快速計算偏振模色散的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速計算偏振模色散的方法及系統(tǒng)，涉及光網(wǎng)絡通信領域，該方法包括以下步驟：定義第一定制信號和第二定制信號，第一定制信號攜帶強度信息和相位信息，第二定制信號只攜帶強度信息、不攜帶相位信息；將第一定制信號發(fā)送到待測光纖通路，在接收端檢測第一定制信號通過待測光纖通路后的波形眼圖，得到第一數(shù)據(jù)化波形眼圖；將第二定制信號發(fā)送到待測光纖通路，在接收端檢測第二定制信號通過待測光纖通路后的波形眼圖，得到第二數(shù)據(jù)化波形眼圖；通過比較第一數(shù)據(jù)化波形眼圖與第二數(shù)據(jù)化波形眼圖之間的區(qū)別，計算出待測光纖通路的偏振模色散的大小。本發(fā)明能簡便快速地計算出待測光纖通路的偏振模色散的大小。
【專利說明】快速計算偏振模色散的方法及系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及光網(wǎng)絡通信領域，具體是涉及一種快速計算偏振模色散的方法及系 統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 隨著數(shù)據(jù)業(yè)務的迅速發(fā)展，特別是寬帶以及視頻業(yè)務的發(fā)展，用戶對運營商的傳 輸網(wǎng)絡提出了新的更高要求。傳輸網(wǎng)路不僅要能夠提供適應這種海量增長的帶寬，更重要 的是可以進行快速靈活的業(yè)務調度，完善便捷的網(wǎng)絡維護管理，以適應業(yè)務的需求。
[0003] PMD(Polarization Mode Dispersion,偏振模色散）起因于實際的單模光纖中基 模含有兩個相互垂直的偏振模，沿光纖傳播過程中，由于光纖難免受到外部的作用，如溫度 和壓力等因素變化或擾動，使得兩模式發(fā)生耦合，并且它們的傳播速度也不盡相同，從而導 致光脈沖展寬，展寬量也不確定，便相當于隨機的色散。隨著傳輸速率的提高，該色散對通 信系統(tǒng)的影響愈來愈明顯，嚴重降低系統(tǒng)的光信噪比。因此，快速計算偏振模色散成為本領 域亟待解決的技術問題。


【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了克服上述【背景技術】的不足，提供一種快速計算偏振模色散的 方法及系統(tǒng)，根據(jù)兩個不同信號經過光纖通路后的波形眼圖差別，能夠簡便快速地計算出 偏振模色散的大小。
[0005] 本發(fā)明提供一種快速計算偏振模色散的方法，包括以下步驟：
[0006] S1、定義第一定制信號和第二定制信號，所述第一定制信號為同時攜帶強度信息 和相位信息的光信號，強度信息表示信號的幅度周期性變化，相位信息表示信號的相位周 期性變化；所述第二定制信號為只攜帶強度信息、不攜帶相位信息的光信號，即第二定制信 號的相位恒定，不發(fā)生周期性變化；
[0007] S2、將第一定制信號發(fā)送到待測光纖通路，在接收端檢測第一定制信號通過待測 光纖通路后的波形眼圖，得到第一數(shù)據(jù)化波形眼圖；
[0008] S3、將第二定制信號發(fā)送到待測光纖通路，在接收端檢測第二定制信號通過待測 光纖通路后的波形眼圖，得到第二數(shù)據(jù)化波形眼圖；
[0009] S4、通過比較第一數(shù)據(jù)化波形眼圖與第二數(shù)據(jù)化波形眼圖之間的區(qū)別，計算出待 測光纖通路的偏振模色散的大小。
[0010] 在上述技術方案的基礎上，所述第一定制信號的電磁場為ApxpQ Θ )，Ai是第一 定制信號的電磁場的幅度，Θ是第一定制信號的電磁場的相位，i是虛數(shù)單位；經過待測 光纖通路后，由于白噪聲A w、色度色散Θ D以及待測光纖通路的偏振模色散ΑΡ θ p的劣化， 第一定制信號的電磁場變?yōu)椋ˋi+A^Apkxpa Θ + Θ D+ Θ p)，AP是待測光纖通路的偏振模色 散伴隨的強度，Θ p是待測光纖通路的偏振模色散引入的相位；第二定制信號的電磁場為 A2exp(i Φ)，A2是第二定制信號的電磁場的幅度，P是第二定制信號的電磁場的相位，i是 虛數(shù)單位；經過待測光纖通路后，由于白噪聲Aw、色度色散ΘΒ以及待測光纖通路的偏振模 色散ΑΡ θ ρ的劣化，第二定制信號的電磁場變?yōu)椋é?Α^Αρ) exp (i θ + Θ D+ θ ρ);
