專(zhuān)利名稱(chēng)：用于確定光信噪比(osnr)代價(jià)的方法和設(shè)備的制作方法
用于確定光信噪比(OSNR)代價(jià)的方法和設(shè)備
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于確定光網(wǎng)絡(luò)中的光信噪比(OSNR)代價(jià)的方法和設(shè)備。OSNR代價(jià)用與測(cè)量經(jīng)由源光節(jié)點(diǎn)與目的光節(jié)點(diǎn)之間的光鏈路所傳輸?shù)墓庑盘?hào)的質(zhì)量。在透明光網(wǎng)絡(luò)中，光信號(hào)質(zhì)量受到不同的損傷影響，比如色散(CD)、放大器受激發(fā)射(ASE)噪聲、串?dāng)_、偏振模色散(PMD)、自相位調(diào)制(SPM)、交叉相位調(diào)制(XPM)、四波混頻(FWM)等。當(dāng)設(shè)計(jì)光網(wǎng)絡(luò)時(shí)，運(yùn)營(yíng)商需要具有關(guān)于網(wǎng)絡(luò)行為的知識(shí)，以便設(shè)定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的地理位置、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的距離、信號(hào)發(fā)射功率、放大器跨段、放大器數(shù)目和其它網(wǎng)絡(luò)相關(guān)參 數(shù)。因此，在實(shí)際傳輸信號(hào)之前預(yù)測(cè)光信號(hào)質(zhì)量是非常重要的。為了評(píng)估信號(hào)質(zhì)量，一般有兩種方式ー種方式是基于全數(shù)值模擬，它是通過(guò)對(duì)光纖中的信號(hào)傳輸?shù)姆蔷€(xiàn)性薛定萼方程求解而進(jìn)行的。然而，這種方法花費(fèi)太多時(shí)間，這無(wú)法滿(mǎn)足快速網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和實(shí)時(shí)信號(hào)質(zhì)量評(píng)估的時(shí)間要求。另ー種方式是抽象化傳輸鏈路的ー些參數(shù)，且通過(guò)這些參數(shù)用ー些函數(shù)來(lái)表示信
號(hào)質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種用于估計(jì)高速傳輸系統(tǒng)中的光信號(hào)的質(zhì)量的快速方法。此目的由獨(dú)立權(quán)利要求項(xiàng)的特征實(shí)現(xiàn)。通過(guò)附屬權(quán)利要求項(xiàng)、描述和圖會(huì)明白其它實(shí)施方式。一般來(lái)說(shuō)，影響信號(hào)質(zhì)量的光損傷可分為兩類(lèi)，其為線(xiàn)性損傷和非線(xiàn)性損傷。色散(CD)、插入損耗、放大的自發(fā)輻射(ASE)噪聲、串?dāng)_、偏振模色散(PMD)、偏振相關(guān)損耗(PDL)等屬于第一類(lèi)，而自相位調(diào)制(SPM)、交叉相位調(diào)制(XPM)、四波混頻(FWM)、受激布里淵散射(SBS)和受激拉曼散射(SRS)屬于第二類(lèi)。國(guó)際電信聯(lián)盟、電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(mén)(ITU-T)已在推薦G. 680中定義了需要在信號(hào)質(zhì)量評(píng)估中考慮的一些線(xiàn)性損傷。然而，為了正確地評(píng)估光信號(hào)的質(zhì)量，不但應(yīng)包含線(xiàn)性損傷，而且必須考慮線(xiàn)性損傷與非線(xiàn)性損傷之間的相互作用。對(duì)于光信號(hào)的發(fā)射功率足夠低而使得光纖中的非線(xiàn)性損傷不起作用的線(xiàn)性傳輸來(lái)說(shuō)，線(xiàn)性損傷對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響建模起來(lái)相對(duì)容易。舉例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)考慮傳輸鏈路末端處的總殘余色散而對(duì)色散(CD)的影響建摸；類(lèi)似地，可通過(guò)考慮傳輸鏈路末端處的總累積偏振模色散而對(duì)偏振模色散(PMD)的影響建模。然而，在非線(xiàn)性傳輸?shù)那闆r下，其中光信號(hào)的發(fā)射功率足夠高而使得一些非線(xiàn)性損傷開(kāi)始對(duì)信號(hào)質(zhì)量產(chǎn)生影響，僅描述線(xiàn)性損傷的模型不可再適用于正確地評(píng)估信號(hào)質(zhì)量。本發(fā)明提供一種用于通過(guò)考慮光傳輸鏈路中的線(xiàn)性損傷與非線(xiàn)性損傷之間的相互作用來(lái)估計(jì)光信號(hào)的質(zhì)量的快速方法和設(shè)備。根據(jù)ー實(shí)施例，本發(fā)明針對(duì)于ー種確定光信噪比(OSNR)代價(jià)的方法，用于測(cè)量經(jīng)由光網(wǎng)絡(luò)中的源光節(jié)點(diǎn)與目的光節(jié)點(diǎn)之間的光鏈路所傳輸?shù)墓庑盘?hào)的質(zhì)量。所述方法包括收集光鏈路的信息；基于所述光鏈路的信息確定光鏈路的配置參數(shù)p_f;根據(jù)光鏈路中的線(xiàn)性損傷而將配置參數(shù)p_f調(diào)整到經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'。_;以及基于經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'的非線(xiàn)性函數(shù)確定光信噪比代價(jià)，所述非線(xiàn)性函數(shù)解決光鏈路中的非線(xiàn)性損傷。光信噪比(OSNR)是光信號(hào)功率對(duì)噪聲功率的比率。物理?yè)p傷，線(xiàn)性損傷和非線(xiàn)性損傷兩者都會(huì)降低光信噪比。當(dāng)沿著一路線(xiàn)累加的損傷過(guò)高時(shí)，無(wú)法建立光路徑，因此阻止連接請(qǐng)求。接收器端處的光信噪比是用以表征噪聲相關(guān)系統(tǒng)惡化的最相關(guān)參數(shù)其是指信道信號(hào)功率除以光噪聲功率的比率(在參考帶寬上積分，通常為0. Inm)。OSNR是累加性參數(shù)，因?yàn)橄到y(tǒng)的不同部分的OSNR惡化的倒數(shù)可相加以得到整個(gè)OSNR的倒數(shù)。當(dāng)沿著一路線(xiàn)累加的損傷過(guò)高時(shí)，無(wú)法保證目的處的信號(hào)檢測(cè)出現(xiàn)低于某一閾值的誤碼率(BER)。當(dāng)誤碼率高于所述閾值時(shí)，無(wú)法建立光路徑，因此阻止了連接請(qǐng)求。為了解決非噪聲系統(tǒng)損傷，使用OSNR代價(jià)的概念。對(duì)于參考誤碼率(BER)，其表示相對(duì)于所謂的“背對(duì)背”配置，即，當(dāng)發(fā)射器和接收器直接連接時(shí)，在不傳輸?shù)那闆r下的要求，在傳輸后得到此參考BER所需的過(guò)量0SNR。換句話(huà)說(shuō)，OSNR代價(jià)是在相同的參考BER下在傳輸之后和傳輸之前的敏感度(以dB為標(biāo)度)上的差異。 為了詳細(xì)描述本發(fā)明，將使用以下術(shù)語(yǔ)、縮寫(xiě)和記號(hào)ON :光網(wǎng)絡(luò)，還稱(chēng)為OTN :光輸送網(wǎng)絡(luò)。WDM:波分復(fù)用。透明OTN :透明光輸送網(wǎng)絡(luò)。OSNR :光信噪比。光信號(hào)功率對(duì)噪聲功率的比率。物理?yè)p傷，線(xiàn)性損傷和非線(xiàn)性損傷兩者都會(huì)降低光信噪比(OSNR)。BER:誤碼率。再生器再生光信號(hào)的裝置。RffARP :路由和波長(zhǎng)指派和再生器布置。ASE :放大的自發(fā)輻射。OSNR代價(jià)非噪聲影響而引起的OSNR的損傷的測(cè)量。CD :色散。GVD :群速色散。SMF:單模光纖。根據(jù)ITU-T (國(guó)際電信聯(lián)盟-電信)標(biāo)準(zhǔn)化団體)的G. 652類(lèi)型LEAF :大型有效面積光纖。G. 655非零色散移位光纖類(lèi)型。DCF:色散補(bǔ)償光纖。非線(xiàn)性損傷非線(xiàn)性損傷可分為兩類(lèi)，ー類(lèi)源于電子非線(xiàn)性，即科爾效應(yīng)，和一類(lèi)源于原子/分子/材料非線(xiàn)性，即受激布里淵散射(SBS)、核電致伸縮，和信道間自誘發(fā)受激拉曼散射(SI-SRS)。SBS:受激布里淵散射。源于原子/分子/材料非線(xiàn)性的非線(xiàn)性損傷。SI-SRS 自誘發(fā)受激拉曼散射。
