本發(fā)明涉及光通信系統(tǒng)領域。
背景技術：
：在光通信系統(tǒng)中，光信號在傳輸通道上的傳輸可能由于線性和非線性信號畸變而受到阻礙。線性和非線性信號畸變可由例如光信號在光傳輸通道上經(jīng)過若干個光纖傳輸跨距的傳輸而引入，并可由色散(CD)、偏振模色散(PMD)和/或光克爾效應而導致。對于包括若干個頻率通道的光信號，非線性信號畸變可以根據(jù)其來源分類為自通道和跨通道相互作用相關畸變。在相干檢測接收機中，可以運用數(shù)字信號處理輔助技術來估算并補償由例如傳輸跨距的CD和PMD所引入的線性信號畸變。然而，對于光通信系統(tǒng)的高無再生器距離(highregenerator-lessreach)，可出現(xiàn)非線性信號畸變。倘若光信號是沿低色散光纖和/或色散管理光纖鏈路傳播的，則除CD之外，PMD也可對非線性信號畸變帶來影響。目前，當確定光通信系統(tǒng)中光信號的信號畸變時，尚不存在有效的模型或技術來考慮例如由CD、PMD和/或光克爾效應所產(chǎn)生的組合效應。在P.Poggiolini、G.Bosco、A.Carena、V.Curri和F.Forghieri的“ADetailedAnalyticalDerivationoftheGNModelofNon-LinearInterferenceinCoherentOpticalTransmissionSystems”(相干光傳輸系統(tǒng)中非線性干擾的GN模型的詳細分析性推導)中，描述了一種非線性干擾的高斯噪聲(GN)模型。在E.Seve、P.Ramantanis、J.-C.Antona、E.Grellier、O.Rival、F.Vacondio和S.Bigo的“Semi-AnalyticalModelforthePerformanceEstimationof100Gb/sPDM-QPSKOpticalTransmissionSystemswithoutInlineDispersionCompensationandMixedFiberTypes(用于沒有線內色散補償和混合光纖類型的100Gb/sPDM-QPSK光傳輸系統(tǒng)的性能估算的半分析模型)”，Proc.ECOC2013中，描述了一種用于對光通信系統(tǒng)進行性能估算的模型。在P.Serena、N.Rossi和A.Bononi的“NonlinearPenaltyReductionInducedbyPMDin112Gbit/sWDMPDM-QPSKCoherentSystems(112Gbit/sWDMPDM-QPSK相干系統(tǒng)中的PMD所引發(fā)的非線性罰值減小)”，Proc.ECOC2009中，描述了一種由偏振模色散(PMD)所引發(fā)的非線性罰值減小。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種用于確定光信號的信號畸變的有效概念。此目的通過獨立權利要求的特征來實現(xiàn)。由從屬權利要求、說明書和附圖，進一步的實施方式是顯而易見的。本發(fā)明所基于的發(fā)現(xiàn)是：要考慮光信號的信號畸變，可以通過引入畸變測量來指示出單個傳輸跨距上所引發(fā)的非線性信號畸變，并且引入畸變測量來指示出不同傳輸跨距上所引發(fā)的非線性信號畸變之間的相關性。所述畸變測量可被有效組合，用于確定光信號的信號畸變。因此，若干個光纖跨距上的非線性通道相互作用可被視作受到色散(CD)和偏振模色散(PMD)效應的影響。根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種用于確定光信號的信號畸變的裝置，所述光信號包括若干個頻率通道(m)，所述信號畸變由具有若干個傳輸跨距(i、k)的光傳輸通道所引入，所述裝置包括：提供器，其被配置為：針對每個頻率通道(m)和針對每個傳輸跨距(i、k)提供所述光信號的信號功率(P)以得到若干個信號功率；針對每個頻率通道(m)和針對每個傳輸跨距(i、k)提供色散(CD)值以得到若干個色散值，所述若干個色散值指示出所述光信號的色散；以及針對每個頻率通道(m)和針對每個傳輸跨距(i、k)提供不同的差分群延遲(DGD)值以得到若干個差分群延遲值，所述若干個差分群延遲值指示出所述光信號的偏振模色散；確定器，其被配置為：在所述若干個色散值和所述若干個差分群延遲值的基礎之上，確定若干個第一畸變測量(κ)，所述若干個第一畸變測量(κ)指示出在單個傳輸跨距(i、k)上所引發(fā)的所述光信號的非線性信號畸變；以及在所述若干個色散值和所述若干個差分群延遲值的基礎之上，確定若干個第二畸變測量(ρ)，所述若干個第二畸變測量(ρ)指示出在傳輸跨距(i)和在傳輸跨距(k)上所引發(fā)的所述光信號的非線性信號畸變之間的相關性；以及組合器，其被配置為：組合所述若干個信號功率、所述若干個第一畸變測量(κ)和所述若干個第二畸變測量(ρ)以得到所述光信號的信號畸變。如此，可以實現(xiàn)一種用于確定光信號的信號畸變的有效概念。在傳輸跨距(i)上和在傳輸跨距(k)上所引發(fā)的所述光信號的非線性信號畸變之間的相關性可以聯(lián)系到在傳輸跨距(i)上和傳輸跨距(k)上的非線性信號畸變的相關性。此相關性可在預定的區(qū)間內取值，如區(qū)間[-1，1]。