CN116846464A - 光链路中非线性损伤的测量装置及方法 - Google Patents

光链路中非线性损伤的测量装置及方法 Download PDF

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CN116846464A CN202210294309.0A CN202210294309A CN116846464A CN 116846464 A CN116846464 A CN 116846464A CN 202210294309 A CN202210294309 A CN 202210294309A CN 116846464 A CN116846464 A CN 116846464A
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Abstract

本申请实施例提供一种光链路中非线性损伤的测量装置及方法。所述装置包括：第一生成单元，其生成对应于待测频点的、多个具有不同带陷宽度的带陷信号；第一计算单元，其根据所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过光链路后的多个带陷信号，分别计算所述待测频点处的多个非线性噪声功率比；以及外推单元，其根据对应于所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号的所述多个非线性噪声功率比，外推出所述待测频点处的真实非线性噪声功率比。

Description

光链路中非线性损伤的测量装置及方法
技术领域
本申请涉及通信技术领域。
背景技术
光通信系统通常通过提高发射光功率来增加传输距离。而光功率的增强会带来光链路即光纤的非线性损伤的增强，造成接收信号的劣化，从而限制了光通信系统中光链路的传输距离。因此，对于光链路中非线性损伤的测量有助于优化系统设计以提高传输性能。光链路中非线性损伤造成的信号劣化，可用非线性噪性比或非线性噪声功率比(noise-to-power ratio，NPR)来表征。
在现有方法中，通过在发射机端发射带陷(notch)信号，可以在光链路的输出端或者接收机的输出端测量接收功率并计算非线性噪声功率比。由于非线性损伤和线性损伤的主要区别在于非线性损伤会在频域产生新的频谱分量，非线性损伤会导致接收到的带陷的深度变化，因此，可通过测量端接收信号的带陷深度的变化来测量非线性噪声功率比。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
发明人发现，通过上述现有方法测量出的非线性噪声功率比与真实的非线性噪声功率比存在较大的偏差。
并且，发明人经研究发现，光链路中的非线性噪声功率与发射的带陷信号的带陷宽度有关，而带陷信号的带陷宽度越窄，测量结果越接近真实的非线性噪声功率比。但是，如果采用带陷宽度很窄的带陷信号，一方面，测量精度会受到光通信系统的本底噪声的影响，另一方面，对光谱仪的分辨率要求很高。并且，带有带陷信号的信号总有一定的带陷宽度，即使带陷信号的带陷宽度很窄，但是其测量结果仍然不能反映真实的非线性噪声功率比。
为了解决上述问题中的至少一个，本申请实施例提供一种光链路中非线性损伤的测量装置及方法，根据多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过光链路后的多个带陷信号计算出多个非线性噪声功率比，并且，通过基于对应于多个具有不同带陷宽度的带陷信号的多个非线性噪声功率比的外推，能够得到对应于带陷宽度为零的非线性噪声功率比，即真实非线性噪声功率比。因此，能够通过简单的方法和现有的仪器设备，准确地测出光链路中的真实非线性噪声功率比。
根据本申请实施例的第一方面，提供一种光链路中非线性损伤的测量装置，所述装置包括：第一生成单元，其生成对应于待测频点的、多个具有不同带陷宽度的带陷信号；第一计算单元，其根据所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过光链路后的多个带陷信号，分别计算所述待测频点处的多个非线性噪声功率比；以及外推单元，其根据对应于所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号的所述多个非线性噪声功率比，外推出所述待测频点处的真实非线性噪声功率比。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种非线性系统的性能估计装置，所述装置包括：根据本申请实施例的第一方面所述的光链路中非线性损伤的测量装置，得到各个待测频点处的真实非线性噪声功率比；建模单元，其根据各个待测频点处的真实非线性噪声功率比建立等效加性噪声模型；以及估计单元，其根据等效加性噪声模型估计非线性系统的性能。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括根据本申请实施例的第一方面或第二方面所述的装置。
根据本申请实施例的第四方面，提供一种光链路中非线性损伤的测量方法，所述方法包括：生成对应于待测频点的、多个具有不同带陷宽度的带陷信号；根据所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过光链路后的多个带陷信号，分别计算所述待测频点处的多个非线性噪声功率比；以及根据对应于所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号的所述多个非线性噪声功率比，外推出所述待测频点处的真实非线性噪声功率比。
