WO2015106494A1

WO2015106494A1 - 一种色度色散测量方法、装置及数字相干接收机

Info

Publication number: WO2015106494A1
Application number: PCT/CN2014/074567
Authority: WO
Inventors: 姚扬中; 李运鹏; 蔡轶; 周伟勤; 贾振生
Original assignee: 深圳市中兴微电子技术有限公司
Priority date: 2014-01-15
Filing date: 2014-04-01
Publication date: 2015-07-23
Also published as: EP3096469B1; EP3096469A1; US20160329960A1; US9929801B2; CN104780131A; EP3096469A4; KR20160103979A; CN104780131B; JP6310091B2; JP2017503443A

Abstract

一种色度色散测量方法、色度色散测量装置及数字相干接收机。其中，色度色散测量方法包括：对获取的频域数据进行色度色散序列处理，得到所述频域数据的色度色散序列（201）；对得到的各色度色散序列分别进行预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到第一值（202）；根据所述第一值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值（203）。如此，能够精确地确定色度色散值，且处理效率高。

Description

一种色度色散测量方法、装置及数字相干接收机技术领域

本发明涉及光通信技术，尤其涉及一种色度色散测量方法、装置及数字相干接收机。背景技术

随着互联网流量的增加，在干线系统的光通信系统中需要更大的容量。同时，当每波长比特率增加时，由传输路径上的色度色散、偏振模色散以及各种非线性效应的波形失真而导致信息质量的退化会变得很严重。

和非相干技术相比，数字相干接收技术有如下优点：大约 3dB的光信噪比（OSNR )增益；可以方便地釆用电均衡技术来应对信道变化，降低成本等；可以釆用更高效的调制技术以及偏振复用技术来提高传输容量；其中，釆用电均衡技术能够近乎完全地补偿光信号的线性失真，比如：可以补偿色度色散（CD)、偏振模色散（PMD)等。因此数字相干技术被认为是高速光通信系统的关键技术。

图 1为典型的数字相干接收机的信号处理框图。如图 1所示，数字相干接收机进行信号处理的过程包括：光信号被偏振分光器（PBS) 101分成相互正交的两个偏振光信号； PBS 101输出的偏振光信号通过 90°光混频器 102 与本振光信号进行混频；混频后的光信号通过平衡光电检测器（PD ) 103 转换为基带电信号；光电转换后的电信号通过模数转换器（ADC， Analog-to-Digital Converter ) 104转换为数字信号，之后可以通用数字信号处理技术对经 ADC转换后的数字信号进行处理。

其中，釆用通用数字信号处理技术对经 ADC转换后的数字信号进行处理，依次包括：歪斜补偿模块 105进行歪斜补偿处理、去直流 /IQ不平衡补偿模块 106进行去直流 /IQ不平衡补偿处理、色散色度补偿模块 107进行色散色度补偿处理、时钟恢复模块 108进行时钟恢复处理、自适应均衡模块 109进行自适应均衡处理、载波同步模块 110进行载波同步处理、判决检测模块 111进行判决检测处理。

其中，由于色散色度的值一般较大，因此色度色散和偏振模色散的补偿一般分两部分完成，首先，补偿色度色散，这里的均衡器通常不能使用标准的自适应算法进行系数更新，如补偿 40000ps/nm色度色散，滤波器抽头数要达到大几百甚至上千，通常利用快速傅立叶变换技术进行频域快速卷积；并由色度色散估计模块为色散色度补偿模块 107提供要补偿的色度色散值；

接着，残余的色度色散和偏振模色散的补偿由自适应均衡模块 109 实现，具体地，通过有限长脉冲响应（FIR， Finite Impulse Response )蝶形均衡器来实现， FIR蝶形滤波器釆用自适应算法对系数进行更新，以跟踪补偿随时间动态变化的偏振模色散。 FIR蝶形均衡器的功能是实现偏振解复用。 FIR蝶形均衡器具有均衡、匹配滤波和釆样位置调整的作用。当釆样位置变化范围过大，或者，存在的釆样频偏使得釆样相位变化范围超过 FIR蝶形自适应均衡器调整范围时，会引起 FIR蝶形均衡器无法正常工作。因此，需要在 FIR蝶形均衡器之前放一个时钟恢复模块 108。

其中，时钟恢复模块 108估计输入符号的釆样时间误差，并对符号的釆样时间进行插值调整，或者通过压控振荡器（VCO， Voltage-Controlled Oscillator )调整 ADC釆样频率，以保证提供稳定的符号釆样相位。在对符号的釆样时间进行插值调整，或者通过 VCO调整 ADC釆样频率时，要求时钟恢复模块 108 的鉴相器能够容忍一定的信号失真，而传统的鉴相器通常仅能容忍很小的色度色散值。因此，就要求色散色度补偿模块 107 能够精确地进行色度色散补偿；而要求色散色度补偿模块 107 能够精确地进行色度色散补偿，就需要色度色散估计模块提供精确的要补偿的色度色散值，换句话说，需要高精度地测量要补偿的色度色散值。

目前，还未有高精度地测量要补偿的色度色散值的技术方案。发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种色度色散测量方法、装置及数字相干接收机。

