在真实网络条件下确定通道OSNR和通道OSNR裕度的制作方法
本发明属于光纤通信领域。具体地，本发明涉及一种在光传输网络中确定给定的光链路的光信噪比(osnr)和osnr裕度的方法，以及一种被配置成在光传输网络中确定给定的光链路的osnr裕度的对应设备。
背景技术
典型的光传输网络包括通过光链路相互连接的多个节点。光传输链路的每个节点可以包括一个或多个光学部件，并且将节点相互连接的光链路通常是光纤。光网络通信的关键方面是保证光学数据可以以一定的质量程度通过光通信网络的光链路在节点之间传输，从而不管可能会影响光信号的传输的任何可能的衰减来源或信号退化来源，都允许在对应光链路的接收端进行无误的数据处理。
在使用波分复用(wdm)的光网络中，光信号借助于具有不同波长的光波进行传输。该光信号集通常被称为wdm信号或多通道光信号。然而，并非所有通过光链路传输的功率都对有意义的信息进行编码。光源、光链路以及用于光传输网络的光电装置的物理性质固有地引起额外不受控制的光功率，该光功率与对有意义信息进行编码的信号功率混合在一起并致使在接收端处对其进行解码更困难。这个不受控制的光功率一般被称为“光噪声”。在多通道光信号的波长分布中，所述光噪声呈现宽带噪声基底，而光通道以从此噪声基底升起的局部功率峰值的形式出现，使得光信号的每个局部最大值与用于传输将要在链路的接收端处解码的有意义信息的通道对应。在下文中，术语光噪声将用于可能在光功率密度谱中检测到的任何噪声贡献。换言之，这些噪声项原则上能够由理想的光谱分析仪检测。
光噪声对光信号的传输的影响通常以有意义信号功率与噪声功率之比来表征。为此目的，将所谓的光信噪比(osnr)定义为所传输光信号的功率与影响光通道中的所述光信号的光噪声功率之比。更确切地说，光信号的功率与预定义波长范围内的光噪声功率相关，该预定义波长范围以通道的波长为中心。通常，选择0.1nm宽度的波长范围，但也可以使用任何其他数值，诸如1nm，因为表示噪声相对于波长的功率密度的曲线相当平滑。
利用光放大器的光传输网络中的光噪声的主要来源是由增益介质中的光子的自发发射和受激发射的进一步放大引起的放大式自发发射(ase)。这种对功率信号的不受控制的贡献可以借助于光谱分析仪(osa)进行测量。
在光链路的接收端处错误地检测到在光信号中编码的信息的程度用所谓的“误码率”(ber)进行量化，所述误码率是错误地接收到的位的数量与所传输的位的数量之比。通常，基于在用任何前向纠错(fec)机制进行潜在纠正之前的错误判定的数量来确定误码率。这种ber通常被称为前向纠错前ber(prefecber)。
在光传输网络或光系统中操作的光通道的稳健性可以由光链路的接收端处的光信号的osnr与所述接收端处期望的最小osnr之间的差异给定的所谓残余裕度确定，以便以低于预定义阈值的误码率进行无误差数据传输或数据处理。通道通常被分配有最小残余裕度，以便在考虑到预见的系统退化的情况下确保满足在光链路的预期寿命内进行无误差光信号接收的要求，所述预见的系统退化诸如跨度损耗增大、部件老化或者在例如添加另外的通道时增加非线性通道相互作用。
如果最终检测到的数据流的误码率低于10-12，那么数据传输通常被认为是无误差的，但对于一些应用，也可以使用其他阈值。在实施纠错的情况下，纠错之后的ber需要等于或小于这个值。现代的接收器即使前向纠错前ber为约10-2也允许无误差数据传输。
用于保证无误差数据传输的已知解决方案是基于最坏情况的假设，据此光网络通常安装成具有显著的残余裕度。换言之，寿命开始(bol)时的osnr可以显著大于期望的osnr，以便准备好应付将来的性能退化。然而，尽管残余裕度必须足够高来确保光传输网络在其整个寿命内的可操作性，但不必要的高残余裕度可能会不必要地限制光路径的范围或者可能要求安装昂贵的设备，这最终导致资源的浪费。因此，关键是实现平衡量的残余裕度，所述残余裕度足够稳健以保证光信号在光传输网络的整个寿命或操作时间内的无误差传输，但同时保持尽可能低以便避免因数据信号需要其他放大点或昂贵的电再生而引起的额外网络成本。
另外，由于光纤的光性质以及上述的衰退来源不仅是频率相关而且进一步受到统计变化的影响，因此要确定地预测光传输网络中的光通道的真实性能条件非常困难。此外，光传输网络的通道结构(即，通道数量、光谱位置、通道间距离等)或网络结构(即，光学部件的数量、网络中的部件的位置等)的修改也对信号传输质量且因此对残余裕度有直接影响。
然而，当通过光传输网络的光链路在节点之间传输时，光信号不仅经受衰减和光噪声，而且经受其他不想要的信号干扰源，这可能无法通过使用例如osa的直接测量来检测到。这例如是非线性效应的情况，如交叉相位调制(xpm)、自发相位调制(spm)、四波混频(fwm)，以及线性衰减的情况，诸如色散(cd)、偏振模式色散(pmd)以及偏振依赖损耗(pdl)，它们可能组合导致信号退化到在光链路的接收端处无法正确地接收到在光信号中编码的信息的程度。与ase相反，这些效应并未以实际噪声功率的形式显示，并且因此无法被例如使用osa的直接功率测量检测到。
因此，仅基于osnr来估计信号传输质量会有未考虑到因除ase外的上述效应而产生的额外信号退化效应的风险，并且因此导致错误地估计保证期望程度的传输质量(例如，期望的ber)实际所需的条件。
在wo2013/026469a1中，公开一种用于确定性能参数以便将它与预定义寿命终止性能条件进行比较的方法，以便在信号退化危害达到寿命终止时间之前，在满足预定义性能条件的情况下触发适当的校正反作用。然而，其中没有给出关于在网络操作期间在考虑到上述不同技术问题的同时正确地估计光信噪比裕度的细节。
鉴于此，在确定光传输网络中的给定光链路的osnr裕度方面尚有技术改进的空间。
技术实现要素：
本发明的根本问题是提供一种用于确定通过光传输网络中的光链路传输的光信号的不同信号退化来源的贡献的方法和设备，以便考虑到不能由osnr直接捕获的链路相关信号退化来源而保证成功的数据传输。这个问题由根据权利要求1所述的方法和根据权利要求项17所述的设备来解决。在本文中，osnr裕度应被理解为在通过所述光链路传输后的光信号的实际osnr与仍确保在所述光链路上的成功数据传输的最小osnr之间的差异，其中“成功”可以具体是指预定的最小程度的无误差数据传输，这在一些情况下可以由预定的误码率(ber)阈值给出。应注意，尽管严格地说，所谓的误码率(biterrorrate)就是误码比率(biterrorratio)，但下文将使用常用的术语。从属权利要求中描述了本发明的优选实施例。