源于原子/分子/材料非線(xiàn)性的非線(xiàn)性損傷。科爾效應(yīng)源于電子非線(xiàn)性的非線(xiàn)性損傷。SPM:自相位調(diào)制。ー類(lèi)科爾非線(xiàn)性。XPM:交叉相位調(diào)制。ー類(lèi)科爾非線(xiàn)性。FWM:四波混頻。ー類(lèi)科爾非線(xiàn)性。信號(hào)-噪聲非線(xiàn)性相互作用ー類(lèi)科爾非線(xiàn)性。還稱(chēng)為經(jīng)強(qiáng)度調(diào)制系統(tǒng)的參數(shù)増益或調(diào)制不穩(wěn)定性。
線(xiàn)性損傷線(xiàn)性損傷是由光節(jié)點(diǎn)而引起的濾波、色散(CD)、插入損耗、放大的自發(fā)輻射(ASE)噪聲、串?dāng)_、偏振模色散(PMD)、偏振相關(guān)損耗(TOL)等產(chǎn)生。PMD :偏振模色散。是線(xiàn)性損傷。SOP :偏振的狀態(tài)、偏振狀態(tài)。在固定平面波經(jīng)過(guò)電向量時(shí)由電向量在固定平面中描繪出的形狀是偏振狀態(tài)的描述。根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種確定光信噪比(OSNR)代價(jià)的方法，用于測(cè)量源光節(jié)點(diǎn)與目的光節(jié)點(diǎn)之間的光鏈路所傳輸?shù)墓庑盘?hào)的質(zhì)量，所述方法包括收集光鏈路的信息；基于所述光鏈路的信息確定光鏈路的配置參數(shù)P_f ;根據(jù)光鏈路中的線(xiàn)性損傷而將配置參數(shù)？。_調(diào)整到經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'。_;以及基于經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'的非線(xiàn)性函數(shù)確定OSNR代價(jià)，所述非線(xiàn)性函數(shù)解決光鏈路中的非線(xiàn)性損傷。在同時(shí)評(píng)估了光鏈路中的線(xiàn)性和非線(xiàn)性損傷時(shí)，改進(jìn)了光信號(hào)的質(zhì)量測(cè)量。通過(guò)考慮線(xiàn)性損傷與非線(xiàn)性損傷之間的相互作用，質(zhì)量測(cè)量具有較高的準(zhǔn)確性。確定基于光鏈路的信息的配置參數(shù)P_f使得所述方法簡(jiǎn)單且快速，因?yàn)檫\(yùn)營(yíng)商在規(guī)劃光網(wǎng)絡(luò)時(shí)可得到光鏈路信息。在根據(jù)第一方面的方法的第一可能實(shí)施方式中，光鏈路的配置參數(shù)P_f對(duì)應(yīng)于沿著光鏈路的導(dǎo)致光信號(hào)的預(yù)定惡化的累加功率。通過(guò)經(jīng)由光鏈路進(jìn)行傳輸，光信號(hào)質(zhì)量惡化。當(dāng)光鏈路的鏈路參數(shù)是已知時(shí)，運(yùn)營(yíng)商可預(yù)測(cè)光信號(hào)的惡化。如果沿著光鏈路的累加功率較低，則光鏈路中的線(xiàn)性損傷主要導(dǎo)致光信號(hào)的惡化。如果沿著光鏈路的累加功率較高，則光鏈路中的非線(xiàn)性損傷將是導(dǎo)致光信號(hào)惡化的原因。運(yùn)營(yíng)商可通過(guò)配置參數(shù)來(lái)控制光網(wǎng)絡(luò)是在線(xiàn)性損傷范圍內(nèi)運(yùn)行還是在非線(xiàn)性損傷范圍內(nèi)運(yùn)行。在第一種情況下，光網(wǎng)絡(luò)可遞送高精度的信息。在第二種情況下，光網(wǎng)絡(luò)可服務(wù)于大量通信鏈路。在根據(jù)第一方面的方法的第二可能實(shí)施方式中，同樣地或根據(jù)第一方面的第一實(shí)施方式，光信號(hào)的預(yù)定惡化對(duì)應(yīng)于預(yù)定誤碼率下的預(yù)定光信噪比(OSNR)代價(jià)。通過(guò)選擇預(yù)定誤碼率下的預(yù)定或指定光信噪比(OSNR)代價(jià)，一個(gè)光鏈路的質(zhì)量可與此網(wǎng)絡(luò)或另ー網(wǎng)絡(luò)中的另一光鏈路的質(zhì)量進(jìn)行比較。所述方法提供對(duì)設(shè)計(jì)、測(cè)試和比較光網(wǎng)絡(luò)的參考。在根據(jù)第一方面的方法的第三可能實(shí)施方式中，同樣地或根據(jù)第一方面的前面實(shí)施方式中的任一者，光信噪比(OSNR)代價(jià)被確定為與光信號(hào)的背對(duì)背傳輸相比，在經(jīng)由光鏈路傳輸光信號(hào)之后所需的光信號(hào)的額外光信噪比。
通過(guò)此定義，僅考慮光傳輸鏈路的效應(yīng)，而不考慮光節(jié)點(diǎn)對(duì)光信號(hào)的影響，所述影響例如為脈沖整形和傳輸、復(fù)用、解復(fù)用和接收而引起的延遲。在根據(jù)第一方面的方法的第四可能實(shí)施方式中，同樣地或根據(jù)第一方面的前面實(shí)施方式中的任一者，基于經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'的非線(xiàn)性函數(shù)并基于光鏈路中的線(xiàn)性損傷來(lái)確定光信噪比代價(jià)。信號(hào)質(zhì)量惡化是由于線(xiàn)性損傷和非線(xiàn)性損傷。由光纖中的線(xiàn)性損傷損傷的光信號(hào)在光纖的隨后區(qū)段中以ー種方式經(jīng)受非線(xiàn)性損傷，使得線(xiàn)性損傷和非線(xiàn)性損傷彼此相互作用。通過(guò)根據(jù)線(xiàn)性損傷將配置參數(shù)整到經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'，在確定非線(xiàn)性損傷的過(guò)程中考慮這些線(xiàn)性惡化。因此，所述方法確定了線(xiàn)性損傷與非線(xiàn)性損傷相互作用。通過(guò)基于線(xiàn)性損傷另外確定OSNR代價(jià)，不僅考慮非線(xiàn)性損傷的影響而且考慮線(xiàn)性損傷的影響。因此，相對(duì)于集中于由純非線(xiàn)性損傷或由純線(xiàn)性損傷引起的效應(yīng)的方法，所述方法的精度得到改進(jìn)。