本申请的有益效果之一在于：根据多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过光链路后的多个带陷信号计算出多个非线性噪声功率比，并且，通过基于对应于多个具有不同带陷宽度的带陷信号的多个非线性噪声功率比的外推，能够得到对应于带陷宽度为零的非线性噪声功率比，即真实非线性噪声功率比。因此，能够通过简单的方法和现有的仪器设备，准确地测出光链路中的真实非线性噪声功率比。
参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
附图说明
所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。在附图中：
图1是本申请实施例1的测量光通信系统的非线性损伤的一示意图；
图2是本申请实施例1的光链路中非线性损伤的测量装置的一示意图；
图3是本申请实施例1的双边带陷信号的一示意图；
图4是本申请实施例1的双边带陷信号的另一示意图；
图5是本申请实施例1的单边带陷信号的一示意图；
图6是本申请实施例1的单边带陷信号的另一示意图；
图7是本申请实施例1的在波形域生成双边带陷信号的一流程图；
图8是本申请实施例1的在符号域生成双边带陷信号的一流程图；
图9是本申请实施例1的在波形域生成单边带陷信号的一流程图；
图10是本申请实施例1的在符号域生成单边带陷信号的一流程图；
图11是本申请实施例1的第一生成单元的一示意图；
图12是本申请实施例1的第三生成单元的一示意图；
图13是本申请实施例1的第一计算单元的一示意图；
图14是本申请实施例1的计算带陷深度的一示意图；
图15是本申请实施例1的测量非线性噪声功率比的一示意图；
图16是本申请实施例1的外推真实非线性噪声功率比的一示意图；
图17是本申请实施例2的非线性系统的性能估计装置的一示意图；
图18是本申请实施例2的非线性系统的性能估计过程的一示意图；
图19是本申请实施例3的电子设备的一示意图；
图20是本申请实施例3的电子设备的系统构成的一示意框图；
图21是本申请实施例4的光链路中非线性损伤的测量方法的一示意图。
具体实施方式
在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”等用于对不同元素从称谓上进行区分，但并不表示这些元素的空间排列或时间顺序等，这些元素不应被这些术语所限制。术语“和/或”包括相关联列出的术语的一种或多个中的任何一个和所有组合。术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、元素、元件或组件。
在本申请实施例中，单数形式“一”、“该”等包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外术语“所述”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外术语“根据”应理解为“至少部分根据……”，术语“基于”应理解为“至少部分基于……”，除非上下文另外明确指出。
参照附图，通过下面的说明书，本申请的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本申请的特定实施方式，其表明了其中可以采用本申请的原则的部分实施方式，应了解的是，本申请不限于所描述的实施方式，相反，本申请包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。
实施例1
本申请实施例提供一种光链路中非线性损伤的测量装置。
在一些实施例中，光链路中非线性损伤的测量装置可以设置在光链路的输出端。
图1是本申请实施例1的测量光通信系统的非线性损伤的一示意图。如图1所示，光通信系统10包括光发射机11、光链路12以及光接收机13，光链路中非线性损伤的测量装置100生成带陷信号，由发射机11发送并经过光链路12的传输后由光接收机13接收。光链路中非线性损伤的测量装置100对经过光链路12后的信号进行测量，得到光链路12中的非线性光损伤，例如，以非线性噪声功率比来表示该非线性损伤。
图2是本申请实施例1的光链路中非线性损伤的测量装置的一示意图。如图2所示，光链路中非线性损伤的测量装置100包括：
第一生成单元101，其生成对应于待测频点的、多个具有不同带陷宽度的带陷信号；
第一计算单元102，其根据该多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过光链路后的多个带陷信号，分别计算该待测频点处的多个非线性噪声功率比；以及
外推单元103，其根据对应于多个具有不同带陷宽度的带陷信号的多个非线性噪声功率比，外推出该待测频点处的真实非线性噪声功率比。
在一些实施例中，待测频点包括至少一个频点，当有多个待测频点时，分别测出各个待测频点处的真实非线性噪声功率比。
在一些实施例中，当带陷信号的频谱包括多个带陷时，多个带陷可以对应于多个待测频点。也就是说，根据该带陷信号，可以一次测出多个待测频点处的真实非线性噪声功率比。
在一些实施例中，带陷信号是指频谱上具有带陷(notch)的信号。
在一些实施例中，带陷宽度指的是带陷信号中带陷的宽度，即在频域上的宽度。
在一些实施例中，多个具有不同带陷宽度的带陷信号是指至少两个具有不同带陷宽度的带陷信号，其具体的数量可以根据实际情况而确定。具有不同带陷宽度的带陷信号的数量越多，那么就更容易外推出该待测频点处的真实非线性噪声功率比，但是处理的过程也越多。