根據(jù)所述第一方面本身，在所述裝置的第一實施方式中，所述裝置包括數(shù)據(jù)庫，其用于提供所述若干個信號功率、所述若干個色散值或所述若干個差分群延遲值，并且其中所述提供器被配置為自所述數(shù)據(jù)庫檢索所述若干個信號功率、所述若干個色散值或所述若干個差分群延遲值。如此，可有效提供所述若干個信號功率、所述若干個色散值或所述若干個差分群延遲值。所述確定器可被配置為在所述數(shù)據(jù)庫中存儲所述若干個第一畸變測量(κ)或所述若干個第二畸變測量(ρ)。所述確定器還可被配置為自所述數(shù)據(jù)庫檢索所述若干個第一畸變測量(κ)或所述若干個第二畸變測量(ρ)中的至少一個。根據(jù)所述第一方面本身或所述第一方面的第一實施方式，在所述裝置的第二實施方式中，所述確定器被配置為針對每個頻率通道(m)和針對每個傳輸跨距(i、k)確定所述光信號的畸變電場矢量以得到若干個畸變電場矢量，其中所述若干個畸變電場矢量關聯(lián)于所述若干個色散值和所述若干個差分群延遲值，并且其中所述確定器被配置為在所述若干個畸變電場矢量的基礎之上，確定所述若干個第一畸變測量(κ)或所述若干個第二畸變測量(ρ)。如此，可有效確定所述若干個第一畸變測量(κ)或所述若干個第二畸變測量(ρ)。所述確定器可被配置為在電磁場和/或光場仿真技術的基礎之上確定所述若干個畸變電場矢量。根據(jù)所述第一方面的第二實施方式，在所述裝置的第三實施方式中，所述確定器被配置為針對每個頻率通道(m)和針對每個傳輸跨距(i、k)確定所述光信號的線性信號畸變以得到若干個線性信號畸變，并且其中所述確定器被配置為通過所述若干個線性信號畸變來補償所述若干個畸變電場矢量。如此，可有效補償所述若干個畸變電場矢量。所述確定器可被配置為在電磁場和/或光場仿真技術的基礎之上確定所述若干個線性信號畸變。根據(jù)所述第一方面的第二實施方式或第三實施方式，在所述裝置的第四實施方式中，所述確定器被配置為針對每個頻率通道(m)和針對每個傳輸跨距(i、k)確定所述光信號的平均非線性相位旋轉以得到若干個非線性相位旋轉，并且其中所述確定器被配置為通過所述若干個非線性相位旋轉來補償所述若干個畸變電場矢量。如此，可有效補償所述若干個畸變電場矢量。所述光信號的平均非線性相位旋轉對所述光信號而言可為常數(shù)，并可不依賴于時間和/或每符號時間。所述確定器可被配置為在電磁場和/或光場仿真技術的基礎之上確定所述若干個非線性相位旋轉。根據(jù)所述第一方面的第二實施方式到第四實施方式，在所述裝置的第五實施方式中，所述確定器被配置為針對每個頻率通道(m)和針對每個傳輸跨距(i、k)確定所述光信號的未畸變電場矢量以得到若干個未畸變電場矢量，并且其中所述確定器被配置為通過所述若干個未畸變電場矢量來補償所述若干個畸變電場矢量。如此，可有效補償所述若干個畸變電場矢量。所述確定器可被配置為在電磁場和/或光場仿真技術的基礎之上確定所述若干個未畸變電場矢量。根據(jù)所述第一方面本身或所述第一方面的第一實施方式到第五實施方式，在所述裝置的第六實施方式中，所述確定器被配置為設置所述若干個第一畸變測量(κ)以形成第一畸變測量(κ)的二維陣列，并且其中所述組合器被配置為在所述第一畸變測量(κ)的二維陣列的基礎之上，組合所述若干個信號功率、所述若干個第一畸變測量(κ)和所述若干個第二畸變測量(ρ)。如此，可有效組合所述若干個信號功率、所述若干個第一畸變測量(κ)和所述若干個第二畸變測量(ρ)。根據(jù)所述第一方面本身或所述第一方面的第一實施方式到第六實施方式，在所述裝置的第七實施方式中，所述確定器被配置為設置所述若干個第二畸變測量(ρ)以形成第二畸變測量(ρ)的四維陣列，并且其中所述組合器被配置為在所述第二畸變測量(ρ)的四維陣列的基礎之上，組合所述若干個信號功率、所述若干個第一畸變測量(κ)和所述若干個第二畸變測量(ρ)。如此，可有效組合所述若干個信號功率、所述若干個第一畸變測量(κ)和所述若干個第二畸變測量(ρ)。根據(jù)所述第一方面的第七實施方式，在所述裝置的第八實施方式中，所述確定器被配置為將所述第二畸變測量(ρ)的四維陣列分解為第二畸變測量(ρ)的第一分解二維陣列和第二畸變測量(ρ)的第二分解二維陣列，并且其中所述組合器被配置為在所述第二畸變測量(ρ)的第一分解二維陣列和所述第二畸變測量(ρ)的第二分解二維陣列的基礎之上，組合所述若干個信號功率、所述若干個第一畸變測量(κ)和所述若干個第二畸變測量(ρ)。如此，可有效組合所述若干個信號功率、所述若干個第一畸變測量(κ)和所述若干個第二畸變測量(ρ)。根據(jù)所述第一方面的第八實施方式，在所述裝置的第九實施方式中，所述確定器被配置為根據(jù)下列等式將所述第二畸變測量(ρ)的四維陣列分解為所述第二畸變測量(ρ)的第一分解二維陣列和所述第二畸變測量(ρ)的第二分解二維陣列：其中，ρ表示第二畸變測量，CD表示色散值，DGD表示差分群時延值，i表示傳輸跨距指標，k表示又一傳輸跨距指標，m表示頻率通道指標，ρm(CDi，DGDi，CDk，DGDk)表示所述第二畸變測量的四維陣列，ρm(CDi，CDk)表示所述第二畸變測量的第一分解二維陣列，并且表示所述第二畸變測量的第二分解二維陣列。如此，可有效分解所述四維陣列。