本发明的方法包括测量光链路上的信号传输的性能值的步骤。性能值在本文中应以广泛的方式被理解为指代适于将信号传输期间的光链路的性能(即，所述信号传输的质量)量化的任何参数或大小。例如，在一些实施例中，性能值可以与表示所述光链路上的信号传输质量的ber值对应，具体地与前向纠错前(prefec)ber对应。
所述方法还包括基于性能值与辅噪声功率值之间的预定关系而从性能值中导出辅噪声功率值的步骤，其中辅噪声功率值包括在光链路上生成的放大式自发发射(ase)功率的贡献以及表示在光链路上传输时的其他信号退化来源的链路相关等效噪声功率贡献。因此，，辅噪声功率值表示来源于归因于ase和将不以光噪声的形式显示且可能无法被例如使用osa的直接测量检测到的其他信号退化来源(即，除ase外)的噪声功率贡献的总噪声功率贡献。例如，这些来源可以包括交叉相位调制(xpm)、自发相位调制(spm)、四波混频(fwm)、偏振模式色散(pmd)、色散(cd)以及偏振依赖损耗(pdl)等等。
因此，辅噪声功率值可以被定义为来源于所有可能的信号退化来源(也就是，因ase而引起的噪声功率贡献pa和因所有其他链路相关信号退化来源而引起的等效噪声功率贡献pl)的总和的值pn:
pn＝∑pi＝pa+pl
其中pi是所有可能的信号退化来源，包括“真实”光信号噪声(例如，归因于ase)和起因于所述链路相关信号退化来源的“等效”噪声功率。因此，如果真实光噪声是唯一的信号退化来源，那么pn提供将引起与光噪声和链路相关信号退化来源的实际组合相同程度的信号退化的光信号噪声的测量值。这依赖于假设所有的信号退化来源都可以被量化为等效噪声功率。这个假设对于非线性效应的有效性已经由p.poggiolini在他于2012年12月15日在《光波技术杂志》第30卷第24期发表的原创性论文“thegnmodelofnon-linearpropagationinuncompensatedcoherentopticalsystems”中证明。至于诸如窄带滤波、pmd、pdi和cd等其他效应，该模型的有效应已经由本申请发明人实施的实验证实。
基于性能值与辅噪声功率值之间的允许将测量的性能值映射到对应的辅噪声功率值的预定关系，根据测量的性能值确定辅噪声功率值。所述预定关系可以例如与使性能值依赖于辅噪声功率值(即，依赖于影响光链路上的信号传输的总噪声功率贡献)的数学函数相关，但它也可以由查找表的条目定义。
例如，如果性能值对应于前向纠错前ber的测量结果pber，那么该预定关系可以对应于使得ber依赖于位于光链路的接收端处的接收器处的总有效噪声比的函数，该函数由在光链路上传输的信号的功率ps与辅噪声功率值之比给出：
因此，知道函数f和信号功率ps就允许从前向纠错前ber测量pber推断出辅噪声功率值的值pn。应注意，该预定关系可以以各种方式进行定义，但应始终是总信号功率ps和辅噪声功率值pn的函数。
所述方法还包括测量或导出光链路上的信号传输的osnr相关值的步骤，其中osnr相关值对应于或至少表明光链路上的实际osnr。“实际osnr”在本文中指代归因于ase的光链路上的osnr，因为这是归因于ase的可以例如借助于光谱分析仪(osa)测量到的osnr。本文中提到的实际osnr由下式给出：
osnr相关值可以与在光链路上直接测量到的绝对osnr值对应，如果这样的测量是可能的话，即，如果给定条件并且诸如osa的对应设备可用的话。如果绝对osnr值的直接测量是不可能的，那么可以基于例如已知或可得到的关系，通过从其他测量到或以其他方式可用的值(例如，可与光链路上的实际osnr相关的参数)中导出osnr相关值来得到osnr相关值。
所述方法还包括基于辅噪声功率值和osnr相关值来区分ase的噪声功率贡献和链路相关等效噪声功率贡献。这允许识别通过光链路传输的光信号归因于与光链路中生成的ase相关的真实光噪声而经历的信号退化到何种程度，以及所述信号归因于除ase外的链路相关信号退化来源而退化到何种程度。本发明的方法允许借助于假设无法从光信号的光谱的分析(例如，借助于osa)中直接检测到的链路相关来源可以在概念上被视作链路相关等效噪声功率贡献，来分别识别所述信号退化来源。这使得能够更准确地分析影响光信号通过光链路的传输的信号退化来源，并且允许更好地估计针对光链路上的信号传输设定的残余裕度，例如，osnr裕度。
在本发明的优选实施例中，区分放大式自发发射的噪声功率贡献与链路相关等效噪声功率贡献的步骤可以或至少部分包括基于辅噪声功率值和osnr相关值来确定链路相关等效噪声功率贡献的步骤。然而，在相关的实施例中，可以确定直接反映所述链路相关等效噪声功率贡献的一个或多个参数，而不是链路相关等效噪声功率贡献本身。这也是区分放大式自发发射的噪声功率贡献与链路相关等效噪声功率贡献的示例。换言之，并非始终有必要确切地确定链路相关等效噪声功率贡献，而是只要确定了反映或表示所述链路相关等效噪声功率贡献的参数即可。
根据本发明的优选实施例，所述方法还包括基于辅噪声功率值和osnr相关值来确定要求osnr相关值的步骤，所述要求osnr相关值对应于或至少表明考虑到由链路相关等效噪声功率贡献表示的所述其他信号退化来源而仍确保光链路上的成功数据传输的最小osnr。该最小osnr与因ase而引起的最大噪声功率贡献
其中最大辅噪声功率
例如，如果预定性能值对应于前向纠错前ber值，那么所述性能值阈值可以被选择为由针对光链路上的光信号的传输的最大前向纠错前ber给出，并且根据预定关系，预定最大辅噪声功率
根据这个实施例，所述方法还包括通过从由osnr相关值指示的实际osnr中减去要求osnr来确定osnr裕度的步骤。“要求”osnr在本文中指代仍确保光信号通过光链路的无误差传输的最小osnr值。当然，osnr的更大值也允许无误差传输。实际osnr可以从osnr相关值中得到，也就是，如果osnr相关值对应于osnr，则通过直接测量得到，或者如果osnr相关值表明光链路上的osnr，则通过从osnr相关值中推断出osnr来得到。这样一来，本发明的方法允许基于对应于或至少表明osnr的测量，同时考虑到除ase外的可能无法从osnr中直接识别出的链路特定信号退化来源，在当前网络和信号条件下估计未来情况下是否能保证无误差数据传输。
由计算出的实际osnr与信号的要求osnr之间的差异给出的残余裕度可以在通过光链路的传输之后在接收器处确定(即，包括因链路衰减引起的osnr减小)。利用这种方法，由光链路中的新条件(例如，跨度损耗和/或链路衰减的变化)引起的残余裕度的变化可以与关于导致残余裕度变化的效应的来源的额外信息一起量化。此外，借助于光学模型来确定残余裕度使得能够预测在不同于实际链路条件的链路条件下的通道残余裕度。