[0011] 對于相位調制信號，解調的結果和幅度與相位相關，所以Ei = ?^,Α^Αρ，θ，ΘΒ，θρ)，Ε1是第一數(shù)據(jù)化波形眼圖，y = f(x)是y是基于X的函數(shù)，y的變化 由X的變化產生；對于幅度調制信號，解調的結果只與幅度相關，所以E2 = f (Ap Aw，ΑΡ，Θ D)， E2是第二數(shù)據(jù)化波形眼圖，通過對比Ei和E2，得出EP = f ( Θ p)，EP為偏振模色散導致的電 場變化，f(9P)為θ ρ的函數(shù)，表示因偏振模色散引起的電場強度變化函數(shù)；再根據(jù)EP計算 出待測光纖通路的偏振模色散的大小。
[0012] 在上述技術方案的基礎上，所述第一定制信號、第二定制信號與真正在信道中傳 輸?shù)男盘枀^(qū)別在于：第一定制信號、第二定制信號是人為定義、選擇發(fā)送的，是可預知的； 真正的傳輸信號是不可預知的。
[0013] 本發(fā)明還提供一種快速計算偏振模色散的系統(tǒng)，包括信號定制單元、信號發(fā)送單 元、信號接收檢測單元和比較計算單元，其中：
[0014] 所述信號定制單元用于：定義第一定制信號和第二定制信號，所述第一定制信號 為同時攜帶強度信息和相位信息的光信號，強度信息表示信號的幅度周期性變化，相位信 息表示信號的相位周期性變化；所述第二定制信號為只攜帶強度信息、不攜帶相位信息的 光信號，即第二定制信號的相位恒定，不發(fā)生周期性變化；
[0015] 所述信號發(fā)送單元用于：按照要求將第一定制信號、第二定制信號發(fā)送到待測光 纖通路；
[0016] 所述信號接收檢測單元用于：接收并檢測第一定制信號通過待測光纖通路后的波 形眼圖，得到第一數(shù)據(jù)化波形眼圖；接收并檢測第二定制信號通過待測光纖通路后的波形 眼圖，得到第二數(shù)據(jù)化波形眼圖；
[0017] 所述比較計算單元用于：通過比較第一數(shù)據(jù)化波形眼圖與第二數(shù)據(jù)化波形眼圖之 間的區(qū)別，計算出待測光纖通路的偏振模色散的大小。
[0018] 在上述技術方案的基礎上，所述第一定制信號的電磁場為A^xpQ Θ )，Ai是第一 定制信號的電磁場的幅度，Θ是第一定制信號的電磁場的相位，i是虛數(shù)單位；經過待測 光纖通路后，由于白噪聲A w、色度色散Θ D以及待測光纖通路的偏振模色散ΑΡ θ p的劣化， 第一定制信號的電磁場變?yōu)椋ˋi+A^Apkxpa Θ + Θ D+ Θ p)，AP是待測光纖通路的偏振模色 散伴隨的強度，Θ p是待測光纖通路的偏振模色散引入的相位；第二定制信號的電磁場為 A2exp(i Φ)，A2是第二定制信號的電磁場的幅度，P是第二定制信號的電磁場的相位，i是 虛數(shù)單位；經過待測光纖通路后，由于白噪聲A w、色度色散Θ D以及待測光纖通路的偏振模 色散ΑΡ Θ p的劣化，第二定制信號的電磁場變?yōu)椋é?Α^Αρ) exp (i θ + Θ D+ Θ p);
[0019] 對于相位調制信號，解調的結果和幅度與相位相關，所以Ei = ?^,Α^Αρ，θ，ΘΒ，θρ)，Ε1是第一數(shù)據(jù)化波形眼圖，y = f(x)是y是基于X的函數(shù)，y的變化 由X的變化產生；對于幅度調制信號，解調的結果只與幅度相關，所以E2 = f (Ap Aw，ΑΡ，Θ D)， E2是第二數(shù)據(jù)化波形眼圖，通過對比Ei和E2，得出EP = f ( Θ p)，EP為偏振模色散導致的電 場變化，f(9P)為θ ρ的函數(shù)，表示因偏振模色散引起的電場強度變化函數(shù)；再根據(jù)EP計算 出待測光纖通路的偏振模色散的大小。