根據(jù)所述第一方面本身或所述第一方面的第一實施方式到第九實施方式，在所述裝置的第十實施方式中，所述確定器被配置為根據(jù)下列方程來確定所述若干個第一畸變測量(κ)或所述若干個第二畸變測量(ρ)：其中，κ表示第一畸變測量，ρ表示第二畸變測量，CD表示色散值，DGD表示差分群時延值，D表示色散系數(shù)，PMD表示偏振模色散系數(shù)，L表示傳輸跨距的長度，i表示傳輸跨距指標，k表示又一傳輸跨距指標，m表示頻率通道指標，表示畸變電場矢量，表示又一畸變電場矢量，并且表示未畸變電場矢量。表示復共軛。如此，可有效確定所述若干個第一畸變測量(κ)或所述若干個第二畸變測量(ρ)。根據(jù)所述第一方面本身或所述第一方面的第一實施方式到第十實施方式，在所述裝置的第十一實施方式中，所述組合器被配置為根據(jù)下列等式來組合所述若干個信號功率、所述若干個第一畸變測量(κ)和所述若干個第二畸變測量(ρ)：其中，SNR非線性噪聲表示由非線性信號畸變而引發(fā)的所述光信號的信噪比，σ非線性噪聲表示所述光信號的非線性信號畸變的標準偏差，CD表示色散值，DGD表示差分群時延值，κ表示第一畸變測量，ρ表示第二畸變測量，P表示信號功率，δ表示克羅內克符號，j表示頻率通道指標，m表示又一頻率通道指標，i表示傳輸跨距指標，k表示又一傳輸跨距指標，N跨距表示傳輸跨距的個數(shù)，并且N通道表示頻率通道的個數(shù)。如此，可有效組合所述若干個信號功率、所述若干個第一畸變測量(κ)和所述若干個第二畸變測量(ρ)。所述光信號的信噪比可指示出所述光信號的信號畸變。根據(jù)所述第一方面的第十一實施方式，在所述裝置的第十二實施方式中，所述組合器被配置為根據(jù)下列等式、在所述信噪比的基礎之上，確定由非線性信號畸變而引發(fā)的所述信號的過量光信噪比：其中，ΔOSNR表示所述信號的過量光信噪比，SNR非線性噪聲表示信噪比，ROSNRbtb表示參考光信噪比，并且j表示頻率通道指標。如此，可有效確定所述信號的過量光信噪比。根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種用于確定光信號的信號畸變的方法，所述光信號包括若干個頻率通道(m)，所述信號畸變由具有若干個傳輸跨距(i、k)的光傳輸通道所引入，所述方法包括：針對每個頻率通道(m)和針對每個傳輸跨距(i、k)提供所述光信號的信號功率(P)以得到若干個信號功率；針對每個頻率通道(m)和針對每個傳輸跨距(i、k)提供色散(CD)值以得到若干個色散值，所述若干個色散值指示出所述光信號的色散；以及針對每個頻率通道(m)和針對每個傳輸跨距(i、k)提供不同的差分群延遲(DGD)值以得到若干個差分群延遲值，所述若干個差分群延遲值指示出所述光信號的偏振模色散；在所述若干個色散值和所述若干個差分群延遲值的基礎之上，確定若干個第一畸變測量(κ)，所述若干個第一畸變測量(κ)指示出在單個傳輸跨距上所引發(fā)的所述光信號的非線性信號畸變；以及在所述若干個色散值和所述若干個差分群延遲值的基礎之上，確定若干個第二畸變測量(ρ)，所述若干個第二畸變測量(ρ)指示出在傳輸跨距(i)和在傳輸跨距(k)上所引發(fā)的所述光信號的非線性信號畸變之間的相關性；以及組合所述若干個信號功率、所述若干個第一畸變測量(κ)和所述若干個第二畸變測量(ρ)以得到所述光信號的信號畸變。如此，可以實現(xiàn)一種用于確定光信號的信號畸變的有效概念。所述方法可由所述裝置執(zhí)行。所述方法的進一步特征直接起因于所述裝置的功能。根據(jù)第三方面，本發(fā)明涉及一種計算機程序，其包括程序代碼，當所述計算機程序在計算機上運行時，用于執(zhí)行所述方法。如此，所述方法可以自動和可重復的方式執(zhí)行。所述裝置可被可編程地設置為運行所述計算機程序。本發(fā)明可在硬件和/或軟件中實施。附圖說明將參考以下附圖描述本發(fā)明進一步的實施方式，其中：圖1顯示了一種用于根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的裝置的示意圖；圖2顯示了一種用于根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的方法的示意圖；圖3顯示了一種用于根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的裝置的示意圖；圖4顯示了幾個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的示意圖；圖5顯示了一個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的等值線圖；圖6顯示了幾個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的示意圖；圖7顯示了一個根據(jù)一個實施方式具有若干個傳輸跨距的光傳輸通道的示意圖；圖8顯示了一個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的示意圖；圖9顯示了一個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的示意圖；圖10顯示了一個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的示意圖；圖11顯示了幾個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的等值線圖；圖12顯示了一個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的示意圖；圖13顯示了幾個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的等值線圖；以及圖14顯示了幾個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的示意圖。