这允许建立预定性能值阈值例如预定最大前向纠错前ber与对应可测量的osnr之间的关系，尽管事实上osnr测量通常将不会反映除ase外的信号退化来源的效应，例如非线性，这些效应是链路特定的并且难以用精确的方式测量。这提供了对可以在保证有效使用网络资源的同时确保无误差数据传输的osnr裕度的更准确估计。
根据本发明的优选实施例，从背对背(b2b)测量中得到或可得到辅噪声功率值与性能值之间的预定关系。在b2b测量中，发射器和接收器的特征为ase噪声具有可忽略的线性或非线性波形失真。优选地，针对这个特征，发射器由长度小于100m的光纤连接到接收器。这种b2b配置可以用来提供发射器-接收器对，其中以受控制的方式人工地生成光噪声，并且用来测量这对性能产生的影响。在这种情况下，增加的人工生成的噪声是唯一噪声来源，并且因此与产生的辅噪声功率值对应。由于在b2b配置中没有链路，因此显然不存在链路相关信号失真效应。在b2b配置中，针对发射器-接收器对，可以得到使得前向纠错前ber依赖于辅噪声功率值pn的函数。
根据本发明的优选实施例，性能值与辅噪声功率值之间的预定关系是在操作所述光链路中的发射器和/或接收器之前得到或可得到的设备特定关系。这允许在此类发射器和/或接收器用于光传输网络中之前确定它们的预定关系，使得预定关系反映出发射器和/或接收器的固有性质。预定关系可以例如在如用于光链路的发射器和/或接收器的制造期间得到。一旦发射器和/或接收器被用在光传输网络中来挑出链路相关等效噪声功率贡献，这便允许使用与光链路中实际出现的噪声相关的信息。
从经济的角度来看，使用性能值与辅噪声功率值之间的表示典型应答器特性且不考虑设备特定性质的预定关系适于降低制造成本。这样的典型预定关系可以源于利用几个样本完成的测量，但也可以基于理论考虑或可以从数值模拟结果中导出。理论考虑可以例如考虑到调制格式和所使用的前向纠错(fec)，具体地在纠错之后仍允许实现无误差操作的最大前向纠错前误差率。然而，作为辅噪声功率值与osnr相关值之间的差异得到的等效噪声功率不再只说明链路相关方面，而是也包括来自应答器的贡献。通常，后者的贡献与链路相关贡献相比较小，因而所述技术仍然提供对链路的影响的良好估计。另外，实验结果表明，osnr和残余裕度的计算准确性不受这种方法影响。
在本发明的优选实施例中，基于针对相同光链路上的不同操作条件测量到的至少两个不同性能值来确定osnr相关值。这允许确定光链路上的实际osnr，即使在不可能直接测量osnr的情形下也能确定。根据这个实施例，可以测量第一性能值和第二性能值。随后基于预定关系，可以从第一性能值和第二性能值中导出第一辅噪声功率值和第二辅噪声功率值。随后可以从第一辅噪声功率值与第二辅噪声功率值之间的关系中导出光链路的信号传输的osnr相关值，第一辅噪声功率值与第二辅噪声功率值两者都固有地与相应操作条件下的实际osnr相关。
通过调整连接到光链路的一个或多个放大器的增益，可以在光链路上创建例如与不同信号传输功率对应的所述不同操作条件。应注意，术语“放大器”具有广泛的意义，并且可以与专用的光纤放大器相关，诸如edfa，但也可以指代包括光放大器的部件，诸如光子交叉连接，如下文更详细地说明。另外，上述增益调整可以以这样的方式应用于不止一个放大器，使得可以手动地补偿所述不止一个放大器中的每个放大器的增益变化，使得信号传输功率的变化被限于讨论中的光链路并且不延伸到可以通过一个或多个放大器连接到所述光链路的其他光链路。
这允许考虑到除ase外的链路特定噪声功率贡献来正确地确定osnr裕度，即使在不可能直接测量绝对osnr值的情形下也是如此。相反，基于所确定的osnr相关值在相同光链路上的上述不同操作条件之间的过渡下经历的变化来确定osnr裕度。通常，可以假设由除ase外的信号退化引起的等效噪声功率在所述不同的操作条件下保持相同。这种假设的有效性已经由本发明人假设并证实。既然如此，osnr的变化仅归因于不同的信号功率，因为链路相关等效噪声功率贡献在两种情况下是相同的。因此，可以简单地从不需要直接测量而是可以从两个操作条件的测量参数(即，测量到的功率电平)中导出的osnr的相对变化中计算出实际osnr。另外，通过考虑链路相关等效噪声功率贡献随着操作条件改变的预期变化，例如，通过使用描述非线性光纤效应的效应的模型，可以使计算更精确。
在本发明的优选实施例中，所述方法还包括从osnr相关值中确定与分别测量两个不同性能值所处的操作条件中的至少一个对应的实际osnr。这允许确定osnr且因此更换或消除直接osnr测量所需的测量设备。此外，所述方法允许在osnr的直接测量比较困难或甚至不可能的情形下确定osnr。
根据本发明的优选实施例，所述不同操作条件与光链路上的不同信号传输功率对应。因此，通过调整光链路中的信号传输功率，例如，通过适当地调整影响光链路上的信号传输的放大构件，可以以简单的方式来提供上述不同操作条件。优选地，仅改变所考虑的通道的功率，以便最小化考虑之中的第一操作条件与第二操作条件之间的链路相关等效噪声功率贡献的变化。这可以例如通过对通道在链路上的通道所遍历的光子交叉连接中所经历的衰减进行通道特定调整来实现。
本申请人的发明人已经证实，因除ase外的效应而引起的辅噪声功率的贡献在信号功率不同的操作条件下保持相同的假设在很多情况下都得到很好地证明。应注意，这并不排除将所述假设应用于创建不同操作条件的其他方式。
在本发明的优选实施例中，所述方法还包括根据基于不同操作条件的所述至少两个不同性能值而确定的osnr相关值，确定与测量至少两个不同性能值中的一个所处的操作条件对应的实际osnr。这样一来，即使在不可能进行直接osnr测量的情况下，也可以从所述至少两个不同性能值的测量中直接得到绝对osnr测量。
在本发明的优选实施例中，所述方法还包括改变光链路上的信号传输功率，以便提供所述不同操作条件。
根据本发明的裕度计算需要关于实际osnr相关值的信息，所述信息可以从直接测量、不同操作条件的性能测量或者链路建模中得到。上文所述已经解决了前两个选项。根据按照第三选项的本发明的优选实施例，所述方法还包括根据功率分布和沿着给定路径的光传输网络的部件的其他特性来计算接收器处的ase，所述光路径可以包括一条或多条光链路。光学模型可以考虑到光信号的osnr因衰减和光链路上的光噪声而减小。作为osnr计算的输入，可以使用来自沿着光链路安装在光网络中的测量装置的数据。如果来自测量装置的数据不可用或不完整，那么可以使用光学装置的参考或典型特性。
