滤波器的构建方法和装置、及非线性噪声抑制方法和系统与流程

技术特征：

1.滤波器的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)发射端发送检验序列，数据信号经过MZ调制器调制后经过复用进入光纤信道，在经过M跨段传输后经过解复用和相干接收，获得相干探测数据信号；

S2)利用DBP算法根据“先进后出”的原则建立反向虚拟光纤链路，对相干探测数据信号进行色散补偿和非线性补偿，在每一跨段补偿之前加光衰减器对光信号进行衰减；

S3)重复上述步骤S1)和S2)，获得不同干涉信道对目标信道的影响系数，包括自相位调制对信号的影响系数、交叉相位调制导致的噪声影响系数；

S4)利用不同干涉信道对目标信道的影响系数，获得不同干涉信道对目标信道造成的XPM相位噪声及其方差；

S5)利用不同干涉信道对目标信道造成的XPM相位噪声及其方差，获得不同干涉信道对目标信道的XPM相位噪声的自相关系数；

S6)利用不同干涉信道对目标信道的XPM相位噪声的自相关系数，获得不同频率的信道对中心信道XPM效应的影响大小；

S7)利用不同频率的信道对中心信道XPM效应的影响大小，获得与信道间隔和干涉信道发射序列相关的基于载波相关适配的信道补偿滤波器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4)中，所述基于载波相关适配的信道补偿滤波器表示为：

$\begin{array}{c}{R}_{k,s}\left(l\right)={\mathrm{\Δ\θ}}_{k,s}^2{\[1-\frac{\left|l\right|T}{\left|{\mathrm{\β}}_2({\mathrm{\ω}}_k-{\mathrm{\ω}}_s)\right|L}\]}^{+}\\ =(\<{\left|b_0\right|}^4\>-\<{\left|b_0\right|}^2{\>}^2)\frac{4\mathrm{\γ}L}{\left|{\mathrm{\β}}_2({\mathrm{\ω}}_k-{\mathrm{\ω}}_s)\right|T}{\[1-\frac{\left|l\right|T}{\left|{\mathrm{\β}}_2({\mathrm{\ω}}_k-{\mathrm{\ω}}_s)\right|L}\]}^{+}\end{array}$

其中，为不同干涉信道对目标信道造成的XPM相位噪声，ω_k-ω_s为信道间隔，{b₀}为干涉信道发射序列，L为传输距离，γ为非线性系数，β₂为二阶色散参数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1)中，光纤信道采用固定步长的对称分步傅立叶算法进行建模，步长为h，在步长h内，线性算子和非线性算子相互独立，每一个跨段进行N次补偿，共传输M跨段，在每一个跨段后接光放大器对光信号进行放大。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2)中，所述非线性补偿在每一跨段中间位置进行，用于补偿的滤波器为：

$E_{BP}(z,t)=\exp (-h\frac{\hat{D}}{2})\exp (-h\hat{N})\exp (-h\frac{\hat{D}}{2})E_{BP}(z+h,t).$

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2)中，所述色散补偿采用频域滤波器，用于补偿的滤波器表示为：

$H\left(\mathrm{\ω}\right)=\exp \[(\frac{{\mathrm{i\λ}}^2}{4\mathrm{\π}c}{\mathrm{D\ω}}^2+\frac{i}{6}\frac{{\mathrm{\λ}}^2}{{\left(2\mathrm{\π}c\right)}^2}({\mathrm{\λ}}^{2}S+2\mathrm{\λ}D\left){\mathrm{\ω}}^3\right)h\]$

其中，λ-载波波长，ω-载波频率，S-色散斜率，c-光速。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非线性补偿中，每一信道的光信号采用XPM模块计算其它信道的交叉相位调制对该信道的影响，其中第q个信道的XPM模块的计算公式为：

$E_{out}=2\underset{q=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\hat{E}}_q\right|}^2-{\left|{\hat{E}}_q\right|}^2,$

其中，E_out–输出光场。

7.采用权利要求1所述的方法的滤波器的构建装置，其特征在于，包括：

相干探测信号获取模块，用于发射端发送检验序列，数据信号经过MZ调制器调制后经过复用进入光纤信道，在经过M跨段传输后经过解复用和相干接收，获得相干探测数据信号；

相干探测信号补偿模块，用于利用DBP算法根据“先进后出”的原则建立反向虚拟光纤链路，对相干探测数据信号进行色散补偿和非线性补偿，在每一跨段补偿之前加光衰减器对光信号进行衰减；

DSP处理模块，用于通过所述相干探测信号获取模块和相干探测信号补偿模块的多次处理，得到不同干涉信道对目标信道的影响系数，包括自相位调制对信号的影响系数、交叉相位调制导致的噪声影响系数；

XPM相位噪声获取模块，用于利用不同干涉信道对目标信道的影响系数，获得不同干涉信道对目标信道造成的XPM相位噪声及其方差；

XPM自相关系数获取模块，用于利用不同干涉信道对目标信道造成的XPM相位噪声及其方差，获得不同干涉信道对目标信道的XPM相位噪声的自相关系数；

不同干涉信道的XPM效应获取模块，用于利用不同干涉信道对目标信道的XPM相位噪声的自相关系数，获得不同频率的信道对中心信道XPM效应的影响大小；

信道补偿滤波器获取模块，用于利用不同频率的信道对中心信道XPM效应的影响大小获得与信道间隔和干涉信道发射序列相关的基于载波相关适配的信道补偿滤波器。

8.采用权利要求1所述的滤波器的非线性噪声抑制方法，其特征在于，包括：

利用DBP算法根据“先进后出”的原则建立反向虚拟光纤链路；

在反向虚拟光纤链路中，对相干探测数据信号采用基于载波相关适配的信道补偿滤波器计算不同信道下的XPM相位噪声补偿值；

根据不同信道下的XPM相位噪声补偿值，对目标信道中的XPM相位噪声进行补偿。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于载波相关适配的信道补偿滤波器为：

$\begin{array}{c}{R}_{k,s}\left(l\right)={\mathrm{\Δ\θ}}_{k,s}^2{\[1-\frac{\left|l\right|T}{\left|{\mathrm{\β}}_2({\mathrm{\ω}}_k-{\mathrm{\ω}}_s)\right|L}\]}^{+}\\ =(\<{\left|b_0\right|}^4\>-\<{\left|b_0\right|}^2{\>}^2)\frac{4\mathrm{\γ}L}{\left|{\mathrm{\β}}_2({\mathrm{\ω}}_k-{\mathrm{\ω}}_s)\right|T}{\[1-\frac{\left|l\right|T}{\left|{\mathrm{\β}}_2({\mathrm{\ω}}_k-{\mathrm{\ω}}_s)\right|L}\]}^{+}\end{array}$

其中，为不同干涉信道对目标信道造成的XPM相位噪声，ω_k-ω_s为信道间隔，{b₀}为干涉信道发射序列，L为传输距离，γ为非线性系数，β₂为二阶色散参数。

10.采用权利要求8的方法的非线性噪声抑制系统，其特征在于，包括：

反向虚拟光纤链路建立模块，用于利用DBP算法根据“先进后出”的原则建立反向虚拟光纤链路；

XPM相位噪声补偿计算模块，用于在反向虚拟光纤链路中对相干探测数据信号采用基于载波相关适配的信道补偿滤波器计算不同信道下的XPM相位噪声补偿值；

XPM相位噪声补偿模块，用于根据不同信道下的XPM相位噪声补偿值，对目标信道中的XPM相位噪声进行补偿。