第一生成单元101生成对应于待测频点的、多个具有不同带陷宽度的带陷信号。这些具有不同带陷宽度的带陷信号即为测量信号。
在一些实施例中，第一生成单元101每次生成的带陷信号的带陷宽度不同，这些带陷宽度的具体数值可以根据实际情况而确定。
在一些实施例中，各个带陷宽度不小于测量所用的光谱仪的频谱分辨率。
在一些实施例中，光通信系统10的光发射机11发射信号包括I路和Q路，两路信号合成后构成复数信号I+jQ。
在一些实施例中，该第一生成单元101可以在I路和Q路上对发射信号分别进行带陷处理，生成双边带陷信号，即，在频域的两侧都有带陷。
在一些实施例中，双边带陷信号在频域一侧可以包括对应于一个待测频点的一个带陷，也可以包括多个待测频点。当包括多个待测频点时，发射一次带陷信号可以测量出多个待测频点处的非线性噪声功率比。
图3是本申请实施例1的双边带陷信号的一示意图；图4是本申请实施例1的双边带陷信号的另一示意图。
如图3所示，该双边带陷信号在频域两侧各有一个带陷，其对应于待测频点-f1和f1，其带陷宽度为BW。
如图4所示，该双边带陷信号在频域两侧各有3个带陷，其对应于待测频点-f1、-f2、-f3和f1、f2、f3，其带陷宽度为BW。
在一些实施例中，该第一生成单元101也可以对复数信号I+jQ进行带陷处理，生成单边带陷信号，即，在频域的一侧有带陷。
在一些实施例中，单边带陷信号在频域一侧可以包括对应于一个待测频点的一个带陷，也可以包括多个待测频点。当包括多个待测频点时，发射一次带陷信号可以测量出多个待测频点处的非线性噪声功率比。
图5是本申请实施例1的单边带陷信号的一示意图；图6是本申请实施例1的单边带陷信号的另一示意图。
如图5所示，该单边带陷信号在频域一侧有一个带陷，其对应于待测频点f1，其带陷宽度为BW。
如图6所示，该单边带陷信号在频域一侧有3个带陷，其对应于待测频点f1、f2、f3，其带陷宽度为BW。
在一些实施例中，该第一生成单元101可以在波形域或符号域生成该待测频点处的带陷信号。
下面对在波形域或符号域生成带陷信号进行示例性的说明。
图7是本申请实施例1的在波形域生成双边带陷信号的一流程图；图8是本申请实施例1的在符号域生成双边带陷信号的一流程图。
图9是本申请实施例1的在波形域生成单边带陷信号的一流程图；图10是本申请实施例1的在符号域生成单边带陷信号的一流程图。
如图7和图9所示，在脉冲成形之后进行带陷称为波形域带陷，如图8和图10所示。在脉冲成形之前，作用于输入符号的带陷称为符号域带陷。
该第一生成单元101可以使用多种方法进行带陷。
图11是本申请实施例1的第一生成单元的一示意图。如图11所示，该第一生成单元101包括：
第二生成单元1101，其去除部分频谱范围的信号，生成带陷信号；或者，
第三生成单元1102，其通过等概率带陷处理来生成带陷信号。
在一些实施例中，第二生成单元1101通过去除部分频谱范围的信号来生成带陷信号，相当于将信号通过带阻滤波器。
在一些实施例中，第三生成单元1102通过等概率带陷处理来生成带陷信号。
图12是本申请实施例1的第三生成单元的一示意图。该第三生成单元1102包括：
产生单元1201，其在频谱产生带陷的同时，使经过带陷处理的信号在时域上的概率分布密度和参考信号接近或相同；
排序单元1202，其通过对参考信号和初始化的种子信号进行幅值排序、幅值替换和时间排序来构建相同概率分布密度的信号；
等谱单元1203，其通过对频谱进行切片，并让每个切片内的总功率和对应参考信号切片的功率相同，来构建等谱的信号；以及
输出单元1204，其当满足预设条件时，输出带陷信号。
在一些实施例中，产生单元1201、排序单元1202、等谱单元1203迭代地进行处理，直到满足预设条件时，由输出单元1204输出带陷信号。
在一些实施例中，该预设条件例如是概率分布密度的相似度达到预设阈值。
这样，能够生成等谱等概的带陷信号，进一步提高测量结果的准确性。
在一些实施例中，当需要针对双偏振系统测量非线性NPR时，对于双偏振信号的每个偏振态，可同时选取上述生成带陷信号的方法之一；或者，只有一个偏振态选取上述生成带陷信号的方法之一，另一个偏振态传输无带陷的信号。
在一些实施例中，对于是单偏振信号的I和Q路，或者双偏振信号中的四路信号，各路信号互不相关。另外，双偏振信号的两个偏振态等功率。
第一生成单元101生成对应于待测频点的、多个具有不同带陷宽度的带陷信号，第一计算单元101根据该多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过光链路后的多个带陷信号，分别计算该待测频点处的多个非线性噪声功率比，也就是说，对于第一生成单元101生成的各个具有不同带陷宽度的带陷信号，第一计算单元101分别进行处理，在每次处理中得到一个对应于带陷宽度的非线性噪声功率比。
图13是本申请实施例1的第一计算单元的一示意图。如图13所示，第一计算单元102包括：
第一测量单元1301，其在满足线性传输条件的发射功率下，测量该多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过该光链路后的多个带陷信号的多个第一深度；
第二测量单元1302，其在待测发射功率下，测量该多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过该光链路后的多个带陷信号的多个第二深度；以及
第二计算单元1303，其根据多个第一深度和多个第二深度，分别计算该待测频点处的该多个非线性噪声功率比。
