一种监测偏振模色散的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种监测偏振模色散的方法及装置，该方法包括：将待测光信号与第一光信号和第二光信号进行相干混频得到的第一模拟电信号和第二模拟电信号；所述第一光信号和所述第二光信号的中心频率差等于波特率；将第一模拟电信号和第二模拟电信号转换为第一数字电信号第二数字电信号；其中，所述第一数字电信号和第二数字信号都包含两个正交偏振信息；将第一数字电信号和第二数字电信号转换成第一斯托克斯向量和第二斯托克斯向量；计算第一斯托克斯向量和第二斯托克斯向量在球面坐标系下的平均旋转角度；根据该平均旋转角度计算所述待测光信号的偏振模色散。本发明专利技术公开的方法及装置解决现有监测偏振模色散的方法算法复杂不便实现的问题。

Method and device for monitoring polarization mode dispersion

The invention discloses a method and a device for monitoring the PMD, the method includes: a first analog signal and second analog signals will be coherent to obtain the optical signal mixing with the first and second optical signals; the first optical signal and the second signal center frequency difference equal to the baud rate the first analog signal; and second analog electrical signals into digital signals, the first second Telecom digital; among them, the first digital signal and the second digital signal contains two orthogonal polarization information; the first digital signal and the second digital signal into the first second Stokes vector and Stokes vector is calculated first; Stokes and Stokes second vector vector in spherical coordinates average rotation angle; according to the average of the measured rotation angle calculation Polarization mode dispersion of optical signals. The method and the device disclosed by the invention can solve the problems of complicated calculation methods and inconvenient realization of the existing methods for monitoring polarization mode dispersion.