具體實施方式圖1顯示了一種用于根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的裝置100的示意圖。所述光信號包括若干個頻率通道(m)。所述信號畸變由具有若干個傳輸跨距(i、k)的光傳輸通道所引入。所述裝置100包括：提供器101，其被配置為：提供針對每個頻率通道(m)和針對每個傳輸跨距(i、k)的所述光信號的信號功率(P)以得到若干個信號功率；提供針對每個頻率通道(m)和針對每個傳輸跨距(i、k)的色散(CD)值以得到若干個色散值，所述若干個色散值指示出所述光信號的色散；以及提供針對每個頻率通道(m)和針對每個傳輸跨距(i、k)的不同的差分群延遲(DGD)值以得到若干個差分群延遲值，所述若干個差分群延遲值指示出所述光信號的偏振模色散；確定器103，其被配置為：在所述若干個色散值和所述若干個差分群延遲值的基礎之上，確定若干個第一畸變測量(κ)，所述若干個第一畸變測量(κ)指示出在單個傳輸跨距(i、k)上所引發(fā)的所述光信號的非線性信號畸變；以及在所述若干個色散值和所述若干個差分群延遲值的基礎之上，確定若干個第二畸變測量(ρ)，所述若干個第二畸變測量(ρ)指示出在傳輸跨距(i)和在傳輸跨距(k)上所引發(fā)的所述光信號的非線性信號畸變之間的相關性；以及組合器105，其被配置為：組合所述若干個信號功率、所述若干個第一畸變測量(κ)和所述若干個第二畸變測量(ρ)以得到所述光信號的信號畸變。所述裝置100可包括數(shù)據(jù)庫，其用于提供所述若干個信號功率、所述若干個色散值或所述若干個差分群延遲值，其中所述提供器101可被配置為從所述數(shù)據(jù)庫檢索所述若干個信號功率、所述若干個色散值或所述若干個差分群延遲值。所述確定器103可被配置為在所述數(shù)據(jù)庫中存儲所述若干個第一畸變測量(κ)或所述若干個第二畸變測量(ρ)。所述確定器103還可被配置為從所述數(shù)據(jù)庫檢索所述若干個第一畸變測量(κ)或所述若干個第二畸變測量(ρ)。所述裝置100可被可編程地設置為運行計算機程序。圖2顯示了一種用于根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的方法200的示意圖。所述光信號包括若干個頻率通道(m)。所述信號畸變由具有若干個傳輸跨距(i、k)的光傳輸通道所引入。所述方法200包括：提供201針對每個頻率通道(m)和針對每個傳輸跨距(i、k)的所述光信號的信號功率(P)以得到若干個信號功率；提供203針對每個頻率通道(m)和針對每個傳輸跨距(i、k)的色散(CD)值以得到若干個色散值，所述若干個色散值指示出所述光信號的色散；以及提供205針對每個頻率通道(m)和針對每個傳輸跨距(i、k)的不同的差分群延遲(DGD)值以得到若干個差分群延遲值，所述若干個差分群延遲值指示出所述光信號的偏振模色散；在所述若干個色散值和所述若干個差分群延遲值的基礎之上，確定207若干個第一畸變測量(κ)，所述若干個第一畸變測量(κ)指示出在單個傳輸跨距(i、k)上所引發(fā)的所述光信號的非線性信號畸變；以及在所述若干個色散值和所述若干個差分群延遲值的基礎之上，確定209若干個第二畸變測量(ρ)，所述若干個第二畸變測量(ρ)指示出在傳輸跨距(i)和在傳輸跨距(k)上所引發(fā)的所述光信號的非線性信號畸變之間的相關性；以及組合211所述若干個信號功率、所述若干個第一畸變測量(κ)和所述若干個第二畸變測量(ρ)以得到所述光信號的信號畸變。所述方法200可由所述裝置100執(zhí)行。所述方法200進一步的特征直接起因于所述裝置100的功能。圖3顯示了一種用于根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的裝置100的示意圖。所述裝置100包括評估塊301、系統(tǒng)配置塊303、線性損害計算塊305、非線性損害計算塊307、數(shù)據(jù)庫309和通道性能結果塊311。所述評估塊301被配置為評估一個或多個信號頻率通道的傳輸性能。所述系統(tǒng)配置塊303被配置為提供通道位置、類型、調制格式、發(fā)射功率、放大增益、光纖類型、以及例如長度、色散系數(shù)D或PMD系數(shù)等光纖屬性。所述線性損害計算塊305被配置為提供來自光放大器、濾光器和/或偏振相關損耗罰值和/或系統(tǒng)裕量的噪聲?？梢蕴峁┮恍┠Ｐ汀Ｋ龇蔷€性損害計算塊307被配置為計算由于非線性通道相互作用而導致的損害，并且被配置為應用一模型來確定給定色散補償方案下的用于頻率通道配置或系統(tǒng)配置的SNR-1非線性噪聲，所述給定色散補償方案可以自在現(xiàn)場的光纖(fibersinthefield)和/或放大器中級接入處的色散補償光纖而確定。