在一些实施例中，第一生成单元101生成N个具有不同带陷宽度的带陷信号，在经过光发射机11发射并经过光链路12的传输后，得到N个带陷信号用于进行非线性噪声功率比的测量，即，带陷信号1，带陷信号2，……，带陷信号N，N为大于1的正整数。
对于第一测量单元1301，其在满足线性传输条件的发射功率下进行测量，即，在满足线性传输条件的发射功率下由光发射机11发射N个具有不同带陷宽度的带陷信号，经过光链路12的传输后，得到N个带陷信号，即，如图13所示的带陷信号1，带陷信号2，……，带陷信号N输入到第一测量单元1301中进行计算，得到N个带陷信号的第一深度，即，第一深度1，第一深度2，……，第一深度N。例如，第一测量单元1301通过光谱仪测量接收信号的功率谱来进行计算。
在一些实施例中，满足线性传输条件的发射功率较小，其不会引起非线性损伤。
在一些实施例中，N个具有不同带陷宽度的带陷信号的带陷宽度分别为BW1，BW2，……，BWN。第一测量单元1301输出的第一深度1，第一深度2，……，第一深度N分别与带陷宽度BW1，BW2，……，BWN对应。
对于第二测量单元1302，其在待测发射功率下进行测量，即，在与待测发射功率相同的发射功率下由光发射机11发射N个具有不同带陷宽度的带陷信号，经过光链路12的传输后，得到N个带陷信号，即，如图13所示的带陷信号1，带陷信号2，……，带陷信号N输入到第一测量单元1302中进行计算，得到N个带陷信号的第二深度，即，第二深度1，第二深度2，……，第二深度N。例如，第二测量单元1302通过光谱仪测量接收信号的功率谱来进行计算。
在一些实施例中，待测发射功率会引起非线性损伤。另外，非线性损伤的大小，即非线性NPR的大小与发射功率相关，因此，第二测量单元1302使用的是待测发射功率来发射带陷信号。
在一些实施例中，N个具有不同带陷宽度的带陷信号的带陷宽度分别为BW1，BW2，……，BWN。第一测量单元1302输出的第二深度1，第二深度2，……，第二深度N分别与带陷宽度BW1，BW2，……，BWN对应。
在一些实施例中，第一深度以及第二深度指的是带陷深度。
在一些实施例中，第一深度表示光链路中的噪声底的深度，第二深度表示光链路中的噪声底加上非线性噪声的深度。根据两者的差能够计算出非线性NPR。
在一些实施例中，带陷深度定义为带陷底部平均功率和带陷处信号平均功率的比值，其单位可以是dB。
在一些实施例中，第二计算单元1303根据多个第一深度和多个第二深度，分别计算该待测频点处的该多个非线性噪声功率比。例如，第二计算单元1303根据第一深度1和第二深度1计算非线性NPR 1，根据第一深度2和第二深度2计算非线性NPR 2，……，根据第一深度N和第二深度N计算非线性NRP N。
在一些实施例中，单边带陷信号和双边带陷信号的带陷深度的计算方法类似，不同的是单边带陷信号不具有正负对称的频率，其带陷深度的计算不需要考虑正频和负频，而对于双边带陷信号，其带陷深度的计算同时考虑正频和负频。具体的计算方法可以参考相关技术。
以双边带陷为例，例如，可以根据以下的公式(1)计算第一深度：
其中，NPR0表示第一深度，Pn-和Pn+分别为双边带陷在对称的正频和负频处的功率，Ps-,l和Ps-,r表示在负频带陷两侧的信号功率，Ps+,l和Ps+,r表示在正频带陷两侧的信号功率。
图14是本申请实施例1的计算带陷深度的一示意图。如图14所示，Pn-和Pn+分别为双边带陷在对称的正频和负频处的功率；Ps-,l和Ps-,r代表在负频带陷两侧的信号功率，用于估算在负频带陷处的信号功率；Ps+,l和Ps+,r代表在正频带陷两侧的信号功率，用于估算在正频带陷处的信号功率。
与计算第二深度的方法类似，例如，可以根据以下的公式(2)计算第一深度：
其中，NPR1表示第二深度，Pn-和Pn+分别为双边带陷在对称的正频和负频处的功率，Ps-,l和Ps-,r表示在负频带陷两侧的信号功率，Ps+,l和Ps+,r表示在正频带陷两侧的信号功率。
在计算出第一深度和第二深度之后，例如，可以根据以下的公式(3)计算非线性功率噪声比：
其中，NPRNL(BWn,fi)表示光链路在待测频点fi处、对应于带陷宽度为BWn的非线性功率噪声比，NPR1(BWn,fi)表示在待测频点fi处、对应于带陷宽度为BWn的第二深度，NPR0(BWn,fi)表示在待测频点fi处、对应于带陷宽度为BWn的第一深度。
在一些实施例中，对于相干光通信系统，在第一测量单元1301和第二测量单元1302的测量时间内，相干光接收机的本振频偏的变化远小于带陷宽度，并且激光器相位噪声的特性也不变。
图15是本申请实施例1的测量非线性噪声功率比的一示意图。如图15所示，分别在满足线性传输条件的功率下发射带陷信号来测量第一深度，以及在待测功率下发射带陷信号来测量第二深度，根据第一深度和第二深度计算得到非限制噪声功率比。
在第一计算单元102计算出对应于多个具有不同带陷宽度的带陷信号的多个非线性噪声功率比后，外推单元103根据该多个非线性噪声功率比，外推出该待测频点处的真实非线性噪声功率比。
在一些实施例中，外推也可以称为外插值，也就是在用于测量的带陷宽度范围外对非线性噪声功率比进行插值。
在一些实施例中，真实非线性噪声功率比是指带陷宽度为0的情况下的非线性噪声功率比。
在一些实施例中，例如，对多个非线性噪声功率比进行拟合，将拟合线与带陷宽度为0时的纵坐标的交点作为真实非线性噪声功率比。
图16是本申请实施例1的外推真实非线性噪声功率比的一示意图。如图16所示，在一个待测频点处，根据对应于带陷宽度BW1，BW2，……，BW5的非线性噪声功率比进行拟合，将拟合线与带陷宽度为0时的纵坐标的交点作为真实非线性噪声功率比(NPR)。