在本发明的优选实施例中，所述方法还包括基于光学模型来计算线性或非线性减损对通过光链路传输的信号的影响。作为计算链路减损的输入，可以使用来自沿着光链路安装的测量装置的数据。利用这种方法，链路减损的影响可以转换成光链路上的链路相关等效噪声功率贡献(即，由链路减损造成的osnr减小)。基于所涉及的光学装置的参考或典型特性，可以计算ase对辅噪声功率值的对应噪声功率贡献。
根据本发明的优选实施例，所述方法还包括如果osnr裕度大于预定义裕度值，则减小光链路上的信号传输功率。这样一来，可以节省致力于维持信号功率超出由osnr裕度指示的光信号的无误差传输所需的信号功率的资源。
在本发明的优选实施例中，所述方法还包括如果osnr裕度小于预定义裕度值，则增大光链路上的信号传输功率。这允许对于当前信号功率将不能保证如由osnr裕度指示的光信号的无误差传输作出反应，使得光链路上的osnr可以增大以便保证无误差传输。
在本发明的优选实施例中，性能值与光链路上的前向纠错(fec)前误码率(ber)的值对应。
在本发明的优选实施例中，osnr相关值由光链路上的osnr的直接测量确定或根据链路建模进行计算。在这样的情况下，例如当借助于osa有可能直接测量osnr时，osnr相关值可以对应于实际osnr。
在本发明的优选实施例中，根据在预定关系下仍允许光信号通过光链路的无误差传输的最大辅噪声功率值与链路相关等效噪声功率贡献之间的差异来确定要求osnr值。仍允许无误差传输的条件可以由预定的前向纠错前ber阈值决定。
根据本发明的优选实施例，将所述方法的步骤应用于一个或多个选定的波长或者一个或多个波长范围。此类选定的波长或波长范围可以对应于多通道光传输网络中的光信号的通道。将本发明的方法应用于所述选定的波长或波长范围可以提高所得到的osnr裕度的估计的可靠性。例如，当应用于所述选定的波长或波长范围中的一些时，根据本发明的方法所依据的一些假设的准确性可以提高，这可以有利地用于得到关于其他选定的波长或波长范围的信息，如下文将说明。另外，通过便利地选择直接应用本发明的方法的所述一些选定的波长或波长，可以有利地避免通道间干扰对方法的准确性的可能负面效应。
根据本发明的优选实施例，所述方法还包括：导出一个或多个osnr相关值，其中一个或多个osnr相关值中的每一个对应于或至少表明针对相应给定波长的光链路上的实际osnr，并且其中一个或多个osnr相关值中的每一个是基于针对相应给定波长在相同光链路上的不同操作条件下得到的至少两个不同性能值；基于一个或多个osnr相关值来估计osnr相关值对在所述光链路上传输的光信号的波长的依赖；以及使用所述估计的依赖来导出一个或多个估计的osnr相关值，其中一个或多个估计的osnr相关值对应于或至少表明针对除所述给定波长外的波长的光链路上的实际osnr。
因此，可以从针对不同操作条件的相应波长处的一个或多个osnr相关值中得到osnr相关值对光链路上的信号传输的波长的估计依赖，如上文阐述，这允许得到针对若干波长或波长范围的osnr裕度的可靠估计，而无需直接测量或估计所述波长或波长范围中的每一个处的绝对osnr值。这可以例如通过内插、外推或任何其他合适的手段来实现。估计的osnr相关值随后可以用来得到对应波长处的osnr裕度的估计，就好像通过直接测量得到的一样。这样一来，可以针对光谱的整个波长范围得到osnr裕度的估计，而不必依赖于覆盖所述波长范围的测量。当应用于多通道光传输网络时，这可以允许利用关于一些选定的通道的osnr相关值的信息来确定除所述选定通道外的通道处的osnr裕度。另外，这可以尤其进入osnr测量以其他方式不可行的光谱的区域，例如，密集地充满通道的光谱的区域，即，不同通道之间的波长差异相对较小而导致分配给通道中的每个的信号功率可以与光噪声混淆的可能重叠的地方。在所考虑的通道与已经确定了osnr相关值的另一通道之间的波长差异较小的情况下，由于aes功率与波长的平滑特性，后一通道的osnr相关值也可以应用于所考虑的通道。因此，确定单个通道的osnr相关值便可以足够。
本发明的另一方面涉及一种用于确定通过光传输网络中的给定光链路传输的光信号的不同信号退化来源的贡献的设备，其中光传输网络包括多个网络元件和多条光链路，其中每条光链路提供两个网络元件之间的连接，其中设备包括被配置成接收来自一个或多个测量装置的数据的处理器，其中一个或多个测量装置中的每个连接到光传输网络的给定光链路，并且其中每个测量装置被配置成测量光传输网络的所述给定光链路上的信号传输的性能值；并且其中处理器进一步被配置成：
-基于性能值与辅噪声功率值之间的预定关系而从性能值中导出辅噪声功率值，其中辅噪声功率值包括在所述光链路上生成的放大式自发发射(ase)功率的贡献以及表示在所述光链路上传输时的其他信号退化来源的链路相关等效噪声功率贡献，
-测量或导出所述光链路上的信号传输的osnr相关值，其中osnr相关值对应于或至少表明所述光链路上的实际osnr；以及
-基于辅噪声功率值和osnr相关值来确定定义了最小osnr的要求osnr相关值，所述最小osnr鉴于由链路相关等效功率贡献表示的所述其他信号退化来源而仍确保所述光链路上的成功数据传输，以及
-基于辅噪声功率值和osnr来区分放大式自发发射的噪声功率贡献与链路相关等效噪声功率贡献。
在本发明的优选实施例中，处理器进一步被配置成基于辅噪声功率值和osnr相关值来确定链路相关等效噪声功率贡献。
在本发明的优选实施例中，处理器进一步被配置成：基于辅噪声功率值和osnr相关值来确定要求osnr相关值，所述要求osnr相关值对应于或至少表明最小osnr，所述最小osnr鉴于由链路相关等效噪声功率贡献表示的所述其他信号退化来源而仍确保光链路上的成功数据传输；以及通过从由osnr相关值(q)指示的实际osnr中减去最小osnr来确定osnr裕度。
根据本发明的优选实施例，所述设备还包括一个或多个测量装置，其中每个测量装置连接到光传输网络的光链路，并且其中每个测量装置被配置成测量光传输网络的所述光链路上的信号传输的性能值，并且其中一个或多个测量装置连接到处理器，并且其中处理器被配置成接收来自一个或多个测量装置的数据。
根据本发明的优选实施例，所述设备还包括存储介质，所述存储介质包括性能值与辅噪声功率值之间的所述预定关系，其中预定关系是在光传输网络的光学装置的制造期间可得到或得到的设备特定关系。
在本发明的优选实施例中，处理器进一步被配置成基于针对相同光链路上的不同操作条件测量到的至少两个不同性能值来确定osnr相关值。
在本发明的优选实施例中，所述设备还包括控制单元，所述控制单元连接到光传输网络并且被配置成控制光链路中的每个处的信号传输功率。因此，控制单元适于提供光链路上的不同操作条件，根据本发明的实施例，这可以用于基于不同操作条件的osnr相关值来确定osnr裕度的目的。