本发明实施例提供了一种色度色散测量方法，包括：

对获取的频域数据进行色度色散序列处理，得到所述频域数据的色度色散序列；

对得到的各色度色散序列分别进行预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到第一值；

根据所述第一值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值。

上述方案中，所述进行色度色散序列处理，为：

将所述频域数据中的元素与其相距第一距离的另一元素的复共轭相乘；其中，所述第一距离为系统符号速率。

上述方案中，所述对得到的各频域数据的色度色散序列分别进行预设间隔的相关运算处理，为：素的复共轭相乘，并将得到的各乘积求和，得到各相关值。

上述方案中，所述根据所述第一值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值，包括：

计算第一值的幅角，得到第二值；

将第二值除以所述预设间隔，得到第三值；

将所述频域数据对应的光信号的波长的平方、所述频域数据单位频点间隔的频率值以及系统符号速率相乘，得到第四值；

将光速除以第四值，得到第五值；

将第三值与第五值相乘，得到色度色散值。

上述方案中，所述预设间隔的个数为两个以上时，两个以上的预设间隔的取值不同；相应地，得到两个以上所述第一值；

在得到第三值时，所述方法还包括：将两个以上的所述预设间隔及对应的两个以上第二值进行解卷绕处理，得到第三值。

上述方案中，所述根据第一值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值之前，所述方法还包括：

对所述第一值进行滤波处理，得到第六值；

相应地，根据第六值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值。

上述方案中，所述根据第六值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值，包括：

计算第六值的幅角，得到第二值；

将第二值除以所述预设间隔，得到第三值；

将光速除以第四值，得到第五值；

将第三值与第五值相乘，得到色度色散值。

上述方案中，所述预设间隔的个数为两个以上时，两个以上的预设间隔的取值不同；相应地，得到两个以上所述第一值、两个以上所述第六值及两个以上所述第二值；

在得到第三值时，所述方法还包括：将两个以上的所述预设间隔及对应的两个以上第二值进行解卷绕处理，得到第三值。上述方案中，所述对获取的频域数据进行色度色散序列处理之前，所述方法还包括：

对所述频域数据进行偏振旋转，生成多个具有不同偏振方向的所述频域数据；

相应地，对生成的多个具有不同偏振方向的所述频域数据进行色度色散序列处理。

上述方案中，所述对所述频域数据进行偏振旋转之前，所述方法还包括：

获取所述频域数据。

本发明实施例还提供了一种色度色散测量装置，包括：色度色散序列处理单元、相关运算处理单元及确定单元；其中，

所述色度色散序列处理单元，配置为对获取的频域数据进行色度色散序列处理，得到所述频域数据的色度色散序列；并将得到的各色度色散序列发送给所述相关运算处理单元；

所述相关运算处理单元，配置为收到所述色度色散序列处理单元发送的得到的各色度色散序列后，对得到的各色度色散序列分别进行预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到第一值，并将第一值发送给所述确定单元；

所述确定单元，配置为收到所述相关运算处理单元发送的根据第一值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值。

上述方案中，所述装置还包括：滤波单元，配置为对所述第一值进行滤波处理，得到第六值，并将第六值发送给所述确定单元；相应地，所述确定单元，配置为根据第六值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值。

上述方案中，当所述预设间隔的个数为两个以上时，所述相关运算处理单元包含两个以上相关运算处理子单元，每个相关运算处理子单元，配置为进行两个以上所述预设间隔中的一个预设间隔的相关运算处理。

上述方案中，所述滤波单元包含两个以上滤波子单元；

每个相关运算处理子单元将进行相关运算处理后的数据发送给对应的滤波子单元；每个滤波子单元对收到的数据进行滤波处理。

上述方案中，所述装置还包括：偏振旋转单元，配置为对获取的频域数据进行偏振旋转，生成多个具有不同偏振方向的频域数据；并将生成的多个具有不同偏振方向的频域数据发送给所述色度色散序列处理单元；相应地，所述色度色散序列处理单元，配置为收到所述偏振旋转单元发送的多个具有不同偏振方向的频域数据后，对生成的多个具有不同偏振方向的频域数据进行色度色散序列处理。

上述方案中，所述装置还包括：

频域数据获取单元，配置为获取频域数据，并将获取的频域数据发送给所述偏振旋转单元；

相应地，所述偏振旋转单元，配置为收到频域数据获取单元发送的频域数据后，对获取的频域数据进行偏振旋转，生成多个具有不同偏振方向的频域数据。

本发明实施例又提供了一种数字相干接收机，所述数字相干接收机包括上述的色度色散测量装置。

本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质包括一组指令，当执行所述指令时，引起至少一个处理器执行上述的色度色散测量方法。

本发明实施例提供的色度色散测量方法、装置及数字相干接收机，对获取的频域数据进行色度色散序列处理，得到所述频域数据的色度色散序列；对得到的各色度色散序列分别进行预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到第一值；根据所述第一值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值，如此，能够精确地确定色度色散值，且处理效率高。附图说明

在附图（其不一定是按比例绘制的）中，相似的附图标记可在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记可表示相似部件的不同示例。附图以示例而非限制的方式大体示出了本文中所讨论的各个实施例。