[0020] 在上述技術方案的基礎上，所述第一定制信號、第二定制信號與真正在信道中傳 輸?shù)男盘枀^(qū)別在于：第一定制信號、第二定制信號是人為定義、選擇發(fā)送的，是可預知的； 真正的傳輸信號是不可預知的。
[0021] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點如下：
[0022] 本發(fā)明根據(jù)兩個不同信號經過光纖通路后的波形眼圖差別，能夠簡便快速地計算 出偏振模色散的大小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1是本發(fā)明實施例中快速計算偏振模色散的方法的流程圖；
[0024] 圖2是本發(fā)明實施例中快速計算偏振模色散的系統(tǒng)的結構框圖。

【具體實施方式】
[0025] 下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0026] 參見圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種快速計算偏振模色散的方法，包括以下步 驟：
[0027] S1、定義第一定制信號和第二定制信號，第一定制信號為同時攜帶強度信息和相 位信息的光信號，強度信息表示信號的幅度周期性變化，相位信息表示信號的相位周期性 變化；第二定制信號為只攜帶強度信息、不攜帶相位信息的光信號，即第二定制信號的相位 恒定，不發(fā)生周期性變化；第一定制信號、第二定制信號與真正在信道中傳輸?shù)男盘枀^(qū)別在 于：第一定制信號、第二定制信號是人為定義、選擇發(fā)送的，是可預知的；真正的傳輸信號 是不可預知的；
[0028] S2、將第一定制信號發(fā)送到待測光纖通路，在接收端檢測第一定制信號通過待測 光纖通路后的波形眼圖，得到第一數(shù)據(jù)化波形眼圖；
[0029] S3、將第二定制信號發(fā)送到待測光纖通路，在接收端檢測第二定制信號通過待測 光纖通路后的波形眼圖，得到第二數(shù)據(jù)化波形眼圖；
[0030] S4、通過比較第一數(shù)據(jù)化波形眼圖與第二數(shù)據(jù)化波形眼圖之間的區(qū)別，計算出待 測光纖通路的偏振模色散的大小。
[0031] 參見圖2所示，本發(fā)明實施例還提供一種快速計算偏振模色散的系統(tǒng)，包括信號 定制單元、信號發(fā)送單元、信號接收檢測單元和比較計算單元，其中：
[0032] 信號定制單元用于：定義第一定制信號和第二定制信號，第一定制信號為同時攜 帶強度信息和相位信息的光信號，強度信息表示信號的幅度周期性變化，相位信息表示信 號的相位周期性變化；第二定制信號為只攜帶強度信息、不攜帶相位信息的光信號，即第二 定制信號的相位恒定，不發(fā)生周期性變化；第一定制信號、第二定制信號與真正在信道中傳 輸?shù)男盘枀^(qū)別在于：第一定制信號、第二定制信號是人為定義、選擇發(fā)送的，是可預知的； 真正的傳輸信號是不可預知的；
[0033] 信號發(fā)送單元用于：按照要求將第一定制信號、第二定制信號發(fā)送到待測光纖通 路；
[0034] 信號接收檢測單元用于：接收并檢測第一定制信號通過待測光纖通路后的波形眼 圖，得到第一數(shù)據(jù)化波形眼圖；接收并檢測第二定制信號通過待測光纖通路后的波形眼圖， 得到第二數(shù)據(jù)化波形眼圖；
[0035] 比較計算單元用于：通過比較第一數(shù)據(jù)化波形眼圖與第二數(shù)據(jù)化波形眼圖之間的 區(qū)別，計算出待測光纖通路的偏振模色散的大小。
[0036] 本發(fā)明實施例的原理詳細闡述如下：
[0037] 第一定制信號、第二定制信號通過待測光纖通路后，波形眼圖會變厚，波形變差， 原因主要有以下3點：
[0038] (1)放大器引入白噪聲，導致波形眼圖變厚；
[0039] (2)色度色散導致波形變差；
[0040] (3)偏振模色散導致信號的強度信息變差。