在本发明的优选实施例中，控制单元进一步被配置成如果针对选定的光链路估计的osnr裕度大于预定义裕度值，则减小所述选定的光链路上的信号传输功率，和/或如果osnr裕度小于预定义裕度值，则增大所述选定的光链路上的信号传输功率。
在本发明的优选实施例中，控制单元被配置成针对一个或多个选定的波长或波长范围来减小和/或增大所述信号传输功率。
根据本发明的优选实施例，处理器进一步被配置成：
-导出一个或多个osnr相关值，其中所述一个或多个osnr相关中的每个对应于或至少表明针对相应给定波长的所述光链路上的所述实际osnr，并且其中所述一个或多个osnr相关值中的每个是基于针对所述相应给定波长在相同光链路上的不同操作条件下得到的至少两个不同性能值；
-基于所述一个或多个osnr相关值来估计所述osnr相关值对所述光链路上的所述信号传输的波长的依赖；
-使用所述估计的依赖来导出一个或多个估计的osnr相关值，其中所述一个或多个估计的osnr相关值对应于或至少表明针对除所述给定波长外的波长的所述光链路上的所述实际osnr。
根据本发明的优选实施例，一个或多个测量装置进一步被配置成测量通过光链路传输的光信号的以下各项中的一个或多个：ber、功率电平、osnr、误差矢量幅度(evm)、跨度损耗、放大器增益、色散(cd)、偏振模式色散(pmd)，以及偏振依赖损耗(pdl)。
在本发明的优选实施例中，所述设备还至少包括连接到至少一条光链路的光谱分析仪(osa)，其中光谱分析仪被配置成测量所述至少一条光链路上的信号传输的osnr相关值，具体地osnr本身。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的考虑到不同信号退化来源的贡献的osnr相关值的示意图，以及osnr相关值的时间进展的示意图。
图2示出了根据本发明的实施例的osnr相关值的时间进展的示意图。
图3示出了展示根据本发明的实施例的方法的不同步骤的流程图。
图4示出了展示根据本发明的另一实施例的方法的不同步骤的流程图。
图5示出了用于导出两个或更多osnr相关值的光链路中的信号功率调整的示意图。
图6展示了根据本发明的实施例的借助于内插来将图3的方法和图4的方法相结合的方法。
图7示出了根据本发明的实施例的设备的示意图。
具体实施方式
为了帮助理解本发明的原理，现在将参考附图所示的优选实施例，并且将使用具体语言进行描述。然而将理解，并不意图借此限制本发明的范围，本发明所涉及的领域的技术人员现在或将来一般会明白，预期对所示设备的此类修改和其他更改以及如本发明中所述的本发明的原理的此类进一步应用。
图1的左侧示出了在本发明中使用的osnr相关值q的不同值的示意图，所述osnr相关值对应于或至少表明在用于传输光信号的光传输网络的光链路的尽头的实际osnr。如图中所示，存在要求osnr相关值32，该值是如果性能仅受因ase而引起的噪声功率影响，即，如果发射器与接收器之间没有产生信号失真，则无误差传输所需要的值。因此，要求osnr相关值32对应于确保无误差传输所需的最小osnr(即，要求osnr)，该值能够在不存在链路相关信号退化来源的模拟噪声条件下以背对背配置进行测量。
当考虑到除ase外的信号退化来源，例如在光链路中出现的非线性时，无误差传输所需的最小osnr因为由所述其他信号退化来源噪声的额外信号失真而增加，并且因此要求osnr相关值增加到值34，该值对应于在考虑到因ase引起的噪声功率贡献和因除ase外的信号退化来源引起的等效噪声功率贡献两者时无误差传输所需的最小osnr。在这种情况下，q的要求值增加了由除ase外的所述信号退化来源的额外效应给定的量42。应注意，在附图中以对数单位指示出osnr相关值。
因此，要求osnr相关值32对应于在因ase引起的真实光噪声是光链路中存在的唯一性能退化来源的情况下无误差信号传输将需要的osnr相关值，而要求osnr相关值34对应于当除ase外的链路相关信号退化来源如上文所述以等效噪声功率形式被考虑时无误差信号传输需要的等效osnr相关值。实际osnr相关值30与要求osnr相关值34之间的差异表示在存在所述链路相关信号失真来源的情况下保证光链路上的无误差信号传输的光链路的osnr裕度。
图1的右侧示出了根据本发明的实施例的对于在光传输网络的寿命开始10与寿命终止12之间的光链路而言，由osnr相关值q给出的实际osnr的时间演化的示意图。其中比较了三种情形。曲线22表示寿命终止12处的osnr裕度超过由要求osnr相关值34指示的无误差信号传输的最小osnr的情形。因此，这种情形对应于过度osnr裕度并且因此对应于需要避免的网络资源浪费。曲线20表示osnr裕度在时间点14处降至低于由要求osnr相关值34指示的无误差信号传输的最小osnr的情形，由此可能导致流量中断或至少显著的信号失真。因此，该情形对应的osnr裕度太小而无法保证光数据在寿命开始10与寿命终止12之间的无误差传输。曲线24表示寿命终止12处的osnr裕度刚好足以保证无误差信号传输的期望情形，使得网络资源在这种情况下得到最佳地使用。osnr裕度40在任何时刻都由指示osnr相关值q的对应曲线与表示要求osnr相关值34的虚线之间的距离给出。
图2示出了根据本发明的实施例的对于在光传输网络的寿命开始10与寿命终止12之间的光链路而言，由osnr相关值q给出的实际osnr的时间演化的示意图。osnr裕度40在时间点16和18处经历变化，这可能起因于影响了噪声可以影响信号传输的程度的光传输网络的网络配置的变化，例如，包括光纤的光学设备的变化或更换，或者通道数量的变化。例如，时间点16和18处的通道数量的变化可能导致非线性光纤效应的影响增加，并且因此导致等效非线性噪声功率更大。因此，由于通道间干扰增加，无误差信号传输所需的最小osnr增加。
根据本发明的实施例的用于确定osnr裕度的方法允许考虑鉴于因ase引起的实际噪声功率贡献和因链路相关信号退化来源如非线性引起的等效噪声功率贡献而确保光链路上的成功数据传输的最小osnr。在图2所示的示例性情况下，最小osnr且因此要求osnr相关值适时地增加。这意味着osnr裕度适时地减小。然而，由于所示的示例对应于osnr裕度在寿命终止时消失的情形，因此osnr相关值24的时间演化可以被视作可接受的。如果在时间点16和18处记录的最小osnr的增加并不存在，那么osnr裕度在寿命终止时将不会消失，这对应于网络资源因为osnr裕度过高而被浪费的情形。如果情况是这样的话，那么可以发起校正措施以便使osnr裕度适应光链路的实际要求，例如光链路上的信号功率减小。