图 1为典型的数字相干接收机的信号处理框图；

图 2为本发明实施例一色度色散测量方法流程示意图；

图 3为本发明实施例二色度色散测量方法流程示意图；

图 4为本发明实施例三色度色散测量方装置结构示意图；

图 5为本发明实施例四色度色散测量方装置结构示意图；

图 6为本发明实施例五数字相干接收机的信号处理框图；

图 7为本发明实施例五色度色散测量方装置的信号处理框图。具体实施方式

在本发明的各种实施例中：对获取的频域数据进行色度色散序列处理，得到所述频域数据的色度色散序列；对得到的各色度色散序列分别进行预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到第一值；根据所述第一值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值。

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细的描述。

实施例一

本实施例色度色散测量方法，如图 2所示，包括以下步骤：步骤 201 : 对获取的频域数据进行色度色散序列处理，得到所述频域数据的色度色散序列；

这里，所述进行色度色散序列处理，具体为：

所述频域数据包括：第一子频域数据及第二子频域数据；其中，所述第一子频域数据是指：按照第一光偏振的频域数据；所述第二子频域数据是指：按照第二光偏振的频域数据。相应地，得到的所述色度色散序列为两个色度色散序列，分别对应第一子频域数据及第二子频域数据。

步骤 202: 对得到的各色度色散序列分别进行预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到第一值；

这里，所述对得到的各频域数据的色度色散序列分别进行预设间隔的相关运算处理，具体为：素的复共轭相乘，并将得到的各乘积求和，得到各相关值。

其中，所述预设间隔为正整数，比如： 1、 2、 3等等。

依据需要设置所述预设间隔；所述预设间隔的个数可以为一个以上。具体地，当所述预设间隔的个数为一个时，可以依据所应用的网络环境的相关参数和指标来设置所述预设间隔；当所述预设间隔的个数为两个以上时，可以依据所应用的网络环境的相关参数和指标，并结合色度色散的相关理论来设置各所述预设间隔。

步骤 203: 根据所述第一值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值。

这里，所述根据所述第一值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值，具体包括：计算第一值的幅角，得到第二值；

将第二值除以所述预设间隔，得到第三值；

将光速除以第四值，得到第五值；

将第三值与第五值相乘，得到色度色散值。

其中，将所述根据第一值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，得到色度色散值的具体处理过程釆用公式表达，则有：

其中， CD表示色度色散值，其单位为纳米 /纳秒（nm/ns) ; ^表示

2π 第一值的幅角，其单位为转（turn ); Δ表示预设间隔，无单位； c表示光速，其单位为米 /秒（m/s) ; A表示所述频域数据对应的光信号的波长，其单位为纳米（ nm ); ^表示所述频域数据单位频点间隔的频率值，其单位为 GHz;

nfft

表示系统符号速率，其单位为 Gbaud; 这里，所述频域数据对应的光信号的波长及系统符号速率为设定的值，将釆样率（ )除以 FFT点数（ φ )，得到所述频域数据单位频点间隔的频率值。

其中，当只釆用一个取值较小的所述预设间隔时，比如：所述预设间隔为 1或 2等，此时，认为确定的精度较低，确定出的色度色散值的范围较大，不利于后续的时钟恢复处理；当只釆用一个取值较大的所述预设间隔时，比如：所述预设间隔为 16或 32等，此时，认为确定的精度较高，但确定出的色度色散值的范围较小，同样不利于后续的时钟恢复处理；因此，可以釆用所述预设间隔的个数为两个以上、且较大取值与较小取值相结合的处理方式。当所述预设间隔的个数为两个以上时，两个以上的预设间隔的取值不同；相应地，得到的所述第一值的个数为两个以上，所述第二值的个数也为两个以上；举个例子来说，假设有第一预设间隔及第二预设间隔两个预设间隔，第一预设间隔与第二预设间隔的取值不同，则有对得到的各色度色散序列分别进行第一预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到一个第一值，计算这个第一值的幅角，得到一个第二值；对得到的各色度色散序列分别进行第二预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到另一个第一值，计算所述另一个第一值，得到另一个第二值，即：得到对应的两个第一值，相应地，得到对应的两个第二值。

这种情况下，在得到第三值时，该方法还可以包括：将两个以上的所述预设间隔及对应的两个以上第二值进行解卷绕处理，得到第三值。其中，当有两个以上的所述预设间隔时，可能会产生整数倍相位模糊，因此，需要进行解卷绕处理。

实际应用时，所述将两个以上的所述预设间隔及对应的两个以上第二值进行解卷绕处理，得到第三值的具体实现可以有多种，为本领域技术人员惯用技术手段。

下面给出一个将两个以上的所述预设间隔及对应的两个以上第二值进行解卷绕处理，得到第三值实际应用实例。

具体地，假设有 N ( N > 1 )个以上所述预设间隔，且^ < ^ < ... <八^，各预设间隔对应的第一值分别为 F₁ F₂... Fw，则计算各第一值的幅角，得