用于PMD修正的CDi、CDk、PMDi和PMDk可以根據(jù)制表的光纖值計算，或者在光性能監(jiān)視器可用的情況下，也可以通過測量數(shù)據(jù)的反饋而計算。所述數(shù)據(jù)庫309包括放大器模型、針對其他線性損害模型的參數(shù)、和/或針對所有頻率通道類型、頻率間隔和/或待支持的光纖類型的預先計算的κ和ρ陣列。所述各值可由具體實驗設置來確定。所述通道性能結果塊311被配置為提供通道性能結果。圖中描繪了確定信號畸變或頻率通道性能的總體工作流，用于例如網(wǎng)絡規(guī)劃、通道升級情境和/或在線路由請求。所述裝置100可應用于對相干檢測色散管理光通信系統(tǒng)中的PMD影響進行建模?？梢允褂霉獠ǚ謴陀猛ㄐ畔到y(tǒng)中用于相干檢測通道的非線性傳輸罰值的分析或半分析描述?；赑MD可以引入尤其是對于通信網(wǎng)絡中色散補償傳輸部分的傳輸性能的修改這一發(fā)現(xiàn)，可以導出對這一方面進行解釋的一個模型。在下文中，引入了一種公式體系(formalism)來包含這個光纖屬性。所述公式體系可允許快速并精確地估算出其對非線性光纖傳輸罰值的影響。依靠實際通信網(wǎng)絡狀態(tài)，彈性的光組網(wǎng)可以基于每個光路的精確性能建模。如此，可以考慮有源光纖頻率通道的數(shù)量和類型、遍歷濾波器(traversedfilter)，以及光纖和色散管理類型和各個光通道的功率水平。受到非色散管理(非DM)、相干檢測波分復用(WDM)通信系統(tǒng)的建模方面進展的支持，考慮在不同的光纖傳輸跨距上所生成的非線性噪聲之間的相關性，可以引入非線性高斯噪聲模型的擴展。如此，色散管理傳輸也可以在非線性高斯噪聲的框架中變得易于處理，并且可以預測通信系統(tǒng)性能，包括對上述配置參數(shù)的依賴性。PMD可對非線性相互作用產(chǎn)生影響，尤其是對帶相干檢測光通道的WDM通信系統(tǒng)中的色散管理(DM)傳輸跨距或區(qū)段產(chǎn)生影響。可需要在合適的公式體系針中對PMD對信號質量的影響做定量描述。可以引入所述公式體系的擴展，并可在帶任意DM、非DM或二者之混合的光纖通信鏈路上的傳輸中精確考慮PMD的復雜性獲得降低。所述裝置100與又一非線性傳輸模型一起，可應用于直接檢測頻率通道或直接檢測系統(tǒng)。而高斯噪聲模型僅對相干檢測系統(tǒng)有效。對于開關鍵控(OOK)頻率通道，由于在直接檢測頻率通道之后缺乏差分群延遲的補償，故而PMD主要具有信號衰減影響。然而，來自線性傳輸?shù)牧P值導致的電眼圖閉合可在非線性機制中獲得優(yōu)勢。線性信號衰減的量化可以通過例如測量光信號消偏振和映射到光信噪比(OSNR)罰值來實現(xiàn)。在通信系統(tǒng)中，PMD的兩方面都可考慮，即線性罰值和非線性罰值減小?？梢砸胩卣鞣蔷€性參數(shù)的PMD相關縮放(PMD-relatedscaling)。所述裝置100還可應用于相干檢測通道?？梢杂^察非線性容限對相干檢測WDM頻率通道的傳輸?shù)挠绊??？梢圆迦牍室釪GD色散的組件，以實現(xiàn)例如正交調幅(QAM)相干檢測頻率通道和開關鍵控(OOK)頻率通道的同步廣域傳輸。如此，對于以上發(fā)現(xiàn)，此過程可使得OOK由于交叉相位調制而在QAM頻率通道上引發(fā)的畸變去相關?？蓱镁唧w的模型。假定光信號頻率通道場的非線性畸變可以在低階微擾中處理，則來自不同傳輸跨距的貢獻僅可依賴于在對應光纖傳輸跨距之前的累積線性畸變。進一步假定二階矩足以描述噪聲屬性，例如高斯噪聲，則總的場畸變的方差可以包括各個傳輸跨距的貢獻的方差加協(xié)方差之和，且用于頻率通道j的等效光非線性噪聲功率與信號功率比的比SNR非線性噪聲，j-1可以表示如下：在這里，N跨距表示傳輸跨距的個數(shù)，Pi，m表示頻率通道m(xù)在跨距i上的信號功率。κ可以按如下定義為在例如所有線性損害和平均非線性相位旋轉的補償之后的各個交互作用的非線性場畸變的方差：κ和ρ可依賴于在發(fā)射到傳輸跨距i中之前的累積色散(CDi)、光纖類型和/或調制格式。ρ表示用于非線性場畸變的相關性參數(shù)。由于相鄰頻率通道上的符號可以是統(tǒng)計獨立的，故而其所引發(fā)的非線性場畸變也應當是統(tǒng)計獨立的，并且僅需要對源自同一個頻率通道的信號畸變考慮其相關性。ΔOSNRj表示頻率通道j上相對參考ROSNRbtb的過量OSNR罰值，所述參考ROSNRbtb定義了轉發(fā)器針對線性傳輸后一定的誤碼率所要求的OSNR。不過，當存在不可忽略的光纖PMD時，這些公式體系可能對色散補償傳輸失效?？捎^察到例如1dB的Q-因子罰值減少。為了在色散管理傳輸中讓高斯噪聲模型仍然成立，可能需要找到一種考慮光纖PMD的擴展。所述公式體系的擴展可以根據(jù)下列考慮得到。光纖和組件的PMD效應可以結合到基于相關性的公式體系中。可以基于依賴于2個參數(shù)的κ和依賴于4個參數(shù)的ρ來引入將頻率通道發(fā)射到下一個光纖傳輸跨距i中之前的累積DGD有關的又一參數(shù)，即DGDi。此手段可得出精確的模型。