图3示出了根据本发明的实施例的用于确定osnr裕度的方法100的示意性流程图。所述方法包括测量光传输网络的光链路上的信号传输的性能值p的步骤50。所述方法还包括基于性能值p与信号功率ps和辅噪声功率值pn之比之间的预定关系65来根据性能值p和测量到的信号功率ps导出辅噪声功率值pn的步骤54，所述预定关系可能已经在将用于光链路中的对应发射器和/或接收器的制造期间得到，例如在背对背配置和受控制的模拟噪声条件下。
所述方法还包括测量或导出光链路上的信号传输的osnr相关值q的步骤56。在图3的示例中，osnr相关值q对应于因ase引起的光链路上的实际osnr，其可以借助于连接到光链路的osa直接测量。或者，osnr相关值q也可以由基于拓扑数据来计算网络参数的实体提供。
所述方法还包括基于辅噪声功率值pn和osnr相关值q来计算与最小osnr对应的要求osnr相关值的步骤62，所述最小osnr考虑到ase的辅噪声功率值的贡献和其他链路相关噪声来源的贡献两者而确保光链路上的成功数据传输。
最后，所述方法包括通过从由osnr相关值q指示的实际osnr中减去由要求osnr相关值指示的最小osnr来确定osnr裕度m的步骤64。
示例1
根据第一示例，性能值p可以对应于与针对考虑中的通道的光链路上的总噪声功率相关的前向纠错前ber，即，按照预定关系f对应于辅噪声功率值pn，从而将辅噪声功率值pn的值映射到性能参数的值p：
其中ps代表在考虑中的通道的接收器处的信号功率。预定关系随后可以颠倒以将任何前向纠错前ber测量(即，任何性能值)映射到对应的辅噪声功率值pn：
f-1:p→1/n
osnr相关值q可以由osa测量。随后，可以从以下式中得到因ase引起的辅噪声功率值pn的对应贡献，这是唯一可由osa检测到的贡献：
因为在这种情况下，osnr相关值对应于以对数单位表示的实际osnr。辅噪声功率值pn与因ase引起的其贡献pa之间的差异对应于因未由osa测量到的除ase外的所有信号失真来源引起的链路相关等效噪声功率贡献pl：
pl＝pn-pa
随后可以从以下式中得到要求osnr相关值qreq：
其中pamax代表ase对辅噪声功率值pn的最大贡献，所述最大贡献由最大辅噪声功率值pnmax与链路相关等效功率贡献pl之间的差异给出：
pamax＝pnmax–pl
其中pnmax对应于与预定前向纠错前ber阈值p0相容的最大辅噪声功率值，这可以例如在制造阶段以背对背配置测量：
f-1:p0→pnmax
随后可以通过从由osnr相关值q指示的实际osnr中减去由要求osnr相关值qreq指示的最小osnr来得到osnr裕度m：
m＝q–qreq＝osnr-osnrmin
尽管示例1示出了图3中展示的本发明的实施例的可能实施方式，但值得指出的是，这个示例性实施方式仅仅是一种可能，并且性能值、osnr相关值以及涉及的所有其他值都可以对应于与所述示例中考虑的那些不同的参数或量。
图4示出了根据本发明的另一实施例的用于确定osnr裕度的方法110的示意性流程图。所述方法包括测量第一性能值p1的步骤50和测量第二性能值p2的步骤52，其中在光传输网络的不同操作条件下(例如，在不同的信号传输功率下)测量性能值p1和p2。所述方法还包括基于性能值p1与信号功率ps1之间的预定关系65从性能值p1中导出第一辅噪声功率值pn1的步骤54，以及基于预定关系65从性能值p2和信号功率ps2中导出第二辅噪声功率值pn2的步骤58。预定关系65可以已经在将用于光链路中的对应发射器和/或接收器的制造期间得到，例如在背对背配置和受控制的模拟噪声条件下。
所述方法还包括导出与针对所述两个操作条件确定的osnr相关值相关的osnr相关值r的步骤60，所述osnr相关值同样已经从第一性能值p1和第二性能值p2中导出。因此，osnr相关值r是基于第一性能值p1和第二性能值p2确定，并且表征ase对两个性能值p1和p2的相对影响。第一性能值p1和第二性能值p2是在不同的操作条件下测量到的，所述操作条件例如对应于光链路上的不同信号传输功率。具体地，osnr相关值r可以对应于或表明因ase引起的对应于两个不同操作条件的噪声功率贡献之比，其与所述两个操作条件之间的osnr的差异相关。
所述方法还包括基于第一辅噪声功率值pn1、第二辅噪声功率值pn2以及osnr相关值r来确定要求osnr相关值的步骤62，所述要求osnr相关值表明考虑到所有可能的信号退化来源而确保光链路上的成功数据传输的最小osnr。最后，所述方法包括确定与测量第一性能值所处的操作条件对应或与测量第二性能值所处的操作条件对应的osnr相关值q并且通过从由所确定的osnr相关值q指示的实际osnr中减去由要求osnr相关值指示的osnr来确定osnr裕度的最终步骤64。
示例2
根据第二示例，得到与不同操作条件对应的两个性能值(p1、p2)。
在第一操作条件下，例如针对信号功率的第一值，得到第一性能值p1，并且所述第一性能值对应于与针对考虑中的通道的光链路上的总辅噪声功率相关的前向纠错前ber，即，按照预定关系f对应于第一辅噪声功率值pn1，从而将第一辅噪声功率值pn1的值映射到第一性能参数的值p1：
在第二操作条件下，例如针对信号功率的第二值，得到第二性能值p2，并且所述第二性能值对应于与针对考虑中的通道的光链路上的总辅噪声功率相关的前向纠错前ber，即，按照预定关系f对应于第二辅噪声功率值pn2。
在每种情况下，预定关系随后可以颠倒以将与第一操作条件和第二操作条件对应的前向纠错前ber测量映射到对应的归一化辅噪声功率值n1和n2：
f-1:p1→n1并且f-1:p2→n2
其中噪声功率已经归一化到(或除以)相应的信号功率。
在每种情况下，辅噪声功率值来源于所有可能的信号退化来源(也就是，因ase而引起的噪声功率贡献pa1、pa2和因所有其他链路相关信号退化来源而引起的等效噪声功率贡献pl1、pl2)的总和:
n1＝a1+l1并且n2＝a2+l2，
其中a和l代表相应的相对或归一化功率贡献。
因此，假设对于第一操作条件和第二操作条件两者而言，除ase外的链路相关信号退化来源至少大约相同，即，
l1＝l2＝l,
推断出
n2–n1＝a2–a1
因此，如果得到了与在测量第一性能值p1所处的操作条件下的光链路上的osnr与在测量第二性能值p2所处的操作条件下的光链路上的osnr之间的差异对应的osnr相关值r，
r＝onsr1–osnr2
那么onsr相关值便可以与第一操作条件和第二操作条件下的因ase引起的噪声功率贡献之比相关：
从中推断出
