一种监测偏振模色散的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信领域，特别涉及一种监测偏振模色散的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 为了满足持续增长的电信业务对网络超高宽带的要求，物理底层的光纤传输系统 的传输速率在不断的提升。单波速率已经从l〇Gbit/s，40Gbit/s，提高到lOOGbit/s以及未 来的超100G接口。随着光纤传输距离，传输速度以及频谱效率的不断提高，光纤对信号造 成的衰减，失真变形，对信号的传输结果的影响越来越大。总体来讲，除了非线性损伤，如自 相位调制（SPM，self-phase modulation)/交叉相位调制（XPM，cross-phase modulation)/ 四波混频（FWM，four-wave mixing)外，光纤对信号造成的主要线性损伤主要包括了色度色 散（CD, chromatic dispersion),偏振模色散（PMD, polarization mode dispersion), 振相关损耗（PDL, polarizaton dependent loss)等。其中色度色散是指一个单独的光纤 模式内发生的脉冲展宽。不同波长的光由于对应的光纤纤芯的折射率不同，所以在光纤中 传输的速度不同。光脉冲由多种频率成分组成，从而造成了经过色散传输的脉冲会发生展 宽线性，造成码间干扰。色度色散值和光纤长度成正比。可以随光纤长度的增加达到几万 ps。光纤长度固定的情况下，色度色散值基本保持不变。
[0003] 偏振模色散PMD则是指由于光纤内部纤芯横截面不是正圆形，内部应力不均匀， 外部受到外力弯曲，挤压等原因，在光纤中传输的两个正交的偏振模之间存在一定的时延 差，从而产生了脉冲展宽。偏振模色散值随光纤状态其主轴随时在变化，相对于色度色散， 偏振模色散的实时变化给准确估计和补偿带来的难度更大。
[0004] 随着光纤传输系统速度的不断提高，单个脉冲宽度变窄，色度色散，偏振模色散产 生的脉冲展宽，对信号的影响越来越大。所以在高速光纤传输系统中，需要对光纤产生的色 度色散，偏振模色散等各种损伤进行有效地检测估计并配以准确地补偿，消除。这样在接收 端才能恢复出正确的信号，保证链路的有效传输。
[0005] 相干光通信的出现，特别是结合高速模数转换器（ADC, Analog to digital converter)和数字信号处理（DSP, Digital Signal Processing)技术的应用，使得光信号 损伤的准确检测和补偿成为可能。同时检测也为了及时了解线路状态，实现自动网络诊断， 修复，动态分配网络资源，根据光纤信道条件变化即时调整DSP处理的各种参数，更改路由 表，重新划分传输路径，实现智能网络管理，保证光纤传输网络的可靠安全运行，这也需要 对光纤传输信道进行实时监测。其中色度色散，偏振模色散，偏振相关损耗等各种光纤损伤 是重要的测量指标。
[0006] 在相干接收系统中，利用对接收到的信号进行DSP处理时得到的参数，计算出各 种光纤损伤值。实现光纤性能在线监测（0PM，optical performance monitoring)。这种 方法精度高，成本低，实时性强，逐渐被广泛使用。在相干接收系统中，因为DSP处理过程类 似于完成信道模拟并取反的过程，因此可以利用DSP算法中处理的参数计算偏振模色散， 在处理方法中需要对在中间过程得到的曲线进行正弦拟合，根据拟合之后的正弦曲线的频 率值，便计算出偏振模色散值。
[0007] 正弦拟合是一种非线性曲线拟合，通过迭代的方法，计算出对应的非线性最小二 乘方程组的解。缺点是计算过程比较复杂，如果采用硬件（FPGA，IC)实现，占用资源多，实 现难度大；且当接收信号质量较差时，待拟合的曲线不是一条规则的正弦曲线，拟合结果容 易出错。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于提供一种监测偏振模色散的方法及装置，降低了偏振模色散监 测的复杂度，提高了偏振模色散监测的稳定性。
[0009] 为了达到上述目的，本发明提供一种监测偏振模色散的方法，应用于一自适应滤 波器，包括：
[0010] 获取进入所述自适应滤波器的电信号的差分群延迟D⑶矩阵；
[0011] 根据所述DGD矩阵的幅值以及每个幅值对应的自适应滤波器的采样时间，得到 DGD曲线；
