CN102439875B - 光纤通信***的总光信噪比代价的确定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光纤通信***的总光信噪比代价的确定方法及装置,光纤通信***由至少一个光纤跨段组成,方法包括:根据通过测量得到的光信号通过各个光纤跨段时的入纤光功率获取光纤通信***的基础光信噪比代价;根据各个光纤跨段的实际色散和预先存储的完全补偿色散获取各个光纤跨段的色散偏差;根据色散偏差获取光纤通信***的额外光信噪比代价;根据基础光信噪比代价和额外光信噪比代价获取***的总光信噪比代价。装置包括基础光信噪比代价计算模块、第一计算模块、第二计算模块和第三计算模块。采用本发明提供的光纤通信***光信噪比代价的确定方法及装置,只需要通过获取基础光信噪比代价和额外光信噪比代价就可以获取该光纤通信***总的光信噪比代价。
Description
技术领域
本发明实施例涉及光通信技术,尤其涉及一种光纤通信***的总光信噪比代价的确定方法及装置。
背景技术
目前,在高速传输光纤通信***中,光信号功率的提升使得非线性损伤成为影响光纤通信***性能的主要因素。为了抑制高速传输光纤通信***中的非线性损伤,每个跨段的传输光纤通过配置色散补偿光纤(DCF,Dispersion Compensation Fiber)进行色散管理,称之为色散管理光纤通信***。其中,色散补偿光纤的色散系数与传输光纤的色散系数符号相反。这样,光纤传输链路的每个跨段均包括传输光纤和色散补偿光纤。在色散管理光纤通信***中,非线性损伤和色散之间相互作用,使得光信号在传输过程中的变化非常复杂,为了有效保证光纤通信***设计质量和降低光纤通信***设计成本,就需要对高速传输光纤通信***的光信噪比代价进行准确的评估。
发明内容
本发明实施例提供一种光纤通信***的总光信噪比代价的确定的方法和装置,用以实现对高速传输光纤通信***的总光信噪比代价的准确评估。
本发明实施例提供了一种光纤通信***的总光信噪比代价的确定的方法,所述光纤通信***由至少一个光纤跨段组成,包括:
根据测量得到的光信号通过各个光纤跨段时的入纤光功率获取所述光纤通信***的基础光信噪比代价;
根据所述各个光纤跨段的实际色散和完全补偿色散获取所述各个光纤跨段的色散偏差;
根据所述各个光纤跨段的色散偏差获取所述光纤通信***的额外光信噪比代价;
根据所述基础光信噪比代价和所述额外光信噪比代价获取所述光纤通信***的总光信噪比代价。
本发明实施例还提供一种光纤通信***的总光信噪比代价的确定的装置,所述光纤通信***由至少一个光纤跨段组成,包括:
基础光信噪比代价计算模块,用于根据通过测量得到的光信号通过各个光纤跨段时的入纤光功率获取所述光纤通信***的基础光信噪比代价;
第一计算模块,用于根据所述各个光纤跨段的实际色散和预先存储的完全补偿色散获取所述各个光纤跨段的色散偏差;
第二计算模块,用于根据所述各个光纤跨段的色散偏差获取所述光纤通信***的额外光信噪比代价;
第三计算模块,用于根据所述基础光信噪比代价和所述额外光信噪比代价获取所述光纤通信***的总光信噪比代价。
由上述技术方案可知,本发明实施例的光纤通信***光信噪比代价的确定方法及装置,能够实现对高速传输光纤通信***的光信噪比代价的快速、准确地评估。
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简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A为本发明实施例一的方法的流程图;
图1B为本发明实施例一的非线性相移-基础光信噪比代价的关系曲线图;
图1C为本发明实施例一的参考参数与额外光信噪比代价的关系曲线图;