并且从中可以得到l的值，并且因此针对给定的前向纠错前ber阈值，可以计算所考虑的任一操作条件下的osnr裕度，如示例3所示。
另外，经由以下式可以得到第一操作条件下的osnr的测量值
应注意，可以按类似的方式导出用于a2和osnr2的对应等式。
所呈现的两个示例揭露了用于应用所提出的方法的另一重要方面。尽管所述方法是基于将性能参数p链接到相对量(即，信号功率ps与辅噪声功率pn之比)的预定关系65，但绝对或相对数都可以用于计算。在第一示例中，已经使用了绝对功率电平，诸如辅噪声功率pn、因ase引起的噪声功率pa，以及链路相关等效噪声功率pl。为了从关系65中导出辅噪声功率pn，需要知道接收器处的信号功率ps。由于大多数的接收器无论如何都会测量输入信号的功率，因此这并不是真正的限制。然而，第二示例表明相对量足够用于计算。
详细地，相对于示例1列出的绝对功率电平由归一化到信号功率ps的对应归一化量n、a和l替换，而无需知道这个量的实际绝对值。因此，除非明确指出相反情况，否则本公开应被理解为指代噪声功率电平、指代绝对功率电平或者对应的相对或归一化值，因为这两个值可以同样地使用。
在下文中，针对第一示例说明这种情况。利用函数f，从性能值p中得到归一化辅噪声功率n。此外，来自osa的表明osnr相关值q的读数直接提供光噪声的归一化功率，并且使用关系l＝n-a直接给出由除ase外的链路相关信号退化来源引起的归一化等效噪声功率贡献l。随后可以从以下式中得到要求osnr相关值qreq：
其中amax代表ase对归一化辅噪声功率值n的最大贡献，所述最大贡献由最大归一化辅噪声功率值nmax与链路相关归一化等效功率贡献l之间的差异给出：
amax＝nmax–l
其中nmax对应于与预定前向纠错前ber阈值p0相容的最大归一化辅噪声功率值。随后可以通过从由osnr相关值q指示的实际osnr中减去由要求osnr相关值qreq指示的最小osnr来得到osnr裕度m：
m＝q–qreq＝osnr-osnrmin
图5示出了用于确定osnr相关值r的代表技术，所述osnr相关值描述在分别测量诸如p1、p2的第一性能值和第二性能值所处的第一操作条件和第二操作条件下的光链路上的osnr值的关系。
图5的上部部分示出了光传输网络中的光路径，所述光传输网络具有多路复用器158和多路分解器160，并且包括四条光链路152a至152d、光放大器154a至154c以及两者之间的光子交叉连接156a、156b。光子交叉连接156a、156b可以对应于多级式结果或对应于简单的光分插多路复用器。此类光子交叉连接通常包括在它们的输入端和输出端处的光放大器，使得它们提供一些额外的ase。因此，出于噪声考虑的目的，光子交叉连接156a、156b也可以被视作光放大器。这个可以通过借助于与完整光子交叉连接156a或156b的噪声系数对应的噪声因数说明光子交叉连接156a或156b来完成。
有若干选择用于改变光信号的考虑中的信道的功率。例如，考虑中的通道的发射功率可以在光路径的输入端处(即，在来自多路复用器158的光信号进入光链路152a之前)减小，而其他通道的功率保持不变。因此，考虑中的通道的功率电平在整个电路径上降低相同的因数，在图5中，所述整个光路径包括四条光链路152a至152d。将信号功率变化限于一个通道允许假设由放大器154a至154c和156a至156b接收的总体输入功率不变，并且因此由这些放大器生成的ase不改变。因此，可以假设放大器的噪声系数为恒定的。因此，在包括四条光链路152a至152d的光路径的尽头处的osnr变化是链路152a的开始处的信号功率的线性函数。换言之，在光链路152a之前将通道的发射功率降低1db会导致在光链路152d之后的相对于光信号的传播方向(在图中，所述传播方向应该是从左到右)位于下游的接收器处的osnr也减小1db。
作为替代方案，也有可能改变路径的输入端处的所有通道的功率。在这种情况下，放大器154a至154c和156a至156b中的每个的输入功率与先前的情境相比经历更大的改变，并且放大器154a至154c和156a至156b的噪声系数可以经历无法再忽略的一些变化。然而，典型的放大器被配置成确定它们的输入端处的光功率，并且足够准确地直到噪声系数随输入功率的变化。因此，可以根据检测到的输入功率变化来计算所生成的ase的相对变化。同样，由通道功率变化引起的osnr的相对变化可以被计算出来并且可以用于所提出的技术。
此外，链路对等效噪声功率的贡献(即，链路相关等效噪声功率贡献pl)也可以改变。这可以在计算中通过使用适当的模型确定非线性效应的影响的相对变化而被考虑在内。
代替改变沿着完整光路径的信号功率，仅仅改变光链路152a至152d中的一些光链路内的信号功率也是一种选择。图5的下部部分展示了可以如何调整放大器154和光子交叉连接156的增益的示例，使得增益变化会互相补偿，以便信号传输功率仅在光链路152a至152d中的一条光链路中变化。出于噪声计算的目的，必须针对每个放大器确定与由光放大器生成的ase对应的噪声功率，这由以下式给出：
pa＝h·ν·δν·(1+f·g)≈h·ν·δν·f·g
其中h是普朗克常数，ν是考虑中的通道的频率，δν是测量带宽，其与用于osnr测量的0.1nm对应，g是放大器的增益，并且f是放大器的噪声因数。应注意，f和g依赖于波长，但并未明确示出。
因此，与在图5的光路径上生成的ase对应的总噪声功率可以表示为：
其中指数i是从1到5并表明相应的放大器，并且aj代表每个跨度的损耗，其中跨度被编号为2至5。在这个等式中，所有的数字都以线性单位指示。
通过针对通道将第二“放大器”156a的(即，光子交叉连接156a的)增益g2增加例如因数α，可以针对所述通道增加第二光链路152b中的信号功率。在这种情况下，第一操作条件和第二操作条件与由第二放大器156a的增益变化引起的光链路152b中的不同信号功率对应，其中第一操作条件在所述变化之前给出并且第二操作条件在所述变化之后给出。
另外，为了使剩余光链路152中的信号功率保持恒定，通过应用因数1/α来降低第三放大器154b的增益g3。因此，与在光路径上生成的ase对应的总噪声功率的上述表达式中只有一个被加数改变，从而导致在第一操作条件和第二操作条件下因ase引起的噪声功率贡献之比：
从这个等式中，可以得到如在参考图4描述的方法中采用的对应osnr相关值r(例如，参见示例2)。根据这个等式，在光路径的尽头处(即，在光信号穿过光链路152d之后)的ase是第三放大器154b的增益g3的线性函数，所述第三放大器放置在信号功率已经改变的光链路152a的后面。