在根據(jù)第一方面的方法的第五可能實(shí)施方式中，同樣地或根據(jù)第一方面的前面實(shí)施方式中的任一者，光鏈路的信息包括光鏈路中的光纖的光纖參數(shù)、光鏈路中的波分復(fù)用信道的數(shù)目、光鏈路中的光節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，和波分復(fù)用信道的發(fā)射功率?？赏ㄟ^(guò)光鏈路參數(shù)來(lái)描述光傳輸系統(tǒng)的特性，所述光鏈路參數(shù)為光纖參數(shù)、WDM信道的數(shù)目、鏈路中的光節(jié)點(diǎn)的數(shù)目，和所述信道的發(fā)射功率及其它。這些參數(shù)為運(yùn)營(yíng)商在設(shè)計(jì)光網(wǎng)絡(luò)時(shí)已知的配置參數(shù)。質(zhì)量測(cè)量的準(zhǔn)確性主要取決于運(yùn)營(yíng)商的計(jì)算所基于的模型的準(zhǔn)確性。當(dāng)此模型考慮非線(xiàn)性損傷和線(xiàn)性損傷以及其間的相互作用時(shí)，相對(duì)于僅基于線(xiàn)性或非線(xiàn)性損傷的質(zhì)量測(cè)量，質(zhì)量測(cè)量的精度得到改進(jìn)。在根據(jù)第一方面的方法的第六可能實(shí)施方式中，同樣地或根據(jù)第一方面的前面實(shí)施方式中的任一者，線(xiàn)性損傷包括以下各者中的至少ー者光鏈路內(nèi)的濾波而引起的損傷、沿著光鏈路的偏振模色散而引起的損傷、沿著光鏈路的色散而引起的損傷、插入損耗而引起的損傷、放大的自發(fā)輻射噪聲而引起的損傷、串?dāng)_而引起的損傷，和偏振相關(guān)損耗而引起的損傷。存在不同類(lèi)型的線(xiàn)性損傷。所述方法考慮這些損傷中的至少ー者。當(dāng)考慮線(xiàn)性損傷中的僅ー者時(shí)，所述方法執(zhí)行起來(lái)較容易且快速?？紤]如上所指示的線(xiàn)性損傷中的一者以上會(huì)改進(jìn)由所述方法確定的質(zhì)量測(cè)量的準(zhǔn)確性。在ー實(shí)施方式中，使用主要的線(xiàn)性損傷源。在根據(jù)第一方面的方法的第七可能實(shí)施方式中，同樣地或根據(jù)第一方面的前面實(shí)施方式中的任一者，經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'的非線(xiàn)性函數(shù)解決以下各者中的至少ー者自相位調(diào)制而引起的非線(xiàn)性損傷、交叉相位調(diào)制而引起的非線(xiàn)性損傷、四波混頻而引起的非線(xiàn)性損傷、受激布里淵散射而引起的非線(xiàn)性損傷，和受激拉曼散射而引起的非線(xiàn)性損傷。存在不同類(lèi)型的非線(xiàn)性損傷。所述方法考慮這些損傷中的至少ー者。當(dāng)考慮非線(xiàn)性損傷中的僅ー者時(shí)，所述方法執(zhí)行起來(lái)較容易且快速?？紤]如上所指示的非線(xiàn)性損傷中的一者以上會(huì)改進(jìn)由所述方法確定的質(zhì)量測(cè)量的準(zhǔn)確性。在ー實(shí)施方式中，使用主要的非線(xiàn)性損傷源。在根據(jù)第一方面的第七實(shí)施方式的方法的第八可能實(shí)施方式中，光鏈路包括根據(jù)ITU-T推薦G. 652的光纖。
根據(jù)ITU-T推薦G. 652的光纖是標(biāo)準(zhǔn)化的，且因此容易通過(guò)閱讀標(biāo)準(zhǔn)而收集光鏈路的信息。支持G. 652光纖的光網(wǎng)絡(luò)的ー個(gè)光鏈路的OSNR代價(jià)可與支持G. 652光纖的同ー或另一光網(wǎng)絡(luò)的另一光鏈路的OSNR代價(jià)進(jìn)行比較。當(dāng)所述方法實(shí)施于支持G. 652光纖的光網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，可準(zhǔn)確地確定OSNR代價(jià)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)ITU-T標(biāo)準(zhǔn)化文獻(xiàn)，G. 652光纖的配置參數(shù)是眾所周知的。在根據(jù)第一方面的方法的第九可能實(shí)施方式中，同樣地或根據(jù)第一方面的前面實(shí)施方式中的任一者，光鏈路包括再生器和作為兩個(gè)再生器之間的光鏈路的部分的跨段；且其中經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'的非線(xiàn)性函數(shù)取決于經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'、取決于跨段的數(shù)目Nspan,且取決于在發(fā)射光信號(hào)時(shí)的功率水平Pi?？缍蔚臄?shù)目和發(fā)射功率水平是光鏈路的設(shè)計(jì)參數(shù)，且因此可容易提供。因此，所述方法執(zhí)行起來(lái)較簡(jiǎn)單，且僅需要很少的計(jì)算資源。在根據(jù)第一方面的方法的第十可能實(shí)施方式中，同樣地或根據(jù)第一方面的前面實(shí) 施方式中的任一者，根據(jù)下式確定光信噪比代價(jià)0SNR_Penalty = f (Nspan, Pi, P/ emf)+Penaltyfiltere+PenaltyPMD,其中0SNR_Penalty定義光信噪比代價(jià)，f ()非線(xiàn)性函數(shù)、Nspan跨段的數(shù)目、Pi在發(fā)射光信號(hào)時(shí)的功率水平、P'經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)、Penaltyfilt6re光鏈路內(nèi)的濾波而引起的線(xiàn)性損傷，和Penalty 累積偏振模色散而引起的線(xiàn)性損傷。所述公式可應(yīng)用于不同種類(lèi)的非線(xiàn)性損傷，其中非線(xiàn)性函數(shù)表征非線(xiàn)性損傷。當(dāng)非線(xiàn)性損傷是自相位調(diào)制(SPM)時(shí)，應(yīng)用描述SPM的非線(xiàn)性函數(shù)。當(dāng)非線(xiàn)性損傷是交叉相位調(diào)制(XPM)時(shí)，應(yīng)用描述XPM的非線(xiàn)性函數(shù)。當(dāng)非線(xiàn)性損傷是另一種類(lèi)的非線(xiàn)性效應(yīng)時(shí)，應(yīng)用描述所述效應(yīng)的非線(xiàn)性函數(shù)。在根據(jù)第一方面的方法的第i^一可能實(shí)施方式中，同樣地或根據(jù)第一方面的前面實(shí)施方式中的任一者，調(diào)整配置參數(shù)P_f包括以下操作中的至少ー者從配置參數(shù)P_f減去與光鏈路內(nèi)的濾波相關(guān)的調(diào)整△ Pf、使與沿著光鏈路的累積偏振ホ吳色散相關(guān)的調(diào)整A Ppm與配置參數(shù)P_f相加，和使與沿著光鏈路的累加色散相關(guān)的調(diào)整APm與配置參數(shù)P_f相加。因?yàn)榕渲脜?shù)P_f可定義為沿著光鏈路的導(dǎo)致光信號(hào)的預(yù)定惡化的累加功率，所以可容易通過(guò)加上與線(xiàn)性損傷相關(guān)的調(diào)整來(lái)執(zhí)行根據(jù)線(xiàn)性損傷調(diào)整配置參數(shù)。可獨(dú)立地加上調(diào)整，即，減去與光鏈路內(nèi)的濾波相關(guān)的調(diào)整APf獨(dú)立于加上與累積偏振模色散(PMD)相關(guān)的調(diào)整A Ppm和加上與累加色散(⑶)相關(guān)的調(diào)整APm?？煽紤]這些調(diào)整中的僅ー者，或依據(jù)其損傷強(qiáng)度，可應(yīng)用線(xiàn)性損傷而引起的那些調(diào)整中的一者以上。沿著光鏈路的累積偏振模色散(PMD)和累加色散(CD)兩者均導(dǎo)致光脈沖的加寬。因此，使與PMD相關(guān)的調(diào)整AP■和與⑶相關(guān)的A Pm與配置參數(shù)P_f相加，以便對(duì)光鏈路正確進(jìn)行建摸。相比而言，與光鏈路內(nèi)的濾波相關(guān)的調(diào)整APf是由于線(xiàn)性濾波器的窗ロ化效應(yīng)而導(dǎo)致光譜的縮減。因此，從配置參數(shù)P_f減去與濾波相關(guān)的調(diào)整△ Pf，以便對(duì)光鏈路正確進(jìn)行建摸。