[0041] 偏振模色散僅會導致強度信息劣化，由于第一定制信號攜帶有相位信息，相位信 息的劣化主要是干涉導致的劣化，必須在偏振模一致的情況下才能產生。而第二定制信號 沒有攜帶相位信息，所以不會在波形上引入由相位信息導致的劣化。因此，第一定制信號與 第二定制信號帶來的波形劣化區(qū)別僅是偏振模導致的相位信號的劣化部分，通過比較第一 數(shù)據(jù)化波形眼圖與第二數(shù)據(jù)化波形眼圖之間的區(qū)別，能夠簡便快速地計算出待測光纖通路 的偏振模色散的大小。
[0042] 假設第一定制信號的電磁場為ApxpQ Θ )，Ai是第一定制信號的電磁場的幅度， Θ是第一定制信號的電磁場的相位，i是虛數(shù)單位；經過待測光纖通路后，由于白噪聲A w、 色度色散Θ D以及待測光纖通路的偏振模色散ΑΡ θ p的劣化，第一定制信號的電磁場變?yōu)?(Α+Α^Αρ) exp (i Θ + Θ D+ Θ p)，AP是待測光纖通路的偏振模色散伴隨的強度，Θ p是待測光纖 通路的偏振模色散引入的相位。
[0043] 假設第二定制信號的電磁場為A2exp(i Φ)，A2是第二定制信號的電磁場的幅度， 爐是第二定制信號的電磁場的相位，i是虛數(shù)單位；經過待測光纖通路后，由于白噪聲A w、 色度色散Θ D以及待測光纖通路的偏振模色散ΑΡ θ p的劣化，第二定制信號的電磁場變?yōu)?(Ai+Aw+Ap) exp (i Θ + ΘΒ+Θρ)。
[0044] 因為對相位調制信號來說，解調的結果和幅度與相位相關，所以Ei = ?^Α,Αρ，θ，ΘΒ，θρ)，Ε1是第一數(shù)據(jù)化波形眼圖，y = f(x)是指y是基于X的函數(shù)，特 制y的變化是由X的變化產生，E1的變化由括號中參數(shù)的變化引起；而對幅度調制信號，解 調的結果只與幅度相關，所以E 2 = f (4, Aw，ΑΡ，Θ D)，E2是第二數(shù)據(jù)化波形眼圖，通過對比Ei 和&，可以得出EP = f(0p)，EP為偏振模色散導致的電場變化，f(0p)為θρ的函數(shù)，表示 因偏振模色散引起的電場強度變化函數(shù)；再根據(jù)Ε Ρ計算出待測光纖通路的偏振模色散的大 小。
[0045] 信號定制單元分別定義攜帶或者不攜帶相位信息的光信號，信號發(fā)送單元可以發(fā) 送攜帶或者不攜帶相位信息的光信號，并可按照要求進行切換；信號接收檢測單元能夠同 時接收攜帶或者不攜帶相位信息的信號；比較計算單元可以根據(jù)采集到的采樣數(shù)據(jù)進行計 算，采樣數(shù)據(jù)越精確，計算結果越精確。
[0046] 本領域的技術人員可以對本發(fā)明實施例進行各種修改和變型，倘若這些修改和變 型在本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則這些修改和變型也在本發(fā)明的保護范圍 之內。
[0047] 說明書中未詳細描述的內容為本領域技術人員公知的現(xiàn)有技術。
【權利要求】
1. 一種快速計算偏振模色散的方法，其特征在于，包括以下步驟： 51、 定義第一定制信號和第二定制信號，所述第一定制信號為同時攜帶強度信息和相 位信息的光信號，強度信息表示信號的幅度周期性變化，相位信息表示信號的相位周期性 變化；所述第二定制信號為只攜帶強度信息、不攜帶相位信息的光信號，即第二定制信號的 相位恒定，不發(fā)生周期性變化； 52、 將第一定制信號發(fā)送到待測光纖通路，在接收端檢測第一定制信號通過待測光纖 通路后的波形眼圖，得到第一數(shù)據(jù)化波形眼圖； 53、 將第二定制信號發(fā)送到待測光纖通路，在接收端檢測第二定制信號通過待測光纖 通路后的波形眼圖，得到第二數(shù)據(jù)化波形眼圖； 54、 通過比較第一數(shù)據(jù)化波形眼圖與第二數(shù)據(jù)化波形眼圖之間的區(qū)別，計算出待測光 纖通路的偏振模色散的大小。
2. 如權利要求1所述的快速計算偏振模色散的方法，其特征在于：所述第一定制信號 的電磁場為'exp(i0 )，A1是第一定制信號的電磁場的幅度，0是第一定制信號的電磁場 的相位，i是虛數(shù)單位；經過待測光纖通路后，由于白噪聲Aw、色度色散0 D以及待測光纖 通路的偏振模色散Ap 0p的劣化，第一定制信號的電磁場變?yōu)?br> ， Ap是待測光纖通路的偏振模色散伴隨的強度，0p是待測光纖通路的偏振模色散引入的相 位；第二定制信號的電磁場為