然而，陣列項的推導和網(wǎng)元中的存儲需要付出相當多的努力。結果為，4維陣列可以分解成前文的具有零DGD的標準2維ρ陣列和另一個僅依賴于最小累積絕對CD值和各個光纖之前的累積DGD的差的2維陣列的乘積。如此，依然可以精確而又簡單地處理DGD依賴性。將相關性陣列的大小進行縮減是有必要的。假定一個用于50GHz間隔的相鄰頻率通道的感應非線性畸變的示例性陣列可得出一個例如有2.56e+8個項的相關性陣列，所述示例性陣列能夠處理4000kmSSMF上從色散管理到非色散管理的多種配置、最大DGD為20ps、CD粒度80ps/nm、DGD粒度1ps。經(jīng)過所述的陣列分割之后，所述PMD相關矩陣可僅包含1.6e+4個項。此公式體系可根據(jù)下列等式總結和/或擴展：光信號場的非線性畸變Ei可依賴于信號頻率通道與干擾者之間的頻率間隔(例如頻率間隔＝0用于自相位調制/非線性自干擾，且頻率間隔≠0指跨通道相互作用)、調制格式、光信號與干擾者的波特率、光纖類型、尤其是非線性系數(shù)或光纖色散系數(shù)D、和/或進入發(fā)生非線性相互作用的光纖傳輸跨距或區(qū)段之前的頻率通道與干擾者的累積色散CD。ΔEi可確定為經(jīng)過線性畸變補償即CD可恢復到0ps/n之后的接收的光信號場、星座的平均非線性相位旋轉和/或未畸變信號E0之間的差。κj，m表示頻率通道m(xù)在頻率通道j上生成非線性噪聲的效率。ρm(CDi，CDk)表示頻率通道m(xù)在傳輸跨距i和k上所引發(fā)的非線性畸變的相關性。當存在進一步的線性和/或統(tǒng)計畸變如PMD時，公式可讀為：ΔEi可按上述來確定，其包含對由于PMD而產(chǎn)生的偏振畸變的附加補償。圖4顯示了幾個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的示意圖401、403和405。示意圖401描繪了來自示例性128G偏分復用(PDM)不歸零(NRZ)差分正交相移鍵控(DQPSK)頻率通道的依賴于各自光纖傳輸跨距之前的累積色散的非線性引發(fā)的場畸變的相關性。其顯示了相同累積CD值之間存在最大相關性值。CD值可聯(lián)系到附圖中的PreCD。示意圖403描繪了依賴于累積CD值以及累積差分群延遲值之差的PMD引發(fā)的相關性減少。示意圖405以曲線形式描繪了在累積CD值和PMD的各種取值下相關性精確值與自所述兩個2維陣列的組合所得的對應值之間的對比。為了示意陣列大小的縮小，來自非線性光纖傳播的非線性畸變的精確相關性可以與如該公式所描述的組合了標準PMD無關相關性矩陣和PMD相關性修正矩陣的模型結果進行對比。描繪了源自示例性間隔50GHz的相鄰頻率通道經(jīng)過80kmSSMF傳播后的非線性信號畸變的結果。進一步的，考慮了128Gbit/sPDMNRZDQPSK通道。示意圖405包括了4維陣列的縮減(cut)。累積色散(PreCD)和DGD值(PreDGD)在插圖中描述。頻率通道的累積色散CD(附圖中的PreCD2)在第二光纖傳輸跨距中非線性相互作用之前變化。圖5顯示了一個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的等值線圖501。所述等值線圖501描繪了對于在大有效面積光纖(LEAF)上的示例性間隔50GHz的相鄰頻率通道上κ相對于0psDGD的情況的增大。自高DGD值起，由于在發(fā)射到傳輸光纖中之前增大的峰值平均功率比(PAPR)，也可以發(fā)生κ的增加，即非線性噪聲功率生成效率的增加。圖6顯示了幾個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的示意圖601和603。示意圖601和603描繪了標準單模光纖(SSMF)傳輸配置的示例性仿真和模型所得OSNR罰值的對比。示意圖601和603示出了所述模型對任意色散圖和頻率通道數(shù)的總體適用性。例如-340ps/nm色散的色散補償光纖可被配置為后接例如80km傳輸跨距的SSMF，在后續(xù)放大器中，每個色散都欠補償?shù)嚼?4％。每四個傳輸跨距可例如被色散過補償18％。描繪了針對不同頻率通道數(shù)、發(fā)射功率和傳輸光纖數(shù)的仿真和模型結果。圖7顯示了一個根據(jù)一個實施方式具有若干個傳輸跨距的光傳輸通道的示意圖701。光信號包括若干個頻率通道，例如在第一配置中為自196.1THz到194.1THz、頻率通道間隔50GHz，以及在第二配置中為自193.6THz到191.6THz，所述光信號在光傳輸通道上進行傳輸。所述光傳輸通道包括73kmLEAF跨距，以及大小和位置如圖中所示的色散補償模塊。所述光信號被包括DSP的光前端和ASE接收。圖8顯示了一個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的示意圖801。示意圖801描繪了用于在前述配置的色散補償LEAF的10個傳輸跨距上21個頻率通道的示例性傳輸?shù)膶嶒灲Y果、模型結果和仿真結果，其中每個頻率通道由128GNRZPDMDQPSK調制。PMD模擬器(PE)放置在第4個傳輸跨距之后，并且平均DGD值從0到20ps變化?？蛇x擇例如-1dBm/頻率通道的光纖發(fā)射信號功率?？