根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種確定光信噪比代價(jià)的方法，用于測(cè)量源光節(jié)點(diǎn)與目的光節(jié)點(diǎn)之間的光鏈路所傳輸?shù)墓庑盘?hào)的質(zhì)量，所述設(shè)備包括收集單元，其經(jīng)配置以用于收集光鏈路的信息；第一確定單元，其經(jīng)配置以用于基于所述光鏈路的信息確定光鏈路的配置參數(shù)P_f;調(diào)整單元，其經(jīng)配置以用于根據(jù)光鏈路中的線(xiàn)性損傷而將配置參數(shù)P_f調(diào)整到經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'。_;以及第ニ確定單元，其經(jīng)配置以用于基于經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'的非線(xiàn)性函數(shù)確定光信噪比代價(jià)，所述非線(xiàn)性函數(shù)解決光鏈路中的非線(xiàn)性損傷。在同時(shí)評(píng)估了光鏈路中的線(xiàn)性和非線(xiàn)性損傷兩者時(shí)，改進(jìn)了光信號(hào)的質(zhì)量測(cè)量。通過(guò)考慮線(xiàn)性損傷與非線(xiàn)性損傷之間的相互作用，質(zhì)量測(cè)量具有較高的準(zhǔn)確性。確定基于光鏈路的信息的配置參數(shù)P_f使得所述方法簡(jiǎn)單且快速，因?yàn)檫\(yùn)營(yíng)商在規(guī)劃光網(wǎng)絡(luò)時(shí)可得到光鏈路信息。所述設(shè)備在登記光網(wǎng)絡(luò)之前可應(yīng)用為単獨(dú)裝置，例如，應(yīng)用為規(guī)劃或管理單元以幫助運(yùn)營(yíng)商設(shè)計(jì)光網(wǎng)絡(luò)。替代地或另外，所述設(shè)備可為光網(wǎng)絡(luò)的一部分，例如，在鑒定単元中以用于監(jiān)瞀光網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)中的個(gè)別光鏈路的質(zhì)量。
在根據(jù)第二方面的設(shè)備的第一可能實(shí)施方式中，所述設(shè)備通過(guò)使用光網(wǎng)絡(luò)的波分復(fù)用信道、光纖和光節(jié)點(diǎn)而提供用于配置光網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的光鏈路的配置信息，使得光信噪比代價(jià)低于閾值。通過(guò)應(yīng)用所述設(shè)備來(lái)設(shè)計(jì)光網(wǎng)絡(luò)，所述設(shè)備可提供如何設(shè)計(jì)光網(wǎng)絡(luò)和光鏈路的信息，包含關(guān)于WDM信道的數(shù)目、光纖的種類(lèi)、光節(jié)點(diǎn)的數(shù)目和位置的信息。當(dāng)遵循所述配置信息時(shí)，所述光網(wǎng)絡(luò)經(jīng)設(shè)計(jì)以使得OSNR代價(jià)低于可配置閾值，例如，用于檢測(cè)最小OSNR代價(jià)的閾值。所述配置信息還可用于重新配置網(wǎng)絡(luò)組件，例如現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)通過(guò)使用新一代光纜、再生器或光節(jié)點(diǎn)而得到增強(qiáng)吋。在此情況下，可以按一方式重新配置光鏈路，使得OSNR代價(jià)保持所需地低，至少低于預(yù)定或可配置閾值。在根據(jù)第二方面的第一實(shí)施方式的設(shè)備的第二可能實(shí)施方式中，在將光交叉連接切換到光鏈路中和/或重新配置光鏈路內(nèi)的可重構(gòu)光分插復(fù)用是基于配置信息時(shí)，光信噪比代價(jià)被最小化。可在現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行將光交叉連接切換到光鏈路中和/或重新配置光鏈路內(nèi)的可重構(gòu)光分插復(fù)用。配置信息可用于控制所述重新配置和/或切換，以使得光信號(hào)的質(zhì)量保持所
需地高。也可離線(xiàn)執(zhí)行切換和重新配置，即，在模擬期間和/或在光網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃期間。本發(fā)明可應(yīng)用于固定網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明可進(jìn)ー步用于通過(guò)光纖使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)互連，例如固定或/和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的基站、無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò)控制器和網(wǎng)絡(luò)管理単元。本發(fā)明可用于光網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)且用于光信道信號(hào)功率調(diào)整。本發(fā)明可實(shí)施于光網(wǎng)絡(luò)控制平面中。本發(fā)明可以用數(shù)字電子電路或用計(jì)算機(jī)硬件、固件、軟件或用其組合來(lái)實(shí)施。通用計(jì)算機(jī)可實(shí)施前述方法，其中計(jì)算機(jī)外殼可收容CPU(中央處理單元)、例如DRAM (動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、R0M(只讀存儲(chǔ)器)、EPROM (可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)、EEPROM(電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)、SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、SDRAM(同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)和快閃RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等存儲(chǔ)器，和例如ASIC (專(zhuān)用集成電路)或例如GAL (通用陣列邏輯)和可重編程FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)等可配置邏輯裝置等其它特殊用途邏輯裝置。每ー計(jì)算機(jī)還可包含多個(gè)輸入裝置(例如，鍵盤(pán)、麥克風(fēng)和鼠標(biāo))和用于控制監(jiān)視器的顯示器控制器。另外，計(jì)算機(jī)可包含軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器；其它可移除媒體磁電機(jī)(光媒體)；和硬盤(pán)或其它固定高密度媒體驅(qū)動(dòng)器，其使用適當(dāng)?shù)难b置總線(xiàn)進(jìn)行連接，例如SCSI(小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接ロ)總線(xiàn)，和增強(qiáng)型IDE(集成驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備)總線(xiàn)，或超DMA(直接存儲(chǔ)器存取)總線(xiàn)。計(jì)算機(jī)還可包含光盤(pán)讀取器、光盤(pán)讀寫(xiě)単元，或光盤(pán)電唱機(jī)，其可連接到同一裝置總線(xiàn)或另ー裝置總線(xiàn)。本發(fā)明預(yù)見(jiàn)至少一種計(jì)算機(jī)可讀媒體。計(jì)算機(jī)可讀媒體的實(shí)例包含光盤(pán)、硬盤(pán)、軟盤(pán)、磁帶、磁電機(jī)光盤(pán)、PR0M，例如，EPROM、EEPR0M、快閃EPROM、DRAM、SRAM、SDRAM。