当 Δ,时，幅角为 Φ

当 Δ时，幅角为 Φ ，以此类推，

2π 2π

对(1)₂, (1)₃,...., (^进行解卷绕处理，包括: φ', = φ

2, ..., Ν

Φ' = Φ

其中， ro ί表示四舍五入取整；

相应地，将解卷绕处理后得到的第三值代入公式（1 )，则有：

nffi

所述根据第一值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值之前，该方法还可以包括：

对所述第一值进行滤波处理，得到第六值；所述第六值为复数。

相应地，根据第六值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值；

具体地，计算第六值的幅角，得到第二值；

将第二值除以所述预设间隔，得到第三值；

将光速除以第四值，得到第五值；

将第三值与第五值相乘，得到色度色散值。

其中，将所述根据第六值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，得到色度色散值的具体处理过程釆用公式表达，则有：

nffi 其中， CD表示色度色散值，其单位为纳秒 /纳米（ns/nm ); ^表示

2π 第六值的幅角，其单位为转（turn) ; Δ表示预设间隔，无单位； c表示光速，其单位为米 /秒（m/s) ; A表示所述频域数据对应的光信号的波长，其单位为纳米（ nm)； ^表示所述频域数据单位频点间隔的频率值，其单位为 GHz; nfft

这里，当所述预设间隔的个数为两个以上，两个以上的预设间隔的取值不同，且根据第一值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值之前，对所述第一值进行了滤波处理时，则得到的所述第一值的个数为两个以上，所述第六值的个数也为两个以上，所述第二值的个数也为两个以上；举个例子来说，假设有第一预设间隔及第二预设间隔两个预设间隔，第一预设间隔与第二预设间隔的取值不同，则对得到的各色度色散序列分别进行第一预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到一个第一值，对得到的这个第一值进行滤波处理，得到一个第六值，计算这个第六值的幅角，得到一个第二值；对得到的各色度色散序列分别进行第二预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到另一个第一值，对得到的所述另一个第一值进行滤波处理，得到另一个第六值，计算所述另一个第六值的幅角，得到另一个第二值，即：得到对应的两个第一值，相应地，得到对应的两个第六值，得到对应的两个第二值。

实际应用时，所述将两个以上的所述预设间隔及对应的两个以上第二值进行解卷绕处理，得到第三值的具体实现可以有多种，为本领域技术人员惯用技术手段。本发明实施例提供的色度色散测量方法，是基于色度色散信道的相关特征提出的，能够精确地确定色度色散值，且处理效率高。

并且，传统的色度色散测量方法有利用传输质量信息（如差错率、 Q 因数等）来进行可变色度色散补偿器的反馈控制的方法。该方法的基本思想是：以一定步长的色度色散间隔，改变色度色散补偿滤波器的色散补偿量，直到数字相干接收机系统收敛。但是，釆用该方法时，由于数字相干接收机系统启动时，搜索过程是緩慢的，因此确定出的色度色散值的精度低。另外，光纤链路受环境温度变化的影响，链路的色度色散值也会发生緩慢变化，因此，该方法很难判断数字相干接收机系统运行中色度色散值的緩慢变化。

而实施例提供的色度色散测量方法，釆用直接计算的方式，无需搜索，因此数字相干接收机系统启动时，可以快速估算到链路的色度色散值；同时，数字相干接收机系统运行中，也可以继续估算链路色度色散值，跟踪其变化，为色度色散补偿模块提供精确的补偿色散，从而减小时钟恢复模块处理的复杂性等。

另外，釆用所述预设间隔的个数为两个以上的处理方式，如此，能更加准确地确定出色度色散值的范围。

除此以外，对所述第一值进行滤波处理，得到第六值；相应地，根据第六值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值，如此，能更加准确地确定出色度色散值的范围。

实施例二

本实施例色度色散测量方法，如图 3所示，包括以下步骤：

步骤 200: 对获取的频域数据进行偏振旋转，生成多个具有不同偏振方向的频域数据；

这里，本步骤的具体实现可釆用现有技术。生成的具有不同偏振方向的频域数据的具体个数可以根据需要来确定。

在执行本步骤之前，该方法还可以包括：

获取频域数据；

具体地，实际应用时，可以将收到的时域数据转换为频域数据；或者，可以直接获取频域数据。这里，将收到的时域数据转换为频域数据为本领域技术人员惯用技术手段，不再赘述。

步骤 201 : 对获取的频域数据进行色度色散序列处理，得到所述频域数据的色度色散序列；

这里，对获取的频域数据进行色度色散序列处理，是指：对生成的多个具有不同偏振方向的频域数据进行色度色散序列处理。

所述进行色度色散序列处理，具体为：

其中，所述预设间隔为正整数，比如： 1、 2、 3等等。依据需要设置所述预设间隔；所述预设间隔的个数可以为一个以上。具体地，当所述预设间隔的个数为一个时，可以依据所应用的网络环境的相关参数和指标来设置所述预设间隔；当所述预设间隔的个数为两个以上时，可以依据所应用的网络环境的相关参数和指标，并结合色度色散的相关理论来设置各所述预设间隔。