图5的下部部分中的实线表示光链路152a至152d上的信号功率分布。根据所提出的示例性技术，第二光链路152b中的信号功率可以变化，使得它在第二光链路152b中的信号功率增加的情况下从实线170变到虚线172，或者在第二光链路152b中的信号功率降低的情况下变到虚线174。
应注意，也有可能仅更改单个通道的信号功率，例如，在嵌入于两个光子交叉连接之间的光路径的一部分内。这成为可能是因为光子交叉连接允许引入通道选择性衰减，并且那次一个通道的功率可以与光信号的其他通道的功率分开调整。在这种情况下，除非光信号的通道数量非常小，否则噪声系数的变化可以忽略不计。
图6示出了根据本发明的实施例的方法的示意图，所述方法结合了图3所示的根据直接osnr测量来确定osnr裕度的方法和图4所示的根据与两个不同操作条件对应的相对osnr相关值来确定osnr裕度的方法，其中这两种方法分别应用于通过光链路传输的单独通道80、82，即，应用于选定的波长或波长范围。
所述方法包括第一阶段110，在所述第一阶段处，使用图4所示且关于图4描述的方法来确定在图中由黑点表示的osnr相关值90，以及通道80中的一些通道的对应osnr裕度。osnr相关值90中的每个是基于针对与通道80中的相应一个通道对应的波长而在光链路上的不同操作条件下得到的至少两个不同性能值，并且osnr相关中的每个表明在得到所述至少两个不同性能值中的一个所处的操作条件下的osnr。这意味着，如果基于例如针对第一信号传输功率得到的第一性能值和针对不同于第一信号传输功率的第二信号传输功率得到的第二性能值而得到osnr相关值90中的每个，那么例如针对第一信号传输功率得到所有的osnr相关值90。在所示的示例中，在阶段110期间得到四个对应通道80的四个osnr相关值90。然而，应注意，应用阶段110的通道的数量不限于此。作为方法110的替代，用于内插或类似处理的osnr值也可以来自直接测量。
应注意，图5中示出的osnr相关值与因ase而在相应波长处引起的噪声功率贡献直接相关。出于说明的目的，内插函数96的差异已经相对于真依赖函数94夸大。
osnr相关值90用来估计osnr相关值对光链路上的信号传输的波长的依赖，例如，借助于内插任何其他合适的手段，包括外推。在所示的示例中，在阶段120处得到内插函数96，所述内插函数允许将osnr相关值92(由白点表示)分配给通道82中的每个，其中尚未通过在阶段100期间应用图3所示且上文关于图3描述的用于根据直接osnr测量来确定osnr裕度的方法而在阶段110期间得到所述通道的osnr裕度。因此，由内插函数96给出的osnr相关值对波长的估计依赖用于导出与通道82对应的osnr相关值92，所述osnr相关值表明在与通道82中的每个对应的波长下的光链路上的实际osnr。
因此，根据这个实施例，可以基于减少数量的通道82的几个相对osnr测量来得到光链路上的通道80、82中的每一个的osnr裕度，而无需任何直接绝对osnr测量。
此外，在一些情形下，可能足以仅根据方法110来确定一个通道的osnr相关值，并且根据方法100将确定的osnr相关值用作实际osnr相关值的近似值来计算相邻通道的裕度。
术语内插是在广义上使用并且不限于osnr相关值的直接内插。例如，通过内插光噪声功率值也可以得到良好的结果，归因于这个参数的平滑波长相关特性。具体地，通道80的光噪声功率可以根据可用的osnr相关值和信号功率而直接确定。利用这些数据，确定不可用osnr相关值的通道82的ase。利用对应检测到的信号功率，为这些通道计算方法100所需的osnr值。图7示出了用于确定通过光传输网络70中的给定光链路传输的光信号的不同信号退化来源的贡献的设备的示意图，所述光传输网络包括由多条光链路连接的多个网络元件。网络元件由黑点表示并且将它们接合的光链路由直线表示。所述设备包括多个测量装置76，在所示的实施例中，所述多个测量装置与被配置成确定对应光链路上的前向纠错前ber和信号功率的光接收器对应。每个光接收器76连接到光传输网络70的光链路。估计设备还包括处理器72，所述处理器被配置成接收来自一个或多个光接收器76的数据并且实施本文中公开的本发明的任一实施例的用于确定osnr裕度的方法。具体地，处理器72被配置成：
-基于前向纠错前ber与辅噪声功率值pn之间的预定关系而从光接收器76的前向纠错前ber测量中导出辅噪声功率值pn，其中辅噪声功率值pn包括在所述光链路上生成的放大式自发发射(ase)功率的贡献pa以及表示在所述光链路上传输时的其他信号退化来源的链路相关等效噪声功率贡献pl，
-测量或导出所述光链路上的信号传输的osnr相关值q，其中osnr相关值q对应于或至少表明所述光链路上的实际osnr，
-基于辅噪声功率值(pn)和osnr相关值(q)来区分放大式自发发射的噪声功率贡献与链路相关等效噪声功率贡献，
-基于辅噪声功率值(pn)和osnr相关值(q)来确定链路相关等效噪声功率贡献(pl)，
-基于辅噪声功率值pn和osnr相关值q来确定定义了最小osnr的要求osnr相关值，所述最小osnr鉴于由链路相关等效功率贡献pl表示的所述其他信号退化来源仍确保所述光链路上的成功数据传输，以及
-通过从实际osnr中减去要求osnr来确定所述光链路的osnr裕度。
所述设备还包括存储介质74、控制单元78，以及任选的光谱分析仪(osa)79。存储介质74包括性能值与辅噪声功率值之间的预定关系。控制单元78连接到光传输网络70并且被配置成控制光链路中的每个处的信号传输的功率。控制单元78适于提供光链路上的不同操作条件，根据本发明的实施例，这可以用于基于不同操作条件的osnr相关值来确定osnr裕度的目的。控制单元78进一步被配置成如果针对选定的光链路估计的osnr裕度大于预定义裕度值，则减小光传输网络70的所述选定的光链路上的信号传输功率，和/或如果osnr裕度小于预定义裕度值，则增大所述选定的光链路上的信号传输功率。另外，控制单元78被配置成针对一个或多个选定的波长或波长范围而减小和/或增大所述信号传输功率。osa79连接到光传输网络70的光链路中的一个或多个并且被配置成得到与绝对osnr值的直接测量对应的osnr相关值。
尽管在附图和前述说明中详细示出并说明了优选的示例性实施例，但这些应被视作单纯示例性的，而不限制本发明。就这点而言应注意，仅示出并说明了优选的示例性实施例，并且落在如权利要求书定义的本发明的保护范围内的当前或未来的所有变化和更改应受到保护。
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