图2为本发明实施例二的装置的结构示意图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅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做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。
本发明实施例一提供了一种光纤通信***的总光信噪比代价的确定的方法,本实施例所适用的光纤通信***包括至少一个光纤跨段。各个光纤跨段均包括传输光纤和色散补偿光纤,其中,传输光纤和色散补偿光纤串联。本实施例的方法可以由光纤通信***的总光信噪比代价确定装置来执行,如图1A所示,本实施例一的光纤通信***的总光信噪比代价的确定方法包括:
步骤101,根据通过测量得到的光信号通过各个光纤跨段时的入纤光功率,获取光纤通信***的基础光信噪比代价。
具体地,步骤101包括根据公式(1.1)获取光纤通信***的非线性相移
其中,为非线性相移,i为大于0的自然数,λi为第i个光纤跨段的光信号的波长,ni为第i个光纤跨段的传输光纤的非线性系数,Pi为光信号通过第i个光纤跨段的传输光纤时的入纤光功率,Li为第i个光纤跨段的传输光纤的有效长度,Ai为第i个光纤跨段的传输光纤的有效面积,ni'为第i个光纤跨段的色散补偿光纤的非线性系数,P'i为光信号通过第i个光纤跨段的色散补偿光纤的入纤光功率,L'i为第i个光纤跨段的色散补偿光纤的有效长度,A'i为第i个光纤跨段的色散补偿光纤的有效面积。具体地,公式(1.1)中的参数ni,Ai,Li,ni',A'i,L'i可由光纤产品规格直接获取。例如,对于传输光纤G.652,ni=2.6e-20(m2/w),Ai=80e-12(m2),对于色散补偿光纤,ni'=3.0e-20(m2/w),A'i=20e-12(m2),而Li和L'i可从产品标签上获取。另外,λi在实际操作中,所有的光纤跨段的λ都应该是相同的,可以通过测量光信号的波长得到。上述可直接获取的参数可以作为恒定参数预先存储,而测定的参数为Pi和P'i。
根据预设的非线性相移-基础光信噪比代价的关系曲线图获取基础光信噪比代价,该非线性相移-基础光信噪比代价的关系曲线图可如1B所示。图1B中的横坐标代表非线性相移单位为rad,纵坐标代表基础光信噪比代价T,单位为dB。该预设的非线性相移-基础光信噪比代价的关系曲线图为现有技术中已知的关系曲线图,是通过多个非线性相移与基础光信噪比代价的关系点拟合的关系曲线图。光纤通信***光信噪比代价的确定装置可以根据获取的非线性相移,在非线性相移与基础光信噪比代价的关系曲线图中查找相应的基础光信噪比代价。
步骤102,根据各个光纤跨段的实际色散和完全补偿色散获取各个光纤跨段的色散偏差。采用完全补偿色散的光纤通信***的每个光纤跨段的总色散为零,整个光纤通信***的末端色散也为零。例如,整个光纤通信***预先铺设长度为20km色散补偿光纤,光纤通信***中间的光纤跨段采用完全补偿色散,以保证每个光纤跨段的总色散均为零,则整个光纤通信***的末端的色散就为零。但是,在实际操作中,完全补偿色散可以存在一定的误差。即,在采用色散补偿之后,光纤通信***的每个光纤跨段的总色散并不为零,整个光纤通信***的末端色散也不为零,但每个光纤跨段的总色散和整个光纤通信***的末端色散在一定的允许范围内,就可以认定此光纤通信***采用了完全补偿色散。可将该完全补偿色散预先存储在光纤通信***的总光信噪比代价确定装置中。色散偏差为所需计算的光纤通信***的实际所具有的色散与预先存储的完全补偿色散相比所产生的差值。
具体地,步骤102可包括:
采用下述公式计算各个光纤跨段的色散,即第k个光纤跨段的实际色散为Mk=Dk×Lk+D’k×L’k,其中k为大于0的自然数,Dk为传输光纤的色散系数,LK为传输光纤的长度,D’k为色散补偿光纤的色散系数,L’k为色散补偿光纤的长度。实际应用中,对第k个光纤跨段的色散系数和长度,可以由产品的规格得到。色散偏差Nk为根据实际计算得到的色散Mk减去预先存储的的完全补偿色散。例如,完全补偿色散为Fk,则Nk=Mk-Fk。
步骤103,根据各个光纤跨段的色散偏差Nk获取光纤通信***的额外光信噪比代价B。
具体地,步骤103包括根据公式(1.2)获取参考参数Wd:
其中,k为大于0的自然数,Nk为第k个光纤跨段的色散偏差。
然后,再根据Wd获取额外光信噪比代价B。
具体地,根据Wd获取额外光信噪比代价B可根据下述公式(1.3)来获取:
关于公式(1.3),首先是采用现有技术中的计算方法得到多个参考参数Wd与额外光信噪比代价的对应关系,再通过这多个对应关系点利用现有的技术拟合出相应地参考参数Wd与额外光信噪比代价B的关系曲线图,如图1C所示,横坐标为参考参数Wd,单位为dBm·ps/nm,纵坐标为额外光信噪比代价,单位为dB,图1C中圆圈表示计算得到的多个参考参数Wd与额外光信噪比代价B的对应关系,图1C中的抛物线为从这多个圆圈表示的点拟合出来的抛物线。从图1C所示的曲线能够得到公式(1.3),而该公式(1.3)适用于所有的光纤通信***。公式(1.3)表示Wd与额外光信噪比代价B的数学关系,通过公式(1.3)得到的额外光信噪比代价的单位是dB。
步骤104,根据基础光信噪比代价和额外光信噪比代价获取光纤通信***的总光信噪比代价。
其中,光纤通信***的总光信噪比代价为基础光信噪比代价和额外光信噪比代价之和。
根据本实施例一的光纤通信***的总光信噪比代价的确定方法,通过将计算光纤通信***的色散偏差,根据该色散偏差获取光纤通信***的额外光信噪比代价,再将该额外光信噪比代价与基础光信噪比代价相加,就能够得到光纤通信***的总光信噪比代价。由于对光纤通信***的光信噪比总代价测量的方法非常复杂,例如,现有技术中,对于任意光纤通信***,获取光纤通信***的光信噪比总代价方法为:首先,需要获取背靠背光纤通信***某一特定误码率下的光信噪比A,这需要通过持续加噪声使误码率达到特定值,然后在此状态下测量信号功率和噪声功率,计算光信噪比A。然后,在光纤通信***中,以上述同样方法测得光信噪比H,此时光纤通信***的光信噪比总代价为H-A。由于现网中的网络状况千差万别,对于每一种网络配置,其光信噪比总代价的获取都需要重复以上过程,非常耗时。采用本发明中所述方法,只需获取每跨段入纤功率和色散偏差,便可快速计算光纤通信***的代价。由于本实施例的光纤通信***光信噪比代价的确定方法,既可以精确地得知每个光纤通信***光信噪比代价,又不用每次都对光纤通信***光信噪比代价进行测量和计算,这样就使得工作人员能够准确得知光纤通信***的信号质量,方便了对光纤通信***的调试,大大节省了人力物力。
本实施例二提供一种光纤通信***的总光信噪比代价的确定的装置,本实施例所适用的光纤通信***由至少一个光纤跨段组成,如图2所示,该光纤通信***光信噪比代价的确定的装置200包括:基础光信噪比代价计算模块201、第一计算模块202、第二计算模块203和第三计算模块204。
其中,基础光信噪比代价计算模块201用于根据通过测量得到的光信号通过各个光纤跨段时的入纤光功率,获取光纤通信***的基础光信噪比代价;第一计算模块202用于根据各个光纤跨段的实际色散和完全补偿色散获取各个光纤跨段的色散偏差;第二计算模块203与第一计算模块202连接,用于根据各个光纤跨段的色散偏差获取光纤通信***的额外光信噪比代价;第三计算模块204分别与基础光信噪比代价计算模块201和第二计算模块203连接,用于根据基础光信噪比代价和额外光信噪比代价获取光纤通信***的总光信噪比代价。