步骤 203: 根据第一值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值。

这里，所述根据第一值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值，具体包括：

计算第一值的幅角，得到第二值；

将第二值除以所述预设间隔，得到第三值；

将光速除以第四值，得到第五值；

将第三值与第五值相乘，得到色度色散值。

其中， CD表示色度色散值，其单位为纳秒 /纳米（ns/nm) ; ^表示

2π 第一值的幅角，其单位为转（turn) ; Δ表示预设间隔，无单位； c表示光速，其单位为米 /秒（m/s) ; A表示所述频域数据对应的光信号的波长，其单位为纳米（nm) ; ^表示所述频域数据单位频点间隔的频率值，其单位为 GHz;

nfft

其中，当只釆用一个取值较小的所述预设间隔时，比如：所述预设间隔为 1或 2等，此时，认为确定的精度较低，确定出的色度色散值的范围较大，不利于后续的时钟恢复处理；当只釆用一个取值较大的所述预设间隔时，比如：所述预设间隔为 16或 32等，此时，认为确定的精度较高，但确定出的色度色散值的范围较小，同样不利于后续的时钟恢复处理；因此，可以釆用所述预设间隔的个数为两个以上、且较大取值与较小取值相结合的处理方式。

当所述预设间隔的个数为两个以上时，两个以上的预设间隔的取值不同；相应地，得到的所述第一值的个数为两个以上，所述第二值的个数也为两个以上；举个例子来说，假设有第一预设间隔及第二预设间隔两个预设间隔，第一预设间隔与第二预设间隔的取值不同，则有对得到的各色度色散序列分别进行第一预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到一个第一值，计算这个第一值的幅角，得到一个第二值；对得到的各色度色散序列分别进行第二预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到另一个第一值，计算所述另一个第一值，得到另一个第二值，即：得到对应的两个第一值，相应地，得到对应的两个第二值。

实际应用时，所述将两个以上的所述预设间隔及对应的两个以上第二值进行解卷绕处理，得到第三值的具体实现可以有多种，为本领域技术人员惯用技术手段。下面给出一个将两个以上的所述预设间隔及对应的两个以上第二值进行解卷绕处理，得到第三值实际应用实例。

具体地，假设有 N (N> 1 )个以上所述预设间隔，且 A <Δ₂ 各预设间隔对应的第一值分别为 F₁ F₂...Fw，则计算各第一值的幅角，得到：

当时，幅角为，以此类推，

当时，幅角为 Φ =^

^{Ν Ν} 2π

对(1>₂,(1)₃,....,(^进行解卷绕处理，包括：

， « = 2,...,N;

Φ'„ = Φ„

其中， ro ί表示四舍五入取整；

相应地，将解卷绕处理后得到的第三值代入公式（1)，则有：

nffi

具体地，计算第六值的幅角，得到第二值；

将第二值除以所述预设间隔，得到第三值；

将光速除以第四值，得到第五值；将第三值与第五值相乘，得到色度色散值。

其中， CD表示色度色散值，其单位为纳秒 /纳米（ns/nm) ; 第六值的幅角，其单位为转（turn) ; Δ表示预设间隔，无单位； c表示光速，其单位为米 /秒（m/s) ; A表示所述频域数据对应的光信号的波长，其单位为纳米（nm) ; ^表示所述频域数据单位频点间隔的频率值，其单位为 GHz; 表示系统符号速率，其单位为 Gbaud; 这里，所述频域数据对应的光信号的波长及系统符号速率为设定的值，将釆样率（ )除以 FFT点数（ φ )，得到所述频域数据单位频点间隔的频率值。

这里，当所述预设间隔的个数为两个以上，两个以上的预设间隔的取值不同，且根据第一值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值之前，对所述第一值进行了滤波处理时，则得到的所述第一值的个数为两个以上，所述第六值的个数也为两个以上，所述第二值的个数也为两个以上；举个例子来说，假设有第一预设间隔及第二预设间隔两个预设间隔，第一预设间隔与第二预设间隔的取值不同，则对得到的各色度色散序列分别进行第一预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到一个第一值，对得到的这个第一值进行滤波处理，得到一个第六值，计算这个第六值的幅角，得到一个第二值；对得到的各色度色散序列分别进行第二预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到另一个第一值，对所述另一个第一值进行滤波处理，得到另一个第六值，计算所述另一个第六值的幅角，得到另一个第二值，即：得到对应的两个第一值，相应地，得到对应的两个第六值，得到对应的两个第二值。

本发明实施例提供的色度色散测量方法，是基于色度色散信道的相关特征提出的，能够精确地确定色度色散值，且处理效率高。

实施例三

为实现实施例一的方法，本实施例提供了一种色度色散测量装置，如图 4所示，该装置包括：色度色散序列处理单元 41、相关运算处理单元 42 及确定单元 43; 其中，

色度色散序列处理单元 41，配置为对获取的频域数据进行色度色散序列处理，得到所述频域数据的色度色散序列；并将得到的各色度色散序列发送给相关运算处理单元 42;

相关运算处理单元 42，配置为收到色度色散序列处理单元 41发送的得到的各色度色散序列后，对得到的各色度色散序列分别进行预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到第一值，并将第一值发送给确定单元 43 ;

确定单元 43，配置为收到相关运算处理单元 42发送的根据第一值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值。其中，

所述进行色度色散序列处理，具体为：

所述频域数据包括：第一子频域数据及第二子频域数据；其中，所述第一子频域数据是指：按照第一光偏振的频域数据；所述第二子频域数据是指：按照第二光偏振的频域数据。相应地，得到的所述色度色散序列为两个色度色散序列，分别对应第一子频域数据及第二子频域数据。所述对得到的各频域数据的色度色散序列分别进行预设间隔的相关运算处理，具体为：素的复共轭相乘，并将得到的各乘积求和，得到各相关值。