存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀媒體中的任一者上或組合上的是軟件，所述軟件用于控制計(jì)算機(jī)的硬件并使得計(jì)算機(jī)能夠與其它元件交互，以執(zhí)行上文所描述的功能。此類(lèi)軟件可包含，但不限于，用戶(hù)應(yīng)用、裝置驅(qū)動(dòng)器、操作系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)工具等。此類(lèi)計(jì)算機(jī)可讀媒體進(jìn)ー步包含計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包含計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼或計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼或計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令在執(zhí)行時(shí)致使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上文所掲示的方法。計(jì)算機(jī)代碼可為任何經(jīng)解譯或可執(zhí)行代碼，包含但不限于腳本、解譯器、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)、Java類(lèi)、完整的可執(zhí)行程序等。


將相對(duì)于下圖來(lái)描述本發(fā)明的其它實(shí)施例，在圖中圖I展示根據(jù)ー實(shí)施方式的用于確定光網(wǎng)絡(luò)中的光信噪比代價(jià)的方法的方框圖；圖2展示根據(jù)ー實(shí)施方式的說(shuō)明相對(duì)于非線(xiàn)性相移效應(yīng)的非線(xiàn)性函數(shù)的圖表和公式；圖3展示根據(jù)ー實(shí)施方式的說(shuō)明相對(duì)于PMD效應(yīng)的線(xiàn)性損傷的圖表和公式；圖4展不根據(jù)ー實(shí)施方式的包括多個(gè)光節(jié)點(diǎn)和光放大器的光鏈路的方框圖和描述非線(xiàn)性傳輸效應(yīng)的非線(xiàn)性函數(shù)；圖5展示根據(jù)ー實(shí)施方式的用于確定光網(wǎng)絡(luò)中的光信噪比代價(jià)的方法的方框圖；以及圖6展示根據(jù)ー實(shí)施方式的用于確定光網(wǎng)絡(luò)中的光信噪比代價(jià)的設(shè)備的方框圖。
具體實(shí)施例方式圖I展示根據(jù)ー實(shí)施方式的用于確定光網(wǎng)絡(luò)中的光信噪比代價(jià)的方法的方框圖。光信噪比代價(jià)是經(jīng)由光網(wǎng)絡(luò)200中的源光節(jié)點(diǎn)與目的光節(jié)點(diǎn)之間的光鏈路所傳輸?shù)墓庑盘?hào)的質(zhì)量的測(cè)量。光網(wǎng)絡(luò)200包括多個(gè)N個(gè)光發(fā)射器201_1，…，201_N，所述發(fā)射器產(chǎn)生N個(gè)個(gè)別光信號(hào)，所述N個(gè)個(gè)別光信號(hào)在復(fù)用器203中被復(fù)用成單ー復(fù)用光信號(hào)。所述復(fù)用光信號(hào)通過(guò)光傳輸鏈路205，光傳輸鏈路205包括示范性數(shù)目個(gè)三個(gè)放大器跨段205_1、205_2和205_3，所述跨段包含光放大器207_1、207_2和207_3和光纖209_1、209_2和209_3。在接收端處，解復(fù)用器211將所接收的復(fù)用光信號(hào)解復(fù)用為N個(gè)個(gè)別光接收信號(hào)，所述N個(gè)個(gè)別光接收信號(hào)被交換到為N個(gè)光接收器213_1、213_2和213_3。源光節(jié)點(diǎn)包括N個(gè)光發(fā)射器201_1，…，201_N和復(fù)用器203。目的光節(jié)點(diǎn)包括解復(fù)用器211和N個(gè)光接收器213_1、213_2和213_3。光網(wǎng)絡(luò)200由光電發(fā)射器201_1，…，201_N和后面的光傳輸鏈路和后面的光電接收器213_1、213_2和213_3組成。發(fā)射器201_1，…，201_N在給定光載波波長(zhǎng)上以給定比特率將ニ進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為經(jīng)調(diào)制光信號(hào)，所述給定光載波波長(zhǎng)通常表示為信道，所述經(jīng)調(diào)、制光信號(hào)被發(fā)送到光傳輸鏈路中。傳輸鏈路主要由單模光纖209_1、209_2、209_3和光放大器207_1、207_2、207_3的區(qū)段205_1、205_2、205_3的級(jí)聯(lián)組成，且將信號(hào)輸送到光電接收器213_1，…，213_N，所述光電接收器在圍繞載波波長(zhǎng)進(jìn)行光電檢測(cè)和信號(hào)取樣后恢復(fù)ニ進(jìn)制信息。
在ー實(shí)施方式中，光網(wǎng)絡(luò)200包括波分復(fù)用(WDM)信道。WDM技術(shù)是基于組合(復(fù)用)N個(gè)經(jīng)調(diào)制信道輸入同一光纖，每一信道處于不同載波波長(zhǎng)?？偼掏铝渴莻€(gè)別信道比特率的總和，個(gè)別信道比特率通常相等，例如，呑吐量=NXlOGb/s。在接收器側(cè)處，每一信道被單獨(dú)濾波和恢復(fù)，使得由光纖中的線(xiàn)性效應(yīng)，例如噪聲敏感度、群速色散和偏振模色散(PMD)，而引起的對(duì)光纖傳播的任何限制僅與每一個(gè)別信道的比特率相關(guān)。WDM因此是ー種利用光纖大帶寬的非常有效且常見(jiàn)的方式，且允許在100Gb/S調(diào)制下高達(dá)164個(gè)信道的高容量和2550km距離傳輸，對(duì)應(yīng)于41. 8Pbit/s km的容量X距離乘積。在ー實(shí)施方式中，光網(wǎng)絡(luò)200是透明光輸送網(wǎng)絡(luò)。在透明光輸送網(wǎng)絡(luò)(OTN)中，從源到目的的光信號(hào)完全是在光域中處置，意味著從未在中間節(jié)點(diǎn)處執(zhí)行光-電-光(0-E-0)轉(zhuǎn)換。然而，在長(zhǎng)距離網(wǎng)絡(luò)中并非一直都可實(shí)現(xiàn)全透明傳輸，這是由于在光信號(hào)透明地傳播穿過(guò)網(wǎng)絡(luò)時(shí)物理?yè)p傷，包括線(xiàn)性和非線(xiàn)性損傷都會(huì)惡化光信噪比(OSNR)。在ー實(shí)施方式中，光網(wǎng)絡(luò)200包括再生器，再生器是再生光信號(hào)的裝置。為了在地理上擴(kuò)展透明0TN，運(yùn)營(yíng)商可能需要沿著一些路徑安裝ー個(gè)或ー個(gè)以上再生器，以便為光連接提供足夠的端到端質(zhì)量。顯然，再生器打破了光連續(xù)性，但可以改進(jìn)0SNR，因此減少誤碼率(BER)。再生器的部署將透明OTN轉(zhuǎn)變?yōu)榘胪该骶W(wǎng)絡(luò)。在ー實(shí)施方式中，光網(wǎng)絡(luò)200包括路由和波長(zhǎng)指派和再生器布置(RWARP)機(jī)構(gòu)。在OTN的尺寸設(shè)定期間，路由和波長(zhǎng)指派和再生器布置(RWARP)過(guò)程需要一個(gè)有效方法的用于估計(jì)沿著候選路徑的光信號(hào)的潛在惡化，這通?？赏ㄟ^(guò)將物理層信息整合到RWARP過(guò)程中來(lái)實(shí)現(xiàn)。一旦再生器經(jīng)布置且尺寸設(shè)定階段已結(jié)束，路由和波長(zhǎng)指派RWA過(guò)程的作用便是根據(jù)規(guī)劃來(lái)路由預(yù)想的業(yè)務(wù)需求。在ー實(shí)施方式中，放大器207_1、207_2、207_3是在線(xiàn)光放大器，具體來(lái)說(shuō)是摻餌光纖放大器。