在一些实施例中，可以改变带陷对应的频点来生成带陷信号来重复上述测量过程，即，通过上述方法来测量其他待测频点处的非线性噪声功率比。这样能够得到所有待测频点处的非线性噪声功率比。
在一些实施例中，在双偏振系统中，该装置100根据上述方法，对于双偏振信号，在两个偏振态分别生成带陷信号，并分别计算出两个偏振态在该待测频点处的真实非线性噪声功率比。这样，能够适用于双偏振系统。
由上述实施例可知，根据多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过光链路后的多个带陷信号计算出多个非线性噪声功率比，并且，通过基于对应于多个具有不同带陷宽度的带陷信号的多个非线性噪声功率比的外推，能够得到对应于带陷宽度为零的非线性噪声功率比，即真实非线性噪声功率比。因此，能够通过简单的方法和现有的仪器设备，准确地测出光链路中的真实非线性噪声功率比。
实施例2
本申请实施例还提供了一种非线性系统的性能估计装置。
图17是本申请实施例2的非线性系统的性能估计装置的一示意图。如图17所示，非线性系统的性能估计装置1700包括：
光链路中非线性损伤的测量装置1701，得到各个待测频点处的真实非线性噪声功率比；
建模单元1702，其根据各个待测频点处的真实非线性噪声功率比建立等效加性噪声模型；以及
估计单元1703，其根据等效加性噪声模型估计非线性系统的性能。
在一些实施例中，光链路中非线性损伤的测量装置1701与实施例1中的记载相同，此处不再重复说明。
建模单元1702根据各个待测频点处的真实非线性噪声功率比建立等效加性噪声模型，该等效加性噪声模型包括等效线性模型和等效非线性噪声模型，其具体的构建方法可以参考相关技术。
在一些实施例中，非线性系统例如是光通信系统或光通信系统的一部分。
图18是本申请实施例2的非线性系统的性能估计过程的一示意图。如图18所示，各个待测频点处的真实NRP以及随机噪声输入到非线性NPR滤波器中输出的信号，与输入到光发射机中的信号经过等效线性模型后的信号进行叠加，再与加性白高斯噪声叠加后得到接收信号，用于进行性能估计。具体的估计方法可以参考相关技术，此处不再赘述。
由上述实施例可知，通过获得各个待测频点处的真实非线性噪声功率比，能够建立等效加性噪声模型，从而能够准确地进行系统性能的估计。
实施例3
本申请实施例还提供了一种电子设备，图19是本申请实施例3的电子设备的一示意图。如图1所示，电子设备1900包括光链路中非线性损伤的测量装置1901，光链路中非线性损伤的测量装置1901的结构和功能与实施例1中的记载相同，此处不再赘述。
图20是本申请实施例3的电子设备的系统构成的一示意框图。如图20所示，电子设备2000可以包括处理器2001和存储器2002；该存储器2002耦合到处理器2001。该图是示例性的；还可以使用其它类型的结构，来补充或代替该结构，以实现电信功能或其它功能。
如图20所示，电子设备2000还可以包括：输入单元2003、显示器2004、电源2005。
在一个实施方式中，实施例1所述的光链路中非线性损伤的测量装置的功能可以被集成到处理器2001中。处理器2001可以被配置为：生成对应于待测频点的、多个具有不同带陷宽度的带陷信号；根据所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过光链路后的多个带陷信号，分别计算该待测频点处的多个非线性噪声功率比；以及根据对应于该多个具有不同带陷宽度的带陷信号的该多个非线性噪声功率比，外推出该待测频点处的真实非线性噪声功率比。
例如，根据所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过光链路后的多个带陷信号，分别计算该待测频点处的多个非线性噪声功率比，包括：在满足线性传输条件的发射功率下，测量该多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过该光链路后的多个带陷信号的多个第一深度；在待测发射功率下，测量该多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过该光链路后的多个带陷信号的多个第二深度；以及根据该多个第一深度和该多个第二深度，分别计算该待测频点处的该多个非线性噪声功率比。
例如，生成一个该带陷信号，包括：在I路和Q路上对发射信号分别进行带陷处理，生成双边带陷信号；或者，对复数信号进行带陷处理，生成单边带陷信号。
例如，生成一个该带陷信号，包括：在波形域或符号域生成该待测频点处的带陷信号。
例如，生成一个该带陷信号，包括：去除部分频谱范围的信号，生成带陷信号；或者，通过等概率带陷处理来生成带陷信号。
例如，通过等概率带陷处理来生成带陷信号，包括：在频谱产生带陷的同时，使经过带陷处理的信号在时域上的概率分布密度和参考信号接近或相同；通过对参考信号和初始化的种子信号进行幅值排序、幅值替换和时间排序来构建相同概率分布密度的信号；通过对频谱进行切片，并让每个切片内的总功率和对应参考信号切片的功率相同，来构建等谱的信号；以及当满足预设条件时，输出带陷信号。
例如，根据对应于该多个具有不同带陷宽度的带陷信号的该多个非线性噪声功率比，外推出该待测频点处的真实非线性噪声功率比，包括：根据对应于该多个具有不同带陷宽度的带陷信号的该多个非线性噪声功率比，在dB单位下或线性单位下外推出该待测频点处的真实非线性噪声功率比。
例如，对于双偏振信号，在两个偏振态分别生成带陷信号，并分别计算出两个偏振态在该待测频点处的真实非线性噪声功率比。