赏ㄟ^在接收機(RX)端的放大自發(fā)射(ASE)噪音加載來導出OSNR罰值。實心符號涉及測量結果?？招姆柹婕澳Ｐ徒Y果。黑色/實心符號涉及有關配置的仿真結果。示意圖801描繪了以前述色散方案在色散管理LEAF通信鏈路上的41頻率通道傳輸?shù)臏y量和對應的模型結果。對于例如高至10ps的DGD值，可以觀察到非線性罰值的減小。增加的PAPR可在相關性的減少中占據(jù)主導。此處的后一個效應主要在集中的DGD元件中發(fā)生，但可以通過κ的DGD依賴性而包含在本模型中?？梢杂^察到，模型結果與測量結果相吻合。圖9顯示了一個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的示意圖901。示意圖901描繪了在與前圖設置相同、但在發(fā)射機(TX)后插入PMDE時的實驗結果與模型結果。實心符號涉及測量結果。空心符號涉及模型結果。示意圖901顯示了OSNR罰值，但在復用器(MUX)后應用了PMD模擬器。不同于之前情況的是，所述罰值可隨DGD值單調增加，從而印證了：可以并沒有相關性的減小，僅僅只是非線性噪聲功率生成效率的增加。圖10顯示了一個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的示意圖1001。示意圖1001描繪了示例性配置的仿真和模型OSNR罰值的對比。示意圖1001用空心符號描繪仿真的OSNR罰值，并用實心符號描繪模型的OSNR罰值。所述OSNR罰值由非線性頻率通道相互作用所導致，依賴于此配置的光纖PMD系數(shù)。為了證實簡化算法的準確性，可以執(zhí)行具有例如3dBm發(fā)射信號功率的三個128GPDMNRZDQPSK頻率通道的傳輸仿真，其中每個在例如12x80km的標準單模光纖上執(zhí)行，每個傳輸跨距之后采取完全色散補償，并在第一個光纖傳輸跨距之前進行例如-340/0和840ps/nm的CD預補償，并采用相干檢測，且目標誤碼率為例如2e-2。在WDM的情況中，來自最接近的相鄰頻率通道的交叉相位和交叉偏振調制可決定非線性噪聲功率中最大的部分。因此，這些條件的修改可以基本反映出PMD在非線性機制中的影響。為得到較高的模型準確性，原則上可包含所有PMD依賴性，不論是針對κ還是ρ。本發(fā)明可提供下列優(yōu)點。此手段可允許針對PMD對相干檢測WDM頻率通道的傳輸性能的影響進行建模。如所示，所述效應對DM通信鏈路而言，并不是邊緣性的，而是實質性的。將4維相關陣列(CD1、PMD1；CD2、PMD2)分解為標準2維相關矩陣(CD1；CD2)與2維相關矩陣(CD、DGD)的乘積，可以得到精確的結果，并可減少例如生成陣列項所要求的存儲容量和計算時間。因此，此手段可應用于在線和離線網(wǎng)絡規(guī)劃和路徑計算，只有微小的附加運算復雜度。此手段也可應用于其他光纖類型、不同光纖類型的組合以及不同的調制格式和符號率。光信號可以相干檢測。此手段允許定量考察PMD在相干檢測DM或部分DMWDM通信系統(tǒng)中的影響。本發(fā)明可實現(xiàn)在存在PMD的DM光纖鏈路、非DM光纖鏈路或其混合上進行的非線性傳輸?shù)南喔蓹z測光信號頻率通道的信號質量的快速估算。可以對存在PMD的不同類型的光纖在任意色散圖上的例如128G-PDM-QPSK頻率通道的傳輸性能進行建模?？梢詰孟嚓P性手段，允許用相干檢測對任意色散管理WDM通信系統(tǒng)進行包括PMD依賴性的非線性罰值預測。通過對應的仿真可以印證模型結果。依靠實際通信網(wǎng)絡狀態(tài)，彈性的光組網(wǎng)可以基于對每個光路進行精確的性能建模。如此，可能有必要考慮遍歷濾波器的活躍頻率通道的數(shù)量和類型、光纖和色散管理類型、和/或各個通道信號功率水平?？梢詰梅荄M相干檢測WDM系統(tǒng)的建模、高斯噪聲(GN)描述和/或面向應用的修改，以允許增強模型在混合光纖非DM系統(tǒng)上的精度。為達至普遍適用性的目標，可能有必要去除色散管理限制。公式體系可以擴大，尤其是相對于非線性噪聲的相關性屬性擴大，將特定模型的范圍擴展到任意色散管理的WDM通信系統(tǒng)?？梢钥紤]PMD引發(fā)的非線性罰值的修改，這對DM通信系統(tǒng)可具有意義?？蓱靡粋€半分析性模型。假定光信號頻率通道場的非線性畸變可以在低階微擾中處理，則來自不同傳輸跨距的貢獻僅可依賴于在對應光纖傳輸跨距之前的累積線性畸變。考慮到二階矩足以描述噪聲屬性，則總的場畸變的方差可以包括各個傳輸跨距的貢獻的方差加它們的協(xié)方差之和，且頻率通道j的等效非線性噪聲功率與信號功率的比SNR非線性噪聲，j-1可以表示如下：N跨距表示傳輸跨距的個數(shù)、Pi，m表示頻率通道m(xù)在跨距i上的信號功率。κ可以按上文定義為在所有線性損害和平均非線性相位旋轉的補償之后的各個交互作用的非線性場畸變的方差。κ可依賴于發(fā)射到傳輸跨距i中之前的累積色散(CDi)、DGD、光纖類型和/或調制格式。ρ表示非線性場畸變的相關性參數(shù)。由于相鄰頻率通道上的符號可以是統(tǒng)計獨立的，因此其所引發(fā)的非線性場畸變也可以是統(tǒng)計獨立的，并且僅需要對源自同一個頻率通道的畸變考慮其相關性。圖11顯示了幾個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的等值線圖1101、1103和1105。