据库为预先设置通过大量实验数据分析获得的存储有不同时间差下不同频谱响应的数据的数据库，从所述预设数据库中可以获得不同时间差条件下信道频谱响应的理论值。
在具体实现中，如图7所示，图7为双偏振发射机偏移时间估计方法的信道频率响应测试图，参见图7，从信道频率响应的测试结果图中可以看出，不同时间偏差情况下，当时间偏差较小的时候，信道的幅度响应会比较平坦；虽然在0ps和1ps的情况下，对信道响应的区别很难区分；但是，在5ps和6ps的情况下，信道响应是可以区分的；因此，本发明可以在测试信道响应的时候，故意地去增加两个偏振信号的时间差，从而可以更准确的估计出当前的偏振信号时间差；如图8所示，图8为双偏振发射机偏移时间估计方法的信道频率响应理论图，参见图8，可见理论上在不同偏振时间差情况下的信道响应，通过对比实验测量值和理论值的方法，估计出实验测量情况下，发射机两个偏振信号的时间差。
本实施例通过上述方案，通过相关光接收机接收所述双偏振发射机发射的目标信号，对所述目标信号的频谱进行偏移补偿，获得频域接收信号；将所述目标信号与所述频域接收信号的比值作为所述频域接收信号的信道频谱响应真实值；从预设数据库中获得不同时间差条件下信道频谱响应的理论值；能够利用现有的模块和器件估计出双偏振信号的时间偏差，有效减小双偏振信号在发射端的时间差。
进一步地，图9为本发明双偏振发射机偏移时间估计方法第四实施例的流程示意图，如图9所示，基于第一实施例提出本发明双偏振发射机偏移时间估计方法第四实施例，在本实施例中，所述步骤S30具体包括以下步骤：
步骤S31、将所述真实值和所述理论值进行对比，获得对应的对比结果。
需要说明的是，将所述真实值和所述理论值进行对比后，能够获得真实值和理论值的大小对比结果。
步骤S32、根据所述对比结果估计对应的时间差，并获取所述时间差的正负号。
应当理解的是，根据所述对比结果可以估计出相对应的时间差，进而获取所述时间差的正负号。
进一步的，所述步骤S32具体包括以下步骤：
据所述对比结果估计对应的时间差；
假设所述时间差的正负号为正号，在发射端调节X偏振信号和Y偏振信号的时间差，并再进行一次频谱响应的测量，获得测量结果；
根据所述测量结果确定时间差变化趋势，根据所述时间差变化趋势确定所述时间差的正负号。
可以理解的是，在获得时间差后，不能确定时间差的正号和负号，解决的方法是先假设是正号，然后在发射端调节X偏振信号和Y偏振信号的时间差，并再进行一次频谱响应的测量，以确定现在的时间差相比于调节之前的时间差是增加了还是减少了，从而可以判断出估计出的时间差的正号和负号。
进一步的，所述步骤根据所述测量结果确定时间差变化趋势，根据所述时间差变化趋势确定所述时间差的正负号，包括以下步骤：
根据所述测量结果确定时间差变化趋势；
在所述时间差变化趋势为当前时间差与调节前时间差相比为增加趋势时，确定所述时间差的正负号为正号；
在所述时间差变化趋势为当前时间差与调节前时间差相比为减少趋势时，确定所述时间差的正负号为负号。
应当理解的是，在当前时间差与调节前时间差相比为增加趋势时，可以判定所述时间差的正负号为正号，当前时间差与调节前时间差相比为减少趋势时，可以判定所述时间差的正负号为负号。
步骤S33、根据所述时间差和所述正负号生成偏移时间。
可以理解的是，根据所述时间差和所述正负号可以形成偏移时间。
本实施例通过上述方案，通过将所述真实值和所述理论值进行对比，获得对应的对比结果；根据所述对比结果估计对应的时间差，并获取所述时间差的正负号；根据所述时间差和所述正负号生成偏移时间；能够在不增加额外器件的情况下，利用现有的模块和器件估计出双偏振信号的时间偏差，有效减小双偏振信号在发射端的时间差，与现有商用光纤通信系统的结合度很高，降低了发射机调节成本和功耗。
进一步地，图10为本发明双偏振发射机偏移时间估计方法第五实施例的流程示意图，如图10所示，基于第一实施例提出本发明双偏振发射机偏移时间估计方法第五实施例，在本实施例中，所述步骤S10之前，所述双偏振发射机偏移时间估计方法还包括以下步骤：
步骤S01、仅加载双偏振发射机的X偏振端口的离散多载波信号，获得X偏振预估信道响应，将所述预估信道响应对所述X偏振端口的离散多载波信号进行预补偿。