系統(tǒng)傳輸范圍的一個(gè)限制來(lái)自光纖衰減。盡管在1550nm左右的波長(zhǎng)的衰減值非常低，約0. 2dB/km，但在沒(méi)有光放大或再生的情況下，數(shù)百公里或以上的遠(yuǎn)程傳輸是不可行的。因此，一般沿著傳輸鏈路部署在線(xiàn)光放大器，主要是摻餌光纖放大器，對(duì)于陸地系統(tǒng)平均姆80km ー個(gè)。其可在例如C頻帶(在1530nm與1565nm之間)等較廣波帶內(nèi)放大光場(chǎng)，而不需要光電再生，因此放大的波帶中所有傳輸信道可以傳輸更長(zhǎng)的范圍。在ー實(shí)施方式中，放大器207_1、207_2、207_3產(chǎn)生放大的自發(fā)輻射(ASE)噪聲。在經(jīng)放大鏈路上傳輸之后，累加ASE變?yōu)橹饕肼曉?。在ー實(shí)施方式中，光纖209_1、209_2、209_3是根據(jù)ITU-T(國(guó)際電信聯(lián)盟-電信)標(biāo)準(zhǔn)化団體的G. 652類(lèi)型的單模光纖(SMF)。在ー實(shí)施方式中，光纖209_1、209_2、209_3是根據(jù)ITU-T的G. 655非零色散移位光纖類(lèi)型的大型有效面積光纖(LEAF )。在ー實(shí)施方式中，光鏈路205包括色散補(bǔ)償光纖(DCF)。色散補(bǔ)償是需要的，且ー般用被稱(chēng)作DCF (色散補(bǔ)償光纖)的特定光纖實(shí)現(xiàn)，其在傳播波帶中與傳輸光纖區(qū)段(還稱(chēng)為光纖跨段)展現(xiàn)出相反的色散符號(hào)，使得累加色散保持接近零，因而使得信號(hào)失真最小化。那些DCF具有1550nm下的[-100 ；-250]ps/(nm/km)的典型色散，且沿著傳輸鏈路規(guī)則地放置在在線(xiàn)放大器內(nèi)。載運(yùn)數(shù)字信息的光脈沖趨于變寬，但具有不同色散符號(hào)的光纖級(jí)聯(lián)限制了脈沖變寬，并導(dǎo)致接收器側(cè)處的符號(hào)間干擾。在ー實(shí)施方式中，光鏈路205經(jīng)受非線(xiàn)性損傷。非線(xiàn)性損傷可分為兩類(lèi)，一類(lèi)源于電子非線(xiàn)性，即科爾效應(yīng)，且ー類(lèi)源于原子/分子/材料非線(xiàn)性，即受激布里淵散射(SBS)、核電致伸縮，和信道間自誘發(fā)受激拉曼散射(SI-SRS)。在一實(shí)施方式中,光鏈路205經(jīng)受科爾效應(yīng)?？茽栃?yīng)轉(zhuǎn)變即時(shí)光纖折射率n(z,t)對(duì)信號(hào)強(qiáng)度I(z，t)的相依性。所述強(qiáng)度經(jīng)由I(z，t) =P(z，t)/Aeff而與即時(shí)功率曲線(xiàn)P(z，t)相關(guān)。Arff是光纖的有效面積，其與特定光纖類(lèi)型相關(guān)(在1550nm左右，對(duì)于SMF是80 ii m2，對(duì)于 LEAF 是 72 ii m2，對(duì)于 DCF 是 15-20 iim2)。根據(jù)關(guān)系式 n(z，t) = n0+n2P(z，t)/Aeff，此效應(yīng)的量值是由非線(xiàn)性系數(shù)n2確定，其中Iitl是折射率的線(xiàn)性部分，而n2以m2/W表達(dá)。非線(xiàn)性折射率的范圍在H2 = 2.5X10_2°~3.0X10_2V/Wt_?？茽柗蔷€(xiàn)性可分類(lèi)為四種物理現(xiàn)象，即，自相位調(diào)制(SPM)、交叉相位調(diào)制(XPM)、四波混頻(FWM)和信號(hào)-噪聲非線(xiàn)性相互作用。對(duì)于G. 652光纖系統(tǒng)中的10/40G非線(xiàn)性傳輸，由于G. 652光纖具有較大色散和有效面積，所以可忽略FWM損傷。根據(jù)推薦G. 663，SBS和SRS的效應(yīng)也可忽略。然而，必須考慮SPM/XPM非線(xiàn)性損傷。在ー實(shí)施方式中，光纖209_1、209_2、209_3是根據(jù)ITU-T推薦G. 652的G. 652光纖。在ー實(shí)施方式中，根據(jù)ITU-TG. 663，SBS和SRS的效應(yīng)可忽略。在一實(shí)施方式中，光網(wǎng)絡(luò)200包括G. 652光纖系統(tǒng)。在ー實(shí)施方式中，光鏈路205經(jīng)受SPM效應(yīng)。自相位調(diào)制(SPM)描述與其自身功率成比例地調(diào)制的給定信道的信號(hào)相位。在接收器端處，光電ニ極管是非相位敏感的，但群速色散(GVD)將ー些相位調(diào)制轉(zhuǎn)換為強(qiáng)度調(diào)制，從而導(dǎo)致信號(hào)失真。在衰減a下沿著長(zhǎng)度為L(zhǎng)之光纖傳播之后，被SPM損傷的具有功率P (z，t)的信道的相位可根據(jù)傳播方程推出下式^>NL{L,t) = — ^ n^Z)^P{z,t)dt對(duì)于典型的WDM系統(tǒng)，放大器的存在導(dǎo)致沿著鏈路的SPM效應(yīng)和相移的累加。SPM導(dǎo)致光譜的加寬。在ー實(shí)施方式中，光鏈路205經(jīng)受交叉相位調(diào)制。交叉相位調(diào)制(XPM)描述與其它信道，尤其是此信道的緊密相鄰者，的功率成比例地調(diào)制的給定信道的信號(hào)相位。群速色散(GVD)將ー些相位調(diào)制轉(zhuǎn)換為強(qiáng)度調(diào)制，從而導(dǎo)致信號(hào)失真。
在ー實(shí)施方式中，光鏈路205經(jīng)受四波混頻。四波混頻描述三個(gè)不同波長(zhǎng)下的三個(gè)WDM信道之間的相互作用，其導(dǎo)致產(chǎn)生第四波長(zhǎng)下的調(diào)制間產(chǎn)物，并可能落在已有的第四信道上，從而產(chǎn)生有害串?dāng)_。在ー實(shí)施方式中，光鏈路205經(jīng)受信號(hào)-噪聲非線(xiàn)性相互作用。信號(hào)-噪聲非線(xiàn)性相互作用，還被稱(chēng)為強(qiáng)度調(diào)制系統(tǒng)的參量増益或調(diào)制不穩(wěn)定性，描述相位調(diào)制系統(tǒng)的非線(xiàn)性相位噪聲，其放大器噪聲的影響的加強(qiáng)或減少取決于色散。在ー實(shí)施方式中，光鏈路205經(jīng)受線(xiàn)性損傷。線(xiàn)性損傷是由光節(jié)點(diǎn)而引起的濾波、色散(CD)、插入損耗、放大自發(fā)輻射(ASE)噪聲、串?dāng)_、偏振模色散(PMD)、偏振相關(guān)損耗(PDL)產(chǎn)生。對(duì)于線(xiàn)性傳輸，即光信號(hào)的發(fā)射功率足夠低而使得光纖中的非線(xiàn)性損傷不起作用，線(xiàn)性損傷對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響建模起來(lái)相對(duì)容易。舉例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)考慮傳輸鏈路末端處的總殘余CD而對(duì)CD的影響建模；還可通過(guò)考慮傳輸鏈路末端處的總累加PMD而對(duì)PMD的