圖1101描繪了LEAF的κ。圖1103描繪了SSMF在不同頻率距離、信號頻率通道和各種累積色散值下的κ。圖1105描繪了由SSMF上的示例性50GHz間隔128GPDMQPSK通道所引發(fā)的非線性畸變的相關性，并且其被描繪為累積色散的函數(shù)。在本例中，對于每個在例如80km長標準單模光纖(SSMF)和/或大有效面積光纖(LEAF)上均包括例如215個符號的128G偏振復用不歸零正交相移鍵控(PDMNRZ-QPSK)的頻率通道，生成了其κ矩陣或矢量和ρ矩陣。對于通信鏈路中光纖混用的情況，同樣可以導出每對光纖類型的非線性場畸變之間的相關性。以下列出了用于仿真和建模的示例性光纖參數(shù)：SSMFLEAF非線性系數(shù)γ(W-1km-1)1.41.3色散系數(shù)(psnm-1km-1)16.84.05色散斜率(psnm-2km-1)0.0580.085經(jīng)過傳輸后，可以使用數(shù)字信號處理(DSP)來補償線性通道損害，例如通過盲估算法，并且可應用具體手段來縮小軟判決差分解碼的附加罰值。圖1101、1103和1105在示例性50GHz頻率通道網(wǎng)格上以填色等值標繪來描繪了LEAF和SSMF上的κ值。在SSMF上，自相位調制(SPM)可具有最大系數(shù)(@Δv＝0)，而在LEAF上，間隔50GHz的相鄰頻率通道可對非線性信號畸變具有最大貢獻。在示意圖1105中，描繪了帶有累積CD1和CD2的間隔50GHz處的相鄰頻率通道所引發(fā)的非線性畸變的相關性。對于CD與色散全補償?shù)挠成渖舷嗤?，所述相關性可等于1，并且對于CD差對應于例如50km光纖的，通?？傻晾?0％以下。對于圖中的數(shù)據(jù)，PMD值被設為零。圖12顯示了一個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的示意圖1201。圖1201描繪了在16個傳輸跨距的SSMF上進行DM傳輸之后的各種頻率通道數(shù)的OSNR罰值。實心符號涉及仿真結果?？招姆柹婕跋嚓P性模型結果?？梢詰靡环N手段以周期性返回如圖1201的插圖所示的SSMF上的色散圖。通過在與例如約11.9dB的理想背靠背OSNR相對應的軟判決前向糾錯(SD-FEC)參考誤碼率(BER)例如2e-2的接收機處進行噪聲加載，可以計算194.1THz頻率通道的OSNR罰值。仿真結果為使用隨機種(seed)運行例如10次取平均。所選通道數(shù)越高，本手段與仿真結果的吻合度就越好，但單頻率通道罰值的預測除外，因為星座點周圍的非線性噪聲更有條件地類似于二元高斯分布。圖13顯示了幾個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的等值線圖1301和1303。在示意圖1301中，描繪了κ在不同DGD值下相對于DGD＝0的增強，并且在圖1303中，描繪了PMD引發(fā)的在SSMF上的非線性畸變相關性的改變。為得到定性和定量的洞見，可生成針對各種DGD值的κ與ρ的表格。既然ρ可依賴于4個參數(shù)，如CD和PMD值各兩個，則對于示例性間隔50GHz的相鄰頻率通道，可以考慮在CD1＝CD2和DGD2-DGD1處的縮減。對于CD1≠CD2，相關性相比圖11可有降低。對于小的累積CD值且大的DGD值，κ可以通過增加峰值對均值功率比(PAPR)來增強。同時地，對于累積CD值較小的，以及在較小程度上對于累積CD值較大的，可以減小非線性場畸變的相關性。PMD所引發(fā)的κ和ρ的修改可用于將PMD引入模型中，從而允許在DM和非DM系統(tǒng)中的普遍適用性。針對零PMD導出κ和ρ的對應值，在上面疊加修正，從而可準確評估出各種色散圖和光纖PMD值的傳輸罰值，如圖13中虛線處所見。圖14顯示了幾個用于示出根據(jù)一個實施方式確定光信號的信號畸變的執(zhí)行的示意圖1401和1403。在示意圖1401中，描繪了混合光纖混合色散管理傳輸?shù)纳D?？招姆柹婕癓EAF。實心符號涉及SSMF。在示意圖1403中，描繪了例如2dBm的3個頻率通道和3dBm的7個頻率通道的對應圖的OSNR罰值與光纖PMD系數(shù)的依賴關系。虛線涉及模型結果。實線涉及仿真結果。LEAF與SSMF的DM與非DM傳輸跨距或區(qū)段可以組合。SSMF后接LEAF的在例如2dBm/通道的3個頻率通道傳輸所表現(xiàn)出的罰值(a)可大于光纖類型順序逆反(b)之后的例如7頻率通道的3dBm傳輸。應用依賴于PMD的κ與ρ的改變后，可以高準確度重現(xiàn)仿真結果。相干檢測系統(tǒng)中用于非線性罰值評估的基于相關性的手段的范圍可以擴展，以求涵蓋任意色散管理的傳輸。通過考慮PMD引發(fā)的相關性改變，可以在非線性機制中定量考察這項光纖屬性對信號質量的影響。模型結果可以通過對應配置的仿真結果來加以核驗。雖然參照本發(fā)明的具體特征和實施例描述了本發(fā)明，但明顯的是，仍可對這些特征和實施例進行各種修改和組合而不至偏離本發(fā)明的精神與范圍。相應地，說明書和附圖應被視作僅為隨附權利要求所限定的本發(fā)明的示意，其意在涵蓋本發(fā)明范圍內的任意和全部修改、變化、組合或同等替換。當前第1頁1 2 3