[0012] 根据所述DGD曲线的相邻零点之间的间距，获取所述DGD曲线的频率值；
[0013] 根据所述D⑶曲线的频率值，确定D⑶值；
[0014] 根据多个不同的电信号的DGD值，确定所述电信号的偏振模色散值。
[0015] 优选的，根据所述DGD曲线的相邻零点之间的间距，获取所述DGD曲线的频率值的 步骤包括：
[0016] 对所述D⑶曲线进行多倍插值，形成连续曲线；
[0017] 根据所述连续曲线的所有零点的横坐标，确定相邻零点的横坐标之间的间距；
[0018] 根据所述间距及所述多倍插值的插值倍数，确定所述曲线的周期，进而确定所述 曲线的频率值；其中，所述曲线的周期与所述间距成正比，所述曲线的周期与所述插值倍数 成反比，且所述曲线的周期与所述曲线的频率值成反比。
[0019] 优选的，若所述连续曲线的零点个数大于或者等于3个，所述方法还包括：
[0020] 选取所述连续曲线的所有零点的中间位置的2个相邻零点，通过所述中间位置的 2个相邻零点之间的间距确定曲线的频率值。
[0021 ] 优选的，根据所述D⑶曲线的频率值，确定D⑶值的步骤包括：
[0022] 根据所述曲线的频率值、所述自适应滤波器的抽头数以及所述电信号的信号波特 率，确定DGD值；其中，所述DGD值与所述曲线的频率值和所述自适应滤波器的抽头数成正 t匕，与所述电信号的信号波特率成反比。
[0023] 优选的，根据多个不同的电信号的DGD值，确定所述电信号的偏振模色散值的步 骤包括：
[0024] 通过一预设时间段内进入所述自适应性滤波器的不同的电信号，确定多个不同的 DGD矩阵，进而得到多个DGD值；
[0025] 去除所述多个DGD值中差异较大的DGD值，对剩余的DGD值进行平均运算，得到所 述电信号的偏振模色散值。
[0026] 优选的，获取进入所述自适应滤波器的电信号的差分群延迟DGD矩阵的步骤包 括：
[0027] 获取所述自适应滤波器的系数矩阵；
[0028] 对所述自适应滤波器的系数矩阵进行离散傅里叶变换，得到所述自适应滤波器的 系数的频域值；
[0029] 根据所述自适应滤波器的系数的频域值，确定色度色散CD矩阵；
[0030] 从所述自适应性滤波器的系数的频域值中分离出所述CD矩阵，得到所述DGD矩 阵。
[0031] 优选的，根据所述DGD矩阵的幅值以及每个幅值对应的自适应滤波器的采样时 间，得到D⑶曲线的步骤包括：
[0032] 从所述DGD矩阵的幅值中去掉幅度滤波器的对所述幅值的影响，得到所述DGD矩 阵的目的幅值；
[0033] 以所述DGD矩阵的目的幅值为纵坐标、自适应滤波器的采样时间为横坐标，构建 一二维坐标系；
[0034] 在所述二维坐标系中将所述D⑶矩阵的目的幅值以曲线形式展现，得到D⑶曲线。
[0035] 本发明实施例还提供一种监测偏振模色散的装置，应用于一自适应滤波器，包 括：
[0036] 第一获取模块，用于获取进入所述自适应滤波器的电信号的差分群延迟D⑶矩 阵；
[0037] 第一确定模块，用于根据所述DGD矩阵的幅值以及每个幅值对应的自适应滤波器 的采样时间，得到DGD曲线；
[0038] 第二获取模块，用于根据所述DGD曲线的相邻零点之间的间距，获取所述DGD曲线 的频率值；
[0039] 第二确定模块，用于根据所述D⑶曲线的频率值，确定D⑶值；
[0040] 第三确定模块，用于根据多个不同的电信号的DGD值，确定所述电信号的偏振模 色散值。
[0041] 优选的，所述第二获取模块包括：
[0042] 插值模块，用于对所述DGD曲线进行多倍插值，形成连续曲线；
[0043] 间距确定模块，用于根据所述连续曲线的所有零点的横坐标，确定相邻零点的横 坐标之间的间距；
[0044] 频率确定模块，用于根据所述间距及所述多倍插值的插值倍数，确定所述曲线的 周期，进而确定所述曲线的频率值；其中，所述曲线的周期与所述间距成正比，所述曲线的 周期与所述插值倍数成反比，且所述曲线的周期与所述曲线的频率值成反比。
[0045] 优选的，若所述连续曲线的零点个数大于或者等于3个，所述装置还包括：
[0046] 选取模块，用于选取所述连续曲线的所有零点的中间位置的2个相邻零点，通过 所述中间位置的2个相邻零点之间的间距确定曲线的频率值。
[0047] 优选的，所述第二确定模块包括：
[0048] 第一确定子模块，用于根据所述曲线的频率值、所述自适应滤波器的抽头数以及 所述电信号的信号波特率，确定DGD值；其中，所述DGD值与所述曲线的频