需要说明的是，为了克服外差接收器件带宽所带来的限制，可以在做偏振信号时间差估计之前，对两个偏振态调制器和接收机的带宽进行预补偿，即先只加载X偏振端口的DMT信号，在估计出信道响应后，利用该信道响应，对加载在X偏振端口的DMT信号进行预补偿。
步骤S02、仅加载双偏振发射机的Y偏振端口的离散多载波信号，获得Y偏振预估信道响应，将所述预估信道响应对所述Y偏振端口的离散多载波信号进行预补偿。
可以理解的是，在对加载在X偏振端口的DMT信号进行预补偿后，可以只加载Y偏振端口的DMT信号，并用同样的方式预补偿Y偏振端口的DMT信号，从而可以避免外差接收器件带宽所带来的限制，从而进一步提升系统的传输性能，降低了数字信号处理算法的复杂度，提升了双偏振发射机偏移时间估计的速度和效率。
本实施例通过上述方案，通过仅加载双偏振发射机的X偏振端口的离散多载波信号，获得X偏振预估信道响应，将所述预估信道响应对所述X偏振端口的离散多载波信号进行预补偿；仅加载双偏振发射机的Y偏振端口的离散多载波信号，获得Y偏振预估信道响应，将所述预估信道响应对所述Y偏振端口的离散多载波信号进行预补偿，能够避免外差接收器件带宽所带来的限制，进一步提升系统的传输性能，降低了数字信号处理算法的复杂度，提升了双偏振发射机偏移时间估计的速度和效率。
相应地，本发明进一步提供一种双偏振发射机偏移时间估计装置。
参照图11，图11为本发明双偏振发射机偏移时间估计装置第一实施例的功能模块图。
本发明双偏振发射机偏移时间估计装置第一实施例中，该双偏振发射机偏移时间估计装置包括：
信号添加模块10，用于在双偏振发射机的两个偏振上添加相同的离散多音调制信号。
计算模块20，用于计算接收信号的信道频谱响应真实值和不同时间差条件下信道频谱响应的理论值。
对比模块30，用于将所述真实值和所述理论值进行对比，根据对比结果确定对应的偏移时间。
所述信号添加模块10，还用于获取双偏振发射机的X偏振实部信号、X偏振虚部信号、Y偏振信号实部信号及Y偏振虚部信号，将所述X偏振实部信号、所述X偏振虚部信号、所述Y偏振信号实部信号及所述Y偏振虚部信号分别与双偏振调制器的端口相连；获取预设子载波数量、预设调制格式和预设采样率，根据所述预设子载波数量、所述预设调制格式和预设采样率生成离散多音调制信号；在所述X偏振实部信号和所述X偏振虚部信号的信号端输入相同的所述离散多音调制信号，并对Y偏振信号实部信号及Y偏振虚部信号的信号端进行电噪声隔离。
所述计算模块20，还用于通过相关光接收机接收所述双偏振发射机发射的目标信号，对所述目标信号的频谱进行偏移补偿，获得频域接收信号；将所述目标信号与所述频域接收信号的比值作为所述频域接收信号的信道频谱响应真实值；从预设数据库中获得不同时间差条件下信道频谱响应的理论值。
所述对比模块30，还用于将所述真实值和所述理论值进行对比，获得对应的对比结果；根据所述对比结果估计对应的时间差，并获取所述时间差的正负号；根据所述时间差和所述正负号生成偏移时间。
所述对比模块30，还用于据所述对比结果估计对应的时间差；假设所述时间差的正负号为正号，在发射端调节X偏振信号和Y偏振信号的时间差，并再进行一次频谱响应的测量，获得测量结果；根据所述测量结果确定时间差变化趋势，根据所述时间差变化趋势确定所述时间差的正负号。
所述对比模块30，还用于根据所述测量结果确定时间差变化趋势；在所述时间差变化趋势为当前时间差与调节前时间差相比为增加趋势时，确定所述时间差的正负号为正号；在所述时间差变化趋势为当前时间差与调节前时间差相比为减少趋势时，确定所述时间差的正负号为负号。
所述对比模块30，还用于仅加载双偏振发射机的X偏振端口的离散多载波信号，获得X偏振预估信道响应，将所述预估信道响应对所述X偏振端口的离散多载波信号进行预补偿；仅加载双偏振发射机的Y偏振端口的离散多载波信号，获得Y偏振预估信道响应，将所述预估信道响应对所述Y偏振端口的离散多载波信号进行预补偿。
其中，双偏振发射机偏移时间估计装置的各个功能模块实现的步骤可参照本发明双偏振发射机偏移时间估计方法的各个实施例，此处不再赘述。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有双偏振发射机偏移时间估计程序，所述双偏振发射机偏移时间估计程序被处理器执行时实现如下操作：
在双偏振发射机的两个偏振上添加相同的离散多音调制信号；
计算接收信号的信道频谱响应真实值和不同时间差条件下信道频谱响应的理论值；