其中，所述预设间隔为正整数，比如： 1、 2、 3等等。

所述确定单元 43，具体配置为：

计算第一值的幅角，得到第二值；

将第二值除以所述预设间隔，得到第三值；

将光速除以第四值，得到第五值；

将第三值与第五值相乘，得到色度色散值。

其中， CD表示色度色散值，其单位为纳秒 /纳米（ns/nm) ; ^表示第

2π 一值的幅角，其单位为转（turn) ; Δ表示预设间隔，无单位； c表示光速，其单位为米 /秒（m/s) ; A表示所述频域数据对应的光信号的波长，其单位为纳米（nm) ; ^表示所述频域数据单位频点间隔的频率值，其单位为 GHz; nfft

当所述预设间隔的个数为两个以上时，两个以上的预设间隔的取值不同；相应地，得到的所述第一值的个数为两个以上，所述第二值的个数也为两个以上，即：相关运算处理单元 42包含两个以上相关运算处理子单元；举个例子来说，假设有第一预设间隔及第二预设间隔两个预设间隔，第一预设间隔与第二预设间隔的取值不同，相关运算处理单元 42包含第一相关运算处理子单元及第二相关运算处理子单元，则由第一相关运算处理子单元对得到的各色度色散序列分别进行第一预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到一个第一值，再由确定单元 43计算这个第一值的幅角，得到一个第二值；并由第二相关运算处理子单元对得到的各色度色散序列分别进行第二预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到另一个第一值，再由确定单元 43计算所述另一个第一值，得到另一个第二值，即：得到对应的两个第一值，相应地，得到对应的两个第二值。

这种情况下，在得到第三值时，所述确定单元 43还配置为将两个以上的所述预设间隔及对应的两个以上第二值进行解卷绕处理，得到第三值。其中，当有两个以上的所述预设间隔时，可能会产生整数倍相位模糊，因此，需要进行解卷绕处理。

具体地， 4叚设有 N个以上所述预设间隔，且^<^<...<八^，各预设间隔对应的第一值分别为 F₂...Fw，则计算各第一值的幅角，得到：

当时，幅角为，以此类推，

当时，幅角为 Φ =^

^{Ν Ν} 2π

对(1>₂,(1)₃,....,(^进行解卷绕处理，包括：

Φ',. = Φ,.

其中， ro ί表示四舍五入取整；

nffi

该装置还可以包括：滤波单元 44，配置为对所述第一值进行滤波处理，得到第六值，并将第六值发送给确定单元 43; 所述第六值为复数。

相应地，所述确定单元 43，配置为根据第六值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值；

其中，所述确定单元 43，具体配置为：计算第六值的幅角，得到第二值；

将第二值除以所述预设间隔，得到第三值；

将光速除以第四值，得到第五值；

将第三值与第五值相乘，得到色度色散值。

2π 第六值的幅角，其单位为转（turn ); Δ表示预设间隔，无单位； c表示光速，其单位为米 /秒（m/s) ; A表示所述频域数据对应的光信号的波长，其单位为纳米（nm) ; ^表示所述频域数据单位频点间隔的频率值，其单位为 GHz;

nfft

这里，当所述预设间隔的个数为两个以上，两个以上的预设间隔的取值不同，且根据第一值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值之前，对所述第一值进行了滤波处理时，则得到的所述第一值的个数为两个以上，所述第六值的个数也为两个以上，所述第二值的个数也为两个以上，即：相关运算处理单元 42包含两个以上相关运算处理子单元，相应地，滤波单元 44包含对应的两个以上滤波子单元；举个例子来说，假设有第一预设间隔及第二预设间隔两个预设间隔，第一预设间隔与第二预设间隔的取值不同，相关运算处理单元 42包含第一相关运算处理子单元及第二相关运算处理子单元，滤波单元 44包含第一滤波子单元及第二滤波子单元，则由第一相关运算处理子单元对得到的各色度色散序列分别进行第一预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到一个第一值；接着由第一滤波子单元对这个第一值进行滤波处理，得到一个第六值；再由确定单元 43计算这个第六值的幅角，得到一个第二值；并由第二相关运算处理子单元对得到的各色度色散序列分别进行第二预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到另一个第一值；接着由第二滤波子单元对所述另一个第一值进行滤波处理，得到另一个第六值；再由确定单元 43计算所述另一个第六值的幅角，得到另一个第二值，即：得到对应的两个第一值，相应地，得到对应的两个第六值，得到对应的两个第二值。

本发明实施例提供的色度色散测量装置，是基于色度色散信道的相关特征提出的，能够精确地确定色度色散值，且处理效率高。

实施例四

本实施例提供的色度色散测量装置，如图 5 所示，除了实施例三中的单元外，该装置还可以包括：偏振旋转单元 45，配置为对获取的频域数据进行偏振旋转，生成多个具有不同偏振方向的频域数据；并将生成的多个相应地，色度色散序列处理单元 41，配置为收到偏振旋转单元 45发送的多个具有不同偏振方向的频域数据后，对生成的多个具有不同偏振方向的频域数据进行色度色散序列处理。