在另一个实施方式中，实施例1所述的光链路中非线性损伤的测量装置可以与处理器2001分开配置，例如可以将该光链路中非线性损伤的测量装置配置为与处理器2001连接的芯片，通过处理器2001的控制来实现该光链路中非线性损伤的测量装置的功能。
在本实施例中电子设备2000也并不是必须要包括图20中所示的所有部件。
如图20所示，处理器2001有时也称为控制器或操作控件，可以包括微处理器或其它处理器装置和/或逻辑装置，处理器2001接收输入并控制电子设备2000的各个部件的操作。
该存储器2002，例如可以是缓存器、闪存、硬驱、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器或其它合适装置中的一种或更多种。并且处理器2001可执行存储器2002存储的该程序，以实现信息存储或处理等。其它部件的功能与现有类似，此处不再赘述。电子设备2000的各部件可以通过专用硬件、固件、软件或其结合来实现，而不偏离本申请的范围。
在本实施例中，电子设备可以是独立的设备，例如独立的计算机；或者，也可以集成在光接收机中。
由上述实施例可知，根据多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过光链路后的多个带陷信号计算出多个非线性噪声功率比，并且，通过基于对应于多个具有不同带陷宽度的带陷信号的多个非线性噪声功率比的外推，能够得到对应于带陷宽度为零的非线性噪声功率比，即真实非线性噪声功率比。因此，能够通过简单的方法和现有的仪器设备，准确地测出光链路中的真实非线性噪声功率比。
实施例4
本申请实施例还提供一种光链路中非线性损伤的测量方法，其对应于实施例1的光链路中非线性损伤的测量装置。
图21是本申请实施例4的光链路中非线性损伤的测量方法的一示意图。该静态均衡器用于对光通信系统进行静态均衡处理。如图21所示，该方法包括：
步骤2101：生成对应于待测频点的、多个具有不同带陷宽度的带陷信号；
步骤2102：根据该多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过光链路后的多个带陷信号，分别计算该待测频点处的多个非线性噪声功率比；以及
步骤2103：根据对应于该多个具有不同带陷宽度的带陷信号的该多个非线性噪声功率比，外推出该待测频点处的真实非线性噪声功率比。
在本实施例中，上述各个步骤的执行可以参照实施例1中各个部件的功能的实现，此处不再重复说明。
由上述实施例可知，根据多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过光链路后的多个带陷信号计算出多个非线性噪声功率比，并且，通过基于对应于多个具有不同带陷宽度的带陷信号的多个非线性噪声功率比的外推，能够得到对应于带陷宽度为零的非线性噪声功率比，即真实非线性噪声功率比。因此，能够通过简单的方法和现有的仪器设备，准确地测出光链路中的真实非线性噪声功率比。
本申请实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在光链路中非线性损伤的测量装置或电子设备中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述光链路中非线性损伤的测量装置或电子设备中执行实施例3所述的光链路中非线性损伤的测量方法。
本申请实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在光链路中非线性损伤的测量装置或电子设备中执行实施例3所述的光链路中非线性损伤的测量方法。
结合本申请实施例描述的在光链路中非线性损伤的测量装置或电子设备中执行光链路中非线性损伤的测量方法可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或二者组合。例如，图2中所示的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，既可以对应于计算机程序流程的各个软件模块，亦可以对应于各个硬件模块。这些软件模块，可以分别对应于图21所示的相应步骤。这些硬件模块例如可利用现场可编程门阵列(FPGA)将这些软件模块固化而实现。
软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的存储介质。可以将一种存储介质耦接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息；或者该存储介质可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该软件模块可以存储在移动终端的存储器中，也可以存储在可插入移动终端的存储卡中。例如，若设备(例如移动终端)采用的是较大容量的MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置，则该软件模块可存储在该MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置中。
针对图2描述的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件、或者其任意适当组合。针对图2描述的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，还可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP通信结合的一个或多个微处理器或者任何其它这种配置。