将所述真实值和所述理论值进行对比，根据对比结果确定对应的偏移时间。
进一步地，所述双偏振发射机偏移时间估计程序被处理器执行时还实现如下操作：
获取双偏振发射机的X偏振实部信号、X偏振虚部信号、Y偏振信号实部信号及Y偏振虚部信号，将所述X偏振实部信号、所述X偏振虚部信号、所述Y偏振信号实部信号及所述Y偏振虚部信号分别与双偏振调制器的端口相连；
获取预设子载波数量、预设调制格式和预设采样率，根据所述预设子载波数量、所述预设调制格式和预设采样率生成离散多音调制信号；
在所述X偏振实部信号和所述X偏振虚部信号的信号端输入相同的所述离散多音调制信号，并对Y偏振信号实部信号及Y偏振虚部信号的信号端进行电噪声隔离。
进一步地，所述双偏振发射机偏移时间估计程序被处理器执行时还实现如下操作：
通过相关光接收机接收所述双偏振发射机发射的目标信号，对所述目标信号的频谱进行偏移补偿，获得频域接收信号；
将所述目标信号与所述频域接收信号的比值作为所述频域接收信号的信道频谱响应真实值；
从预设数据库中获得不同时间差条件下信道频谱响应的理论值。
进一步地，所述双偏振发射机偏移时间估计程序被处理器执行时还实现如下操作：
将所述真实值和所述理论值进行对比，获得对应的对比结果；
根据所述对比结果估计对应的时间差，并获取所述时间差的正负号；
根据所述时间差和所述正负号生成偏移时间。
进一步地，所述双偏振发射机偏移时间估计程序被处理器执行时还实现如下操作：
据所述对比结果估计对应的时间差；
假设所述时间差的正负号为正号，在发射端调节X偏振信号和Y偏振信号的时间差，并再进行一次频谱响应的测量，获得测量结果；
根据所述测量结果确定时间差变化趋势，根据所述时间差变化趋势确定所述时间差的正负号。
进一步地，所述双偏振发射机偏移时间估计程序被处理器执行时还实现如下操作：
根据所述测量结果确定时间差变化趋势；
在所述时间差变化趋势为当前时间差与调节前时间差相比为增加趋势时，确定所述时间差的正负号为正号；
在所述时间差变化趋势为当前时间差与调节前时间差相比为减少趋势时，确定所述时间差的正负号为负号。
进一步地，所述双偏振发射机偏移时间估计程序被处理器执行时还实现如下操作：
仅加载双偏振发射机的X偏振端口的离散多载波信号，获得X偏振预估信道响应，将所述预估信道响应对所述X偏振端口的离散多载波信号进行预补偿；
仅加载双偏振发射机的Y偏振端口的离散多载波信号，获得Y偏振预估信道响应，将所述预估信道响应对所述Y偏振端口的离散多载波信号进行预补偿。
本实施例通过上述方案，通过在双偏振发射机的两个偏振上添加相同的离散多音调制信号；计算接收信号的信道频谱响应真实值和不同时间差条件下信道频谱响应的理论值；将所述真实值和所述理论值进行对比，根据对比结果确定对应的偏移时间，能够在不增加额外器件的情况下，利用现有的模块和器件估计出双偏振信号的时间偏差，有效减小双偏振信号在发射端的时间差，与现有商用光纤通信系统的结合度很高，降低了发射机调节成本和功耗，具有较高的实用价值，从而进一步提升系统的传输性能，降低了数字信号处理算法的复杂度，提升了双偏振发射机偏移时间估计的速度和效率。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种双偏振发射机偏移时间估计方法，其特征在于，所述双偏振发射机偏移时间估计方法包括：
在双偏振发射机的两个偏振上添加相同的离散多音调制信号；
计算接收信号的信道频谱响应真实值和不同时间差条件下信道频谱响应的理论值；
将所述真实值和所述理论值进行对比，根据对比结果确定对应的偏移时间；
其中，所述在双偏振发射机的两个偏振上添加相同的离散多音调制信号，包括：
获取双偏振发射机的X偏振实部信号、X偏振虚部信号、Y偏振信号实部信号及Y偏振虚部信号，将所述X偏振实部信号、所述X偏振虚部信号、所述Y偏振信号实部信号及所述Y偏振虚部信号分别与双偏振调制器的端口相连；
获取预设子载波数量、预设调制格式和预设采样率，根据所述预设子载波数量、所述预设调制格式和预设采样率生成离散多音调制信号；
在所述X偏振实部信号和所述X偏振虚部信号的信号端输入相同的所述离散多音调制信号，并对Y偏振信号实部信号及Y偏振虚部信号的信号端进行电噪声隔离；
其中，所述计算接收信号的信道频谱响应真实值和不同时间差条件下信道频谱响应的理论值，包括：