该装置还可以包括：频域数据获取单元 46，配置为获取频域数据，并将获取的频域数据发送给偏振旋转单元 45;

相应地，偏振旋转单元 45，配置为收到频域数据获取单元 46发送的频域数据后，对获取的频域数据进行偏振旋转，生成多个具有不同偏振方向的频域数据。

其中，实际应用时，频域数据获取单元 46可以将收到的时域数据转换为频域数据；或者，可以从相应的位置直接获取频域数据。这里，将收到的时域数据转换为频域数据为本领域技术人员惯用技术手段，不再赘述。

结合实施例三及实施例四，实际应用时，色度色散序列处理单元、相关运算处理单元、确定单元以及频域数据获取单元可由色度色散测量装置中的中央处理器（CPU， Central Processing Unit ), 数字信号处理器（DSP， Digital Signal Processor )或可编程逻辑阵列（ FPGA， Field - Programmable Gate Array ) 实现；滤波单元可由色度色散测量装置中的滤波器实现，具体地，可以是低通滤波器；偏振旋转单元可由色度色散测量装置中的偏振旋转滤波器组实现。

实施例五图 6 为本发明实施例提供的数字相干接收机的信号处理框图，如图 6 所示，本实施例提供的色度色散测量装置位于色散色度补偿模块 607 中，可由色散色度补偿模块 607的 FFT子模块直接为色度色散测量装置提供频域数据。

本实施例中： FFT点数为 4096，色散色度补偿模块 607输入的时域数据为 2倍过釆样率，因此，系统符号速率为 4096/2=2048; 频域数据对应的光信号的波长为 1550ns，釆样率为 4096。

图 7为本实施例色度色散测量装置的信号处理框图，如图 7所示，该装置包括：频域数据获取单元 71、偏转旋转滤波器组 72、色度色散序列处理单元 73、第一相关运算处理子单元 74、第二相关运算处理子单元 75、第一滤波子单元 76、第二滤波子单元 77、以及确定单元 78; 对应的信号处理过程包括以下步骤：

步骤 A:频域数据获取单元 71从色散色度补偿模块的 FFT子模块直接获取频域数据，并将获取的频域数据发送给偏转旋转滤波器组 72;

这里，获取的频域数据第一子频域数据及第二子频域数据 ; 其中，所述第一子频域数据是指：按照第一光偏振的频域数据；所述第二子频域数据是指：按照第二光偏振的频域数据。

步骤 B: 偏转旋转滤波器组 72将频域数据获取单元 71发送的频域数据，进行偏振旋转，生成三个具有不同偏振方向的频域数据，并将生成的三个具有不同偏振方向的频域数据发送给色度色散序列处理单元 73；

这里，生成的三个具有不同偏振方向的频域数据可以表示为：

X₂[k] = X[k] + Pi- Y[k] .

X₃[k] = X[k] + Y[k] '

Λ = 0, ..., 4095 步骤 C: 色度色散序列处理单元 73对生成的三个具有不同偏振方向的频域数据进行色度色散序列处理，并将得到的三个色度色散序列分别发送给第一相关运算处理子单元 74及第二相关运算处理子单元 75 ;

这里，所述进行色度色散序列处理，具体为：

得到的三个色度色散序列 ( R ^ R₃ )可以表示为：

C_n[k] = X_n [k] * conj(X_n [k + 2048]), k = Q, ..., 2047, " = 1,2,3 ;

步骤 D: 第一相关运算处理子单元 74将得到的三个色度色散序列进行第一预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到一个第一值，并将得到的这个第一值发送给第一滤波子单元 76;

这里，所述进行第一预设间隔的相关运算处理，具体为：

分别将三个色度色散序列中的元素与其相距第一预设间隔的另一元素的复共轭相乘，并将得到的各乘积求和，得到各相关值。

假设第一预设间隔为，则这个第一值可以表示为： (C„[ AJ))；

1

步骤 E: 第一滤波子单元 76对得到的 Fi i行滤波处理，得到一个第六值，并将得到的这个第六值发送给确定单元 78;

这里，第一滤波子单元 76为低通滤波器。

这个第六值用公式表达，可以表示为：

0_{1 =}∑^ [/]；

1

其中，表示取得的 F 次数；这里，根据需要，确定的具体取值。为复数。

步骤 F: 第一相关运算处理子单元 75将得到的三个色度色散序列进行第二预设间隔的相关运算处理，并将得到的各相关值求和，得到另一个第一值，并将得到的另一个第一值发送给第二滤波子单元 77;

这里，所述进行第一预设间隔的相关运算处理，具体为：

假设第二预设间隔为 Δ₂，则另一个第一值可以表示为：

F₂ =∑ ⁰∑ {C_n[k]*conj(C_n[k + A₂]))-,

二 1

步骤 G: 第二滤波子单元 77对得到的 F₂进行滤波处理，得到一个第六值，并将得到的另一个第六值发送给确定单元 78;

这里，第二滤波子单元 77为低通滤波器。

另一个第六值用公式表达，可以表示为：

其中，表示取得的 F₂的次数；这里，根据需要，确定的具体取值。 G₂为复数。

这里，步骤 D~E和步骤 F~G执行上没有先后顺序。

步骤 H: 确定单元收到两个第六值后，分别计算两个第六值的幅角，并将两个预设间隔及两个第二值进行解卷绕处理；

这里，本步骤的具体实现包括：

步骤 HI: 分别计算两个第六值的幅角，则有：

φ );