可选地,基础光信噪比代价计算模块201包括非线性相位移计算模块205和基础光信噪比代价获取模块206。
其中,非线性相位移计算模块205用于根据公式(1.1)获取光纤通信***的非线性相移
其中,各个光纤跨段均包括传输光纤和色散补偿光纤,为非线性相移,i为大于0的自然数,λi为第i个光纤跨段的光信号的波长,ni为第i个光纤跨段的传输光纤的非线性系数,Pi为光信号通过第i个光纤跨段的传输光纤时的入纤光功率,Li为第i个光纤跨段的传输光纤的有效长度,Ai为第i个光纤跨段的传输光纤的有效面积,ni'为第i个光纤跨段的色散补偿光纤的非线性系数,P'i为光信号通过第i个光纤跨段的色散补偿光纤的入纤光功率,L'i为第i个光纤跨段的色散补偿光纤的有效长度,A'i为第i个光纤跨段的色散补偿光纤的有效面积。
基础光信噪比代价获取模块206分别与非线性相位移计算模块205和第三计算模块204连接,用于根据得到的光纤通信***的非线性相位移和预先存储的非线性相移-基础光信噪比代价的关系曲线图,获取基础光信噪比代价。
可选地,第二计算模块203包括参考参数获取模块207和额外光信噪比代价获取模块208。
其中,参考参数获取模块207与第一计算模块202连接,用于根据公式(1.2)获取参考参数Wd:
其中,k为自然数,Nk为第k个光纤跨段的色散偏差。
然后,额外光信噪比代价获取模块208再根据参考参数Wd获取该光纤通信***的额外光信噪比代价B。
具体地,额外光信噪比代价获取模块208与参考参数获取模块207连接,用于根据公式(1.3)获取额外光信噪比代价B:
通过本实施例二的光纤通信***光信噪比代价的确定的装置200,能够通过测量光纤通信***的色散偏差而得到光纤通信***的额外光信噪比代价,进一步地得到光纤通信***总的光信噪比代价,以保证工作人员能够对光纤通信***进行合理的设计,而不用每次为获取光纤通信***总的光信噪比代价进行多次测量及计算。本实施例的装置具体可以适用于执行本发明各实施例所提供的方法,具备相应的功能模块结构。
需要说明的是:对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
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精神和范围。
Claims (5)
1.一种光纤通信***的总光信噪比代价的确定的方法,所述光纤通信***由至少一个光纤跨段组成,其特征在于,所述方法包括:
根据测量得到的光信号通过各个光纤跨段时的入纤光功率获取所述光纤通信***的基础光信噪比代价;
根据所述各个光纤跨段的实际色散和完全补偿色散获取所述各个光纤跨段的色散偏差;
根据所述各个光纤跨段的色散偏差获取所述光纤通信***的额外光信噪比代价,具体为:根据下述公式获取参考参数Wd:
其中,k为自然数,Nk为所述第k个光纤跨段的色散偏差,i为大于0的自然数,Pi为所述光信号通过所述第i个光纤跨段的传输光纤时的入纤光功率;根据所述Wd获取所述额外光信噪比代价;
所述根据所述Wd获取所述额外光信噪比代价包括:
根据下述公式获取所述额外光信噪比代价:
如果Wd<161.21604dBm·ps/nm,则
所述额外光信噪比代价为10-5×|Wd-161.21604|1.87206-0.13;
如果Wd≥161.21604dBm·ps/nm,则
所述额外光信噪比代价为10-5×|Wd-161.21604|2.06254-0.13;
根据所述基础光信噪比代价和所述额外光信噪比代价获取所述光纤通信***的总光信噪比代价。