通过相关光接收机接收所述双偏振发射机发射的目标信号，对所述目标信号的频谱进行偏移补偿，获得频域接收信号；
将所述目标信号与所述频域接收信号的比值作为所述频域接收信号的信道频谱响应真实值；
从预设数据库中获得不同时间差条件下信道频谱响应的理论值；
其中，所述将所述真实值和所述理论值进行对比，根据对比结果确定对应的偏移时间，包括：
将所述真实值和所述理论值进行对比，获得对应的对比结果；
根据所述对比结果估计对应的时间差，并获取所述时间差的正负号；
根据所述时间差和所述正负号生成偏移时间。
2.如权利要求1所述的双偏振发射机偏移时间估计方法，其特征在于，所述根据所述对比结果估计对应的时间差，并获取所述时间差的正负号，包括：
据所述对比结果估计对应的时间差；
假设所述时间差的正负号为正号，在发射端调节X偏振信号和Y偏振信号的时间差，并再进行一次频谱响应的测量，获得测量结果；
根据所述测量结果确定时间差变化趋势，根据所述时间差变化趋势确定所述时间差的正负号。
3.如权利要求2所述的双偏振发射机偏移时间估计方法，其特征在于，所述根据所述测量结果确定时间差变化趋势，根据所述时间差变化趋势确定所述时间差的正负号，包括：
根据所述测量结果确定时间差变化趋势；
在所述时间差变化趋势为当前时间差与调节前时间差相比为增加趋势时，确定所述时间差的正负号为正号；
在所述时间差变化趋势为当前时间差与调节前时间差相比为减少趋势时，确定所述时间差的正负号为负号。
4.如权利要求1所述的双偏振发射机偏移时间估计方法，其特征在于，所述在双偏振发射机的两个偏振上添加相同的离散多音调制信号之前，所述双偏振发射机偏移时间估计方法还包括：
仅加载双偏振发射机的X偏振端口的离散多载波信号，获得X偏振预估信道响应，将所述预估信道响应对所述X偏振端口的离散多载波信号进行预补偿；
仅加载双偏振发射机的Y偏振端口的离散多载波信号，获得Y偏振预估信道响应，将所述预估信道响应对所述Y偏振端口的离散多载波信号进行预补偿。
5.一种双偏振发射机偏移时间估计装置，其特征在于，所述双偏振发射机偏移时间估计装置包括：
信号添加模块，用于在双偏振发射机的两个偏振上添加相同的离散多音调制信号；
计算模块，用于计算接收信号的信道频谱响应真实值和不同时间差条件下信道频谱响应的理论值；
对比模块，用于将所述真实值和所述理论值进行对比，根据对比结果确定对应的偏移时间；
所述信号添加模块，还用于获取双偏振发射机的X偏振实部信号、X偏振虚部信号、Y偏振信号实部信号及Y偏振虚部信号，将所述X偏振实部信号、所述X偏振虚部信号、所述Y偏振信号实部信号及所述Y偏振虚部信号分别与双偏振调制器的端口相连；获取预设子载波数量、预设调制格式和预设采样率，根据所述预设子载波数量、所述预设调制格式和预设采样率生成离散多音调制信号；在所述X偏振实部信号和所述X偏振虚部信号的信号端输入相同的所述离散多音调制信号，并对Y偏振信号实部信号及Y偏振虚部信号的信号端进行电噪声隔离；
所述计算模块，还用于通过相关光接收机接收所述双偏振发射机发射的目标信号，对所述目标信号的频谱进行偏移补偿，获得频域接收信号；将所述目标信号与所述频域接收信号的比值作为所述频域接收信号的信道频谱响应真实值；从预设数据库中获得不同时间差条件下信道频谱响应的理论值；
所述对比模块，还用于将所述真实值和所述理论值进行对比，获得对应的对比结果；根据所述对比结果估计对应的时间差，并获取所述时间差的正负号；根据所述时间差和所述正负号生成偏移时间。
6.一种双偏振发射机偏移时间估计设备，其特征在于，所述双偏振发射机偏移时间估计设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的双偏振发射机偏移时间估计程序，所述双偏振发射机偏移时间估计程序配置为实现如权利要求1至4中任一项所述的双偏振发射机偏移时间估计方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有双偏振发射机偏移时间估计程序，所述双偏振发射机偏移时间估计程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的双偏振发射机偏移时间估计方法的步骤。
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