，A2是第二定制信號的電磁場的幅度，P是第二 定制信號的電磁場的相位，i是虛數(shù)單位；經過待測光纖通路后，由于白噪聲Aw、色度色散 9D以及待測光纖通路的偏振模色散Ap 0p的劣化，第二定制信號的電磁場變?yōu)開
_
對于相位調制信號，解調的結果和幅度與相位相關，所以
， El是第一數(shù)據(jù)化波形眼圖，
是y是基于X的函數(shù)，y的變化由X的變化產生；對于 幅度調制信號，解調的結果只與幅度相關，所以
，E2是第二數(shù)據(jù)化波形 眼圖，通過對比E1和E2，得出
，Ep為偏振模色散導致的電場變化，
為0p 的函數(shù)，表示因偏振模色散引起的電場強度變化函數(shù)；再根據(jù)Ep計算出待測光纖通路的偏 振模色散的大小。
3. 如權利要求1或2所述的快速計算偏振模色散的方法，其特征在于：所述第一定制 信號、第二定制信號與真正在信道中傳輸?shù)男盘枀^(qū)別在于：第一定制信號、第二定制信號是 人為定義、選擇發(fā)送的，是可預知的；真正的傳輸信號是不可預知的。
4. 一種快速計算偏振模色散的系統(tǒng)，其特征在于：包括信號定制單元、信號發(fā)送單元、 信號接收檢測單元和比較計算單元，其中： 所述信號定制單元用于：定義第一定制信號和第二定制信號，所述第一定制信號為同 時攜帶強度信息和相位信息的光信號，強度信息表示信號的幅度周期性變化，相位信息表 示信號的相位周期性變化；所述第二定制信號為只攜帶強度信息、不攜帶相位信息的光信 號，即第二定制信號的相位恒定，不發(fā)生周期性變化； 所述信號發(fā)送單元用于：按照要求將第一定制信號、第二定制信號發(fā)送到待測光纖通 路； 所述信號接收檢測單元用于：接收并檢測第一定制信號通過待測光纖通路后的波形眼 圖，得到第一數(shù)據(jù)化波形眼圖；接收并檢測第二定制信號通過待測光纖通路后的波形眼圖， 得到第二數(shù)據(jù)化波形眼圖； 所述比較計算單元用于：通過比較第一數(shù)據(jù)化波形眼圖與第二數(shù)據(jù)化波形眼圖之間的 區(qū)別，計算出待測光纖通路的偏振模色散的大小。
5. 如權利要求4所述的快速計算偏振模色散的系統(tǒng)，其特征在于：所述第一定制信號 的電磁場為
，A1是第一定制信號的電磁場的幅度，0是第一定制信號的電磁場 的相位，i是虛數(shù)單位；經過待測光纖通路后，由于白噪聲Aw、色度色散0 D以及待測光纖 通路的偏振模色散Ap 0p的劣化，第一定制信號的電磁場變?yōu)?br> ^， Ap是待測光纖通路的偏振模色散伴隨的強度，0p是待測光纖通路的偏振模色散引入的相 位；第二定制信號的電磁場為
，A2是第二定制信號的電磁場的幅度，P是第二 定制信號的電磁場的相位，i是虛數(shù)單位；經過待測光纖通路后，由于白噪聲Aw、色度色散eD以及待測光纖通路的偏振模色散ApeP的劣化，第二定制信號的電磁場變?yōu)開
_
對于相位調制信號，解調的結果和幅度與相位相關，所以
， El是第一數(shù)據(jù)化波形眼圖，
是y是基于X的函數(shù)，y的變化由X的變化產生；對于 幅度調制信號，解調的結果只與幅度相關，所以
，E2是第二數(shù)據(jù)化波形 眼圖，通過對比E1和E2，得出
，Ep為偏振模色散導致的電場變化，
為0p 的函數(shù)，表示因偏振模色散引起的電場強度變化函數(shù)；再根據(jù)Ep計算出待測光纖通路的偏 振模色散的大小。
6. 如權利要求4或5所述的快速計算偏振模色散的系統(tǒng)，其特征在于：所述第一定制 信號、第二定制信號與真正在信道中傳輸?shù)男盘枀^(qū)別在于：第一定制信號、第二定制信號是 人為定義、選擇發(fā)送的，是可預知的；真正的傳輸信號是不可預知的。
【文檔編號】H04B10/2569GK104243023SQ201410446287
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權日:2014年9月3日
【發(fā)明者】張錚 申請人:烽火通信科技股份有限公司