¹ 2π φ );

² 2π e卜 0.5,0.5), Φ₂ £卜0.5,0.5)。

步骤 Η2: 由和 Φ₂进行解卷绕处理；具体地，假设 Δ_{1 =} 2， Δ₂ = 32 , 则有 ^Δ ^ = 16 ; 计算

φ' ,

Φ

其中， rowwi表示四舍五入取整； Φ'₂为解卷绕后的值。

步骤 Η3 : 确定色度色散值。

具体地，根据公式： 0) = ，计算色度色散值。

nffi

其中，当频域数据对应的波长、 FFT 点数系统符号速率及釆样率确定后， —— -——的值为一个常数，因此， —— -——可以称为色散色度比例

Λ² X -^¹- X f, λ² χ - X f_r,

nffi nffi 关系系数；在本实施例中，的值为 249567 ps/nm; 其中， c的取 λ² X― X f_d

nffi

值为 299792458m/s。本发明实施例釆用了两个预设间隔进行相关运算处理，因此，能达到较高的色散估计精度。

基于上述色度色散测量装置，本发明实施例还提供了一种数字相干接收机，包括图 4、或图 5所示的色度色散测量装置的基本结构及其各种变形和等同替换，不做赘述。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可釆用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可釆用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质 (包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等 )上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和 /或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和 /或方框图中的每一流程和 /或方框、以及流程图和 /或方框图中的流程和 /或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得在流程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

权利要求书

1、一种色度色散测量方法，所述方法包括：

2、根据权利要求 1所述的方法，其中，所述进行色度色散序列处理，为：

3、根据权利要求 1所述的方法，其中，所述对得到的各频域数据的色度色散序列分别进行预设间隔的相关运算处理，为：素的复共轭相乘，并将得到的各乘积求和，得到各相关值。

4、根据权利要求 1至 3任一项所述的方法，其中，所述根据所述第一值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值，包括：

计算第一值的幅角，得到第二值；

将第二值除以所述预设间隔，得到第三值；

将光速除以第四值，得到第五值；

将第三值与第五值相乘，得到色度色散值。

5、根据权利要求 4所述的方法，其中，所述预设间隔的个数为两个以上时，两个以上的预设间隔的取值不同；相应地，得到两个以上所述第一值；

6、根据权利要求 1至 3任一项所述的方法，其中，所述根据第一值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值之前，所述方法还包括：

对所述第一值进行滤波处理，得到第六值；

7、根据权利要求 6所述的方法，其中，所述根据第六值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值，包括：计算第六值的幅角，得到第二值；

将第二值除以所述预设间隔，得到第三值；

将光速除以第四值，得到第五值；

将第三值与第五值相乘，得到色度色散值。

8、根据权利要求 7所述的方法，其中，所述预设间隔的个数为两个以上时，两个以上的预设间隔的取值不同；相应地，得到两个以上所述第一值、两个以上所述第六值及两个以上所述第二值；

9、根据权利要求 1至 3任一项所述的方法，其中，所述对获取的频域数据进行色度色散序列处理之前，所述方法还包括：

10、根据权利要求 9所述的方法，其中，所述对所述频域数据进行偏振旋转之前，所述方法还包括：

获取所述频域数据。

11、一种色度色散测量装置，所述装置包括：色度色散序列处理单元、相关运算处理单元及确定单元；其中，

12、根据权利要求 11所述的装置，其中，所述装置还包括：滤波单元，配置为对所述第一值进行滤波处理，得到第六值，并将第六值发送给所述确定单元；相应地，所述确定单元，配置为根据第六值、所述频域数据的单位频点间隔的频率值及所述预设间隔，确定色度色散值。

13、根据权利要求 11或 12所述的装置，其中，当所述预设间隔的个数为两个以上时，所述相关运算处理单元包含两个以上相关运算处理子单元，每个相关运算处理子单元，配置为进行两个以上所述预设间隔中的一个预设间隔的相关运算处理。

14、根据权利要求 13所述的装置，其中，所述滤波单元包含两个以上滤波子单元；

15、根据权利要求 11或 12所述的装置，其中，所述装置还包括：偏振旋转单元，配置为对获取的频域数据进行偏振旋转，生成多个具有不同偏振方向的频域数据；并将生成的多个具有不同偏振方向的频域数据发送给所述色度色散序列处理单元；

相应地，所述色度色散序列处理单元，配置为收到所述偏振旋转单元发送的多个具有不同偏振方向的频域数据后，对生成的多个具有不同偏振方向的频域数据进行色度色散序列处理。

16、根据权利要求 15所述的装置，其中，所述装置还包括：频域数据获取单元，配置为获取频域数据，并将获取的频域数据发送给所述偏振旋转单元；

17、一种数字相干接收机，其中，所述数字相干接收机包括如权利要求 11至 16任一项所述的色度色散测量装置。

18、一种计算机存储介质，所述计算机存储介质包括一组指令，当执行所述指令时，引起至少一个处理器执行所述如权利要求 1至 10任一项所述的色度色散测量方法。