2.根据权利要求1所述的光纤通信***的总光信噪比代价的确定方法,其特征在于,所述光纤通信***的总光信噪比代价为所述基础光信噪比代价和所述额外光信噪比代价之和。
3.根据权利要求1或2所述的光纤通信***的总光信噪比代价的确定方法,其特征在于,所述根据光信号通过各个光纤跨段时的入纤光功率获取所述光纤通信***的基础光信噪比代价包括:
根据下述公式获取所述光纤通信***的非线性相移
其中,所述各个光纤跨段均包括传输光纤和色散补偿光纤,为非线性相移,i为大于0的自然数,λi为第i个光纤跨段的光信号的波长,ni为第i个光纤跨段的传输光纤的非线性系数,Pi为所述光信号通过所述第i个光纤跨段的传输光纤时的入纤光功率,Li为所述第i个光纤跨段的传输光纤的有效长度,Ai为所述第i个光纤跨段的传输光纤的有效面积,ni'为第i个光纤跨段的色散补偿光纤的非线性系数,P'i为所述光信号通过所述第i个光纤跨段的色散补偿光纤的入纤光功率,L'i为所述第i个光纤跨段的色散补偿光纤的有效长度,A'i为所述第i个光纤跨段的色散补偿光纤的有效面积;
根据预设的非线性相移-基础光信噪比代价的关系曲线图获取所述基础光信噪比代价。
4.一种光纤通信***的总光信噪比代价的确定装置,所述光纤通信***由至少一个光纤跨段组成,其特征在于,所述装置包括:
基础光信噪比代价计算模块,用于根据通过测量得到的光信号通过各个光纤跨段时的入纤光功率获取所述光纤通信***的基础光信噪比代价;
第一计算模块,用于根据所述各个光纤跨段的实际色散和预先存储的完全补偿色散获取所述各个光纤跨段的色散偏差;
第二计算模块,用于根据所述各个光纤跨段的色散偏差获取所述光纤通信***的额外光信噪比代价;所述第二计算模块包括:参考参数获取模块和额外光信噪比代价获取模块,其中,所述参考参数获取模块,用于根据下述公式获取参考参数Wd:
其中,k为自然数,Nk为所述第k个光纤跨段的色散偏差,i为大于0的自然数,Pi为所述光信号通过所述第i个光纤跨段的传输光纤时的入纤光功率;
所述额外光信噪比代价获取模块,与所述参考参数获取模块连接,用于根据下述公式获取所述额外光信噪比代价:
如果Wd<161.21604dBm·ps/nm,则
所述额外光信噪比代价为10-5×|Wd-161.21604|1.87206-0.13
如果Wd≥161.21604dBm·ps/nm,则
所述额外光信噪比代价为10-5×|Wd-161.21604|2.06254-0.13;
第三计算模块,用于根据所述基础光信噪比代价和所述额外光信噪比代价获取所述光纤通信***的总光信噪比代价。
5.根据权利要求4所述的光纤通信***的总光信噪比代价的确定装置,其特征在于,所述基础光信噪比代价计算模块包括:
非线性相位移计算模块,用于根据下述公式获取所述光纤通信***的非线性相移
其中,各个光纤跨段均包括传输光纤和色散补偿光纤,为非线性相移,i为大于0的自然数,λi为第i个光纤跨段的光信号的波长,ni为第i个光纤跨段的传输光纤的非线性系数,Pi为所述光信号通过所述第i个光纤跨段的传输光纤时的入纤光功率,Li为所述第i个光纤跨段的传输光纤的有效长度,Ai为所述第i个光纤跨段的传输光纤的有效面积,ni'为第i个光纤跨段的色散补偿光纤的非线性系数,P'i为所述光信号通过所述第i个光纤跨段的色散补偿光纤的入纤光功率,L'i为所述第i个光纤跨段的色散补偿光纤的有效长度,A'i为所述第i个光纤跨段的色散补偿光纤的有效面积;
基础光信噪比代价获取模块,用于根据所述非线性相位移并根据预先存储的非线性相移-基础光信噪比代价的关系曲线图获取所述基础光信噪比代价。
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