影響建模。在ー實(shí)施方式中，光鏈路205經(jīng)受由濾波效應(yīng)引起的線(xiàn)性損傷。對(duì)于線(xiàn)性傳輸，網(wǎng)絡(luò)中的濾波器的級(jí)聯(lián)導(dǎo)致較窄的傳輸窗ロ，且因此導(dǎo)致傳輸代價(jià)，還被稱(chēng)為由濾波效應(yīng)引起的線(xiàn)性損傷。對(duì)于非線(xiàn)性傳輸，非線(xiàn)性效應(yīng)SPM/XPM可加寬所傳輸信號(hào)的光譜，因?yàn)楣庾V的更多部分被濾波出，所以傳輸代價(jià)變大。在ー實(shí)施方式中，光鏈路205經(jīng)受偏振模色散(PMD)。偏振模色散是線(xiàn)性損傷。PMD導(dǎo)致脈沖加寬且引發(fā)信號(hào)代價(jià)。SPM/XPM的效應(yīng)對(duì)于不同偏振是不同的。通常，如果ー個(gè)信道保持其偏振狀態(tài)(即，線(xiàn)性偏振)，則其招致最大的SPM效應(yīng)。對(duì)于WDM傳輸，如果所有信道具有相同的線(xiàn)性偏振狀態(tài)，則多信道非線(xiàn)性效應(yīng)XPM將也具有最大影響。然而，在實(shí)際光纖中，光信號(hào)的偏振狀態(tài)由于PMD而隨機(jī)改變，因此，非線(xiàn)性效應(yīng)的強(qiáng)度減小且隨后信號(hào)惡化較少。在ー實(shí)施方式中，光鏈路205經(jīng)受色散(CD)。色散源于群速色散(GVD)。傳輸鏈路末端處的總殘余CD的效應(yīng)取決于沿著傳輸鏈路的累加非線(xiàn)性效應(yīng)。一般來(lái)說(shuō)，傳輸之后的CD容限小于背對(duì)背的CD容限。CD的偏差可由每ー跨段的實(shí)際CD和目標(biāo)(理想)CD之間的差表示。由于沿著傳輸鏈路的CD和非線(xiàn)性效應(yīng)的相互影響,其效應(yīng)會(huì)變化。在ー實(shí)施方式中，光鏈路205經(jīng)受群速色散(GVD)。群速色散表征光纖折射率的波長(zhǎng)相依性n(入)。這是線(xiàn)性現(xiàn)象，借此，信號(hào)的譜分量由具有不同速度的導(dǎo)引模式載運(yùn)。所述譜分量因此相對(duì)于彼此延遲到達(dá)接收器端處，因此使原始信號(hào)波形失真，且增加決策失誤的數(shù)目。光纖GVD通常用每單位長(zhǎng)度的色散參數(shù)表征，以psバnm/km)表達(dá)。兩種最廣泛可得的光纖類(lèi)型的典型色散特性是，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)SMF(單模光纖，根據(jù)ITU-T(國(guó)際電信聯(lián)盟-電信)標(biāo)準(zhǔn)化団體的G. 652類(lèi)型)為1550nm下17ps/ (nm/km)，對(duì)于LEAF 光纖(大型有效面 積光纖，G. 655非零色散移位光纖類(lèi)型)為1550nm下4ps/ (nm/km) (1530nm下2. 6ps/ (nm/km))。色散在傳播之后的凈影響自然取決于沿途所有光纖區(qū)段的累加色散(ps/nm)。所述方法包括收集101光鏈路的信息；基于所述光鏈路的信息確定103光鏈路的配置參數(shù)P_f ;根據(jù)光鏈路中的線(xiàn)性損傷而將配置參數(shù)P_f調(diào)整105到經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'。_;以及基于經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'的非線(xiàn)性函數(shù)確定107光信噪比代價(jià)，從而解決光鏈路中的非線(xiàn)性損傷。取決于實(shí)際系統(tǒng)，例如，色散補(bǔ)償或色散未經(jīng)補(bǔ)償鏈路、調(diào)制格式、比特率等，及其實(shí)施方案而定，解決光鏈路中的非線(xiàn)性損傷的經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'的非線(xiàn)性函數(shù)將不同。在ー實(shí)施方式中，非線(xiàn)性函數(shù)讀作F(Nspan，Pi，P'。_)，其取決于兩個(gè)放大器之間的跨段的數(shù)目Nspan、信號(hào)發(fā)射功率Pi和經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'。_。在ー實(shí)施方式中，光網(wǎng)絡(luò)包括100G PDM-QPSK色散未經(jīng)補(bǔ)償WDM系統(tǒng)，其中非線(xiàn)性函數(shù)讀作f (Nspan, Pi，P' conf) = 0. 05( E NPi-P/ conf) 2+0. 4347* ( E NPi-P/ conf) +1。在N= 20、Pi = IdBnuP' conf = 16dBm的示范性值的情況下，OSNR代價(jià)為0. 33dB。Pconf的值取決于多個(gè)因素，比如光纖類(lèi)型、信道數(shù)目、信道間距等。對(duì)于給定設(shè)置，可基于定義測(cè)量或模擬P_f。在示范性實(shí)施例中，在G. 652光纖中，對(duì)于具有50GHz間距的40G DQPSK WDM 系統(tǒng)，Pconf 值為約 16. 6dBm。所述方法包括根據(jù)光鏈路中的線(xiàn)性損傷而將配置參數(shù)^_調(diào)整(105)到經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'。-。在ー實(shí)施方式中，調(diào)整APf與光鏈路內(nèi)的濾波相關(guān)。調(diào)整A Pf與系統(tǒng)設(shè)置相關(guān)。實(shí)際上，可測(cè)量或模擬APf與濾波帶寬的關(guān)系。在一示范性實(shí)施方式中，在G. 652光纖中，包含由具有45GHz FffHM(半高全寬)的2WSS組成的ROADM的具有50GHz間距的 40G DQPSK WDM 系統(tǒng)，APf 為 0. 5dB。在ー實(shí)施方式中，調(diào)整A P■與沿著光鏈路的累積偏振模色散相關(guān)。調(diào)整AP-還與系統(tǒng)設(shè)置相關(guān)。實(shí)際上，可測(cè)量或模擬APnffi與累加PMD的關(guān)系。在一示范性實(shí)施方式中，在G. 652光纖中，具有50GHz間距的40G DQPSK WDM系統(tǒng)，總累加PMD為5ps，且A Ppm為 0. 7dB。在ー實(shí)施方式中，調(diào)整APm與沿著光鏈路的累加色散相關(guān)。調(diào)整APm尤其取決于鏈路的總累加色散。對(duì)于經(jīng)補(bǔ)償鏈路，由于總累加色散通常被補(bǔ)償?shù)浇咏?，于是APm通常為O。然而，在未經(jīng)補(bǔ)償鏈路中，需要基于系統(tǒng)設(shè)置來(lái)測(cè)量或模擬APm。一般來(lái)說(shuō)，較高的累加色散和較大數(shù)目的跨段將具有較高的P_f。在示范性實(shí)施方式中，在G. 652光纖中，具有50GHz間距的100G PDM-QPSK相干WDM系統(tǒng)，跨段長(zhǎng)度為80km，在跨段數(shù)目為10時(shí)，Pconf % 11- 6dBm,在跨段數(shù)目為 20 吋，則 Pconf 為 13. IdBm,且 A Pm 為 I. 5dB。圖2展示根據(jù)ー實(shí)施方式的說(shuō)明相對(duì)于非線(xiàn)性相移效應(yīng)的非線(xiàn)性函數(shù)的圖表和公式。所述圖表說(shuō)明根據(jù)ー實(shí)施方式的由自相位調(diào)制(SPM)效應(yīng)損傷的光鏈路的非線(xiàn)性相位與OSNR代價(jià)之間的關(guān)系。在衰減a下沿著長(zhǎng)度為L(zhǎng)之光纖傳播之后，被SPM損傷的具有功率P (z，t)的信道的相位由下面這個(gè)從傳播方程推得的公式表示
權(quán)利要求