以上结合具体的实施方式对本申请进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本申请保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本申请的精神和原理对本申请做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本申请的范围内。
根据本申请实施例公开的各种实施方式，还公开了如下附记：
1、一种光链路中非线性损伤的测量装置，所述装置包括：
第一生成单元，其生成对应于待测频点的、多个具有不同带陷宽度的带陷信号；
第一计算单元，其根据所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过光链路后的多个带陷信号，分别计算所述待测频点处的多个非线性噪声功率比；以及
外推单元，其根据对应于所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号的所述多个非线性噪声功率比，外推出所述待测频点处的真实非线性噪声功率比。
2、根据附记1所述的装置，其中，所述第一计算单元包括：
第一测量单元，其在满足线性传输条件的发射功率下，测量所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过所述光链路后的多个带陷信号的多个第一深度；
第二测量单元，其在待测发射功率下，测量所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过所述光链路后的多个带陷信号的多个第二深度；以及
第二计算单元，其根据所述多个第一深度和所述多个第二深度，分别计算所述待测频点处的所述多个非线性噪声功率比。
3、根据附记1所述的装置，其中，
所述第一生成单元在I路和Q路上对发射信号分别进行带陷处理，生成双边带陷信号；或者，对复数信号进行带陷处理，生成单边带陷信号。
4、根据附记1所述的装置，其中，所述第一生成单元在波形域或符号域生成所述待测频点处的带陷信号。
5、根据附记1所述的装置，其中，所述第一生成单元包括：
第二生成单元，其去除部分频谱范围的信号，生成带陷信号；或者，
第三生成单元，其通过等概率带陷处理来生成带陷信号。
6、根据附记5所述的装置，其中，所述第三生成单元包括：
产生单元，其在频谱产生带陷的同时，使经过带陷处理的信号在时域上的概率分布密度和参考信号接近或相同；
排序单元，其通过对参考信号和初始化的种子信号进行幅值排序、幅值替换和时间排序来构建相同概率分布密度的信号；
等谱单元，其通过对频谱进行切片，并让每个切片内的总功率和对应参考信号切片的功率相同，来构建等谱的信号；以及
输出单元，其当满足预设条件时，输出带陷信号。
7、根据附记1所述的装置，其中，
所述外推单元根据对应于所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号的所述多个非线性噪声功率比，在dB单位下或线性单位下外推出所述待测频点处的真实非线性噪声功率比。
8、根据附记1所述的装置，其中，
对于双偏振信号，所述装置在两个偏振态分别生成带陷信号，并分别计算出两个偏振态在所述待测频点处的真实非线性噪声功率比。
9、根据附记1所述的装置，其中，
所述待测频点为一个或多个。
10、一种非线性系统的性能估计装置，所述装置包括：
附记1-9中的任一项所述的光链路中非线性损伤的测量装置，得到各个待测频点处的真实非线性噪声功率比；
建模单元，其根据各个待测频点处的真实非线性噪声功率比建立等效加性噪声模型；以及
估计单元，其根据等效加性噪声模型估计非线性系统的性能。
11、一种电子设备，所述电子设备包括附记1或附记10所述的装置。
12、一种光链路中非线性损伤的测量方法，所述方法包括：
生成对应于待测频点的、多个具有不同带陷宽度的带陷信号；
根据所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过光链路后的多个带陷信号，分别计算所述待测频点处的多个非线性噪声功率比；以及
根据对应于所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号的所述多个非线性噪声功率比，外推出所述待测频点处的真实非线性噪声功率比。
13、根据附记12所述的方法，其中，根据所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过光链路后的多个带陷信号，分别计算所述待测频点处的多个非线性噪声功率比，包括：
在满足线性传输条件的发射功率下，测量所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过所述光链路后的多个带陷信号的多个第一深度；
在待测发射功率下，测量所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过所述光链路后的多个带陷信号的多个第二深度；以及
根据所述多个第一深度和所述多个第二深度，分别计算所述待测频点处的所述多个非线性噪声功率比。
14、根据附记12所述的方法，其中，生成一个所述带陷信号，包括：
在I路和Q路上对发射信号分别进行带陷处理，生成双边带陷信号；或者，
对复数信号进行带陷处理，生成单边带陷信号。
15、根据附记12所述的方法，其中，生成一个所述带陷信号，包括：
在波形域或符号域生成所述待测频点处的带陷信号。