1.一種確定光信噪比代價(jià)的方法，用于測(cè)量源光節(jié)點(diǎn)與目的光節(jié)點(diǎn)之間的光鏈路所傳輸?shù)墓庑盘?hào)的質(zhì)量，所述方法包括 收集(101)所述光鏈路的信息； 基于所述光鏈路的所述信息確定(103)所述光鏈路的配置參數(shù)P_f ; 根據(jù)所述光鏈路中的線(xiàn)性損傷將所述配置參數(shù)P_f調(diào)整(105)到經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P' 以及 基于所述經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'的非線(xiàn)性函數(shù)確定(107)所述光信噪比代價(jià)，所述非線(xiàn)性函數(shù)解決所述光鏈路中的非線(xiàn)性損傷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述光鏈路的所述配置參數(shù)1_對(duì)應(yīng)于沿著所述光鏈路的導(dǎo)致所述光信號(hào)的預(yù)定惡化的累加功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述光信號(hào)的所述預(yù)定惡化對(duì)應(yīng)于在預(yù)定誤碼率下的預(yù)定光信噪比代價(jià)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中將所述光信噪比代價(jià)確定為與所述光信號(hào)的背對(duì)背傳輸相比，在經(jīng)由所述光鏈路傳輸所述光信號(hào)之后所需的所述光信號(hào)的額外光信噪比，
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中 基于所述經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'的所述非線(xiàn)性函數(shù)和所述光鏈路中的所述線(xiàn)性損傷確定所述光信噪比代價(jià)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述光鏈路的所述信息包括所述光鏈路中的光纖的光纖參數(shù)、所述光鏈路中的波分復(fù)用信道的數(shù)目、所述光鏈路中的光節(jié)點(diǎn)的數(shù)目、和所述波分復(fù)用信道的發(fā)射功率。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述線(xiàn)性損傷解決以下?lián)p傷中的至少一個(gè) 所述光鏈路內(nèi)的濾波而引起的損傷， 沿著所述光鏈路的偏振模色散而引起的損傷， 沿著所述光鏈路的色散而引起的損傷， 插入損耗而引起的損傷， 放大的自發(fā)輻射噪聲而引起的損傷， 串?dāng)_而引起的損傷，以及 偏振相關(guān)損耗而引起的損傷。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'的所述非線(xiàn)性函數(shù)解決以下?lián)p傷中的至少一個(gè) 自相位調(diào)制而引起的非線(xiàn)性損傷， 交叉相位調(diào)制而引起的非線(xiàn)性損傷， 四波混頻而引起的非線(xiàn)性損傷， 受激布里淵散射而引起的非線(xiàn)性損傷，以及 受激布拉曼散射而引起的非線(xiàn)性損傷。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中 所述光鏈路包括符合ITU-T G. 652標(biāo)準(zhǔn)的光纖。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述光鏈路包括再生器和作為部分在兩個(gè)再生器之間的所述光鏈路的跨段；且其中 所述經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'的所述非線(xiàn)性函數(shù)取決于所述經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'、所述跨段的數(shù)目Nspan,和發(fā)射所述光信號(hào)時(shí)的功率水平Pi。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中 根據(jù)下式確定所述光信噪比代價(jià) OSNR_Penalty = f (Nspan, Pi, P' conf) +Penaltyfilters+PenaltyPH), 其中OSNR_Penalty定義所述光信噪比代價(jià)，f()所述非線(xiàn)性函數(shù)、Nspan跨段的所述數(shù)目、Pi在所述發(fā)射所述光信號(hào)時(shí)的所述功率水平、P'所述經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)、Penaltyfilters所述光鏈路內(nèi)的濾波而引起的所述線(xiàn)性損傷,和PenaltyPMD累積偏振模色散而引起的所述線(xiàn)性損傷。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中調(diào)整所述配置參數(shù)P_f包括以下操作中的至少一個(gè) 從所述配置參數(shù)P_f減去與所述光鏈路內(nèi)的濾波相關(guān)的調(diào)整A Pf, 使與沿著所述光鏈路的累積偏振模色散相關(guān)的調(diào)整△ P 與所述配置參數(shù)P_f相加，以及 使與沿著所述光鏈路的累加色散相關(guān)的調(diào)整APm與所述配置參數(shù)P_f相加。
13.一種確定光信噪比代價(jià)的方法，用于測(cè)量源光節(jié)點(diǎn)與目的光節(jié)點(diǎn)之間的光鏈路所傳輸?shù)墓庑盘?hào)的質(zhì)量，其包括 收集單元(201)，其經(jīng)配置以用于收集所述光鏈路的信息； 第一確定單元(203)，其經(jīng)配置以用于基于所述光鏈路的所述信息確定所述光鏈路的配置參數(shù)P_f ； 調(diào)整單元(205)，其經(jīng)配置以用于根據(jù)所述光鏈路中的線(xiàn)性損傷將所述配置參數(shù)P_f調(diào)整到經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'以及 第二確定單元(207)，其經(jīng)配置以用于基于所述經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P'的非線(xiàn)性函數(shù)確定所述光信噪比代價(jià)，所述非線(xiàn)性函數(shù)解決所述光鏈路中的非線(xiàn)性損傷。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其通過(guò)使用所述光網(wǎng)絡(luò)的波分復(fù)用信道、光纖和光節(jié)點(diǎn)而提供用于配置所述光網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的光鏈路的配置信息，使得所述光信噪比代價(jià)低于閾值。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中在將光交叉連接切換到所述光鏈路中和/或重新配置所述光鏈路內(nèi)的可重構(gòu)光分插復(fù)用是基于所述配置信息時(shí)，所述光信噪比代價(jià)被最小化。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種確定光信噪比代價(jià)的方法，用于測(cè)量源光節(jié)點(diǎn)與目的光節(jié)點(diǎn)之間的光鏈路所傳輸?shù)墓庑盘?hào)的質(zhì)量，所述方法包括收集(101)所述光鏈路的信息；基于所述光鏈路的所述信息確定(103)所述光鏈路的配置參數(shù)Pconf；根據(jù)所述光鏈路中的線(xiàn)性損傷而將所述配置參數(shù)Pconf調(diào)整(105)到經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P′conf；以及基于所述經(jīng)調(diào)整的配置參數(shù)P′conf的非線(xiàn)性函數(shù)確定(107)所述光信噪比代價(jià)，所述非線(xiàn)性函數(shù)解決所述光鏈路中的非線(xiàn)性損傷。
文檔編號(hào)H04B10/079GK102652406SQ201180004183
公開(kāi)日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者葉亞斌, 吳通, 張森 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司