16、根据附记12所述的方法，其中，生成一个所述带陷信号，包括：
去除部分频谱范围的信号，生成带陷信号；或者，
通过等概率带陷处理来生成带陷信号。
17、根据附记16所述的方法，其中，通过等概率带陷处理来生成带陷信号，包括：
在频谱产生带陷的同时，使经过带陷处理的信号在时域上的概率分布密度和参考信号接近或相同；
通过对参考信号和初始化的种子信号进行幅值排序、幅值替换和时间排序来构建相同概率分布密度的信号；
通过对频谱进行切片，并让每个切片内的总功率和对应参考信号切片的功率相同，来构建等谱的信号；以及
当满足预设条件时，输出带陷信号。
18、根据附记12所述的方法，其中，根据对应于所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号的所述多个非线性噪声功率比，外推出所述待测频点处的真实非线性噪声功率比，包括：
根据对应于所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号的所述多个非线性噪声功率比，在dB单位下或线性单位下外推出所述待测频点处的真实非线性噪声功率比。
19、根据附记12所述的方法，其中，
对于双偏振信号，在两个偏振态分别生成带陷信号，并分别计算出两个偏振态在所述待测频点处的真实非线性噪声功率比。
20、根据附记12所述的方法，其中，
所述待测频点为一个或多个。
21、一种非线性系统的性能估计方法，包括：
根据附记12-20中的任一项所述的光链路中非线性损伤的测量方法，得到各个待测频点处的真实非线性噪声功率比；
根据各个待测频点处的真实非线性噪声功率比建立等效加性噪声模型；以及
根据等效加性噪声模型估计非线性系统的性能。

Claims (10)

1.一种光链路中非线性损伤的测量装置，其特征在于，所述装置包括：
第一生成单元，其生成对应于待测频点的、多个具有不同带陷宽度的带陷信号；
第一计算单元，其根据所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过光链路后的多个带陷信号，分别计算所述待测频点处的多个非线性噪声功率比；以及
外推单元，其根据对应于所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号的所述多个非线性噪声功率比，外推出所述待测频点处的真实非线性噪声功率比。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一计算单元包括：
第一测量单元，其在满足线性传输条件的发射功率下，测量所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过所述光链路后的多个带陷信号的多个第一深度；
第二测量单元，其在待测发射功率下，测量所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号经过所述光链路后的多个带陷信号的多个第二深度；以及
第二计算单元，其根据所述多个第一深度和所述多个第二深度，分别计算所述待测频点处的所述多个非线性噪声功率比。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述第一生成单元在I路和Q路上对发射信号分别进行带陷处理，生成双边带陷信号；或者，对复数信号进行带陷处理，生成单边带陷信号。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一生成单元在波形域或符号域生成所述待测频点处的带陷信号。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一生成单元包括：
第二生成单元，其去除部分频谱范围的信号，生成带陷信号；或者，
第三生成单元，其通过等概率带陷处理来生成带陷信号。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第三生成单元包括：
产生单元，其在频谱产生带陷的同时，使经过带陷处理的信号在时域上的概率分布密度和参考信号接近或相同；
排序单元，其通过对参考信号和初始化的种子信号进行幅值排序、幅值替换和时间排序来构建相同概率分布密度的信号；
等谱单元，其通过对频谱进行切片，并让每个切片内的总功率和对应参考信号切片的功率相同，来构建等谱的信号；以及
输出单元，其当满足预设条件时，输出带陷信号。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述外推单元根据对应于所述多个具有不同带陷宽度的带陷信号的所述多个非线性噪声功率比，在dB单位下或线性单位下外推出所述待测频点处的真实非线性噪声功率比。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
对于双偏振信号，所述装置在两个偏振态分别生成带陷信号，并分别计算出两个偏振态在所述待测频点处的真实非线性噪声功率比。
9.一种非线性系统的性能估计装置，其特征在于，所述装置包括：
权利要求1所述的光链路中非线性损伤的测量装置，得到各个待测频点处的真实非线性噪声功率比；
建模单元，其根据各个待测频点处的真实非线性噪声功率比建立等效加性噪声模型；以及
估计单元，其根据等效加性噪声模型估计非线性系统的性能。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1所述的装置。
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