【技术实现步骤摘要】
一种监测偏振模色散的方法及装置
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种监测偏振模色散的方法及装置。
技术介绍
随着人们对数据业务需求的不断增大，大容量高速光纤传输网络逐渐成为了信息传输的主要方向。为了能更好实现对光网络进行管理和监测，在众多的监测参数中，偏振模色散(PolarizationModeDispersion，PMD)是可反应光网络运行状态好坏的重要参量。偏振模色散指光纤中偏振色散，一个信号脉冲沿着理想的对称圆形单模光纤在不受外界干扰情况下传输时，光纤输入的光脉冲可分成两个垂直的偏振输出脉冲，以相同的传播速度进行传输，并同时到达光纤输出端，这两个脉冲叠加在一起会重现出在光纤输入端时的偏振状态。但是由于实际上沿光纤传播过程中，由于光纤难免受到外部的作用，如温度和压力等因素变化或扰动，使得两个模式发生耦合，并且它们的传播速度也不尽相同，从而导致光脉冲展宽，展宽量也不确定，便相当于随机的色散，引起信号失真。为了测量PMD现有技术中提供了偏分孤子法测量光纤的PMD，具体实现该方法的示意图如图1所示：偏分孤子法是利用孤子(Soliton，又称孤立波，是一种特殊形式的超短脉冲，或者说是一种在传播过程中形状、幅度和速度都维持不变的脉冲状行波。)抗偏振模色散的性质，即使是通过长距离传输，孤子脉宽变化很小。因此，它特别适合于差分群时延差((DifferentGroupDelay，DGD)的测量，尤其是长光纤的PMD的测量。当孤子通过偏振分束器后，分裂成两个偏振态互相正交的孤子，两者之间产生群时延差，进入待测光纤后，调整偏振控制器(Polarizationcontroller，PC)，使光进入被测光纤的快慢轴与两个正交孤子相对的偏振方向平行，当前面的孤子与快轴平行，后面的孤子与慢轴平行，这时总的群时延差增加为τmax，当前面的孤子与慢轴平行，后面的孤子与快轴平行，总的群时延差减少为τmin。，被测光纤的偏振模色散为Δτ：通过上述方法可以精确的测量偏振模色散，但是该方法成本较高，测量算法较为复杂，难以在工程中实现。
技术实现思路
本专利技术提供一种监测偏振模色散的方法及装置，本专利技术所提供的方法及装置解决现有监测偏振模色散的方法算法复杂不便实现的问题。第一方面，提供一种监测偏振模色散的方法，该方法包括：将待测光信号与第一光信号进行相干混频得到的第一模拟电信号；将所述待测光信号与第二光信号进行相干混频得到第二模拟电信号；其中，所述第一光信号和所述第二光信号的中心频率在所述待测光信号的中心频率两边，且所述第一光信号和所述第二光信号的中心频率差等于波特率；将第一模拟电信号转换为第一数字电信号，将第二模拟电信号转换为第二数字电信号；其中，所述第一数字电信号包含两个正交偏振信息，第二数字电信号包含两个正交偏振信息；将第一数字电信号转换成第一斯托克斯向量，将第二数字电信号转换成第二斯托克斯向量；计算第一斯托克斯向量和第二斯托克斯向量在球面坐标系下的平均旋转角度；根据所述平均旋转角度计算所述待测光信号传输过程中产生的偏振模色散。结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，将第一数字电信号转换成第一斯托克斯向量，将第二数字电信号转换成第二斯托克斯向量包括：将所述第一数字电信号转换成频域的第一琼斯向量组Ei＝[Ex,iEy,i]T,i＝1,2,...,N，N为正整数；Ex,Ey分别代表所述第一数字电信号包含的两个正交偏振信息；将所述第二数字电信号转换成频域的第二琼斯向量组Fi＝[Fx,iFy,i]T,i＝1,2,...,N，N为正整数；Fx,Fy分别代表所述第二数字电信号包含的两个正交偏振信息；将所述第一琼斯向量组根据斯托克斯变换S1＝Ex^2-Ey^2；S2＝Ex·Ey*+Ex*·Ey；S3＝j(Ex·Ey*-Ex*·Ey)转换成第一斯托克斯向量组将所述第二琼斯向量组根据斯托克斯变换S1＝Fx^2-Fy^2；S2＝Fx·Fy*+Fx*·Fy；S3＝j(Fx·Fy*-Fx*·Fy)转换成第二斯托克斯向量组结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，计算第一斯托克斯向量和第二斯托克斯向量在球面坐标系下的平均旋转角度包括：利用关系式计算斯托克斯空间旋转矩阵MPMD；将所述斯托克斯空间旋转矩阵进行归一化处理后，利用所述斯托克斯空间旋转矩阵MPMD的迹和已知的符号周期T计算所述第一斯托克斯向量和第二斯托克斯向量在球面坐标系下的平均旋转角度。结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述根据所述平均旋转角度计算所述待测光信号传输过程中产生的偏振模色散包括：利用公式得到所述待测光信号传输过程中产生的偏振模色散；其中，Δτ是PMD产生的偏振模色散且该Δτ是实数，T是符号周期，Tr(MPMD)是所述归一化后的斯托克斯空间旋转矩阵的迹。第二方面，提供一种监测偏振模色散的装置，该装置包括：光信号源，用于产生第一光信号和第二光信号；其中，所述第一光信号和所述第二光信号的中心频率在待测光信号的中心频率两边，且所述第一光信号和所述第二光信号的中心频率差等于波特率；第一相干接收机，所述第一相干接收机与所述光信号源相连，用于将所述第一光信号与所述待测光信号进行相干混频得到第一模拟电信号；第二相干接收机，所述第二相干接收机与所述光信号源相连，用于将所述待测光信号与所述第二光信号进行相干混频得到第二模拟电信号；信号处理器，所述信号处理器与所述第一相干接收机和所述第二相干接收机相连，用于将将第一模拟电信号转换为第一数字电信号，将第二模拟电信号转换为第二数字电信号；其中，所述第一数字电信号包含两个正交偏振信息，第二数字电信号包含两个正交偏振信息；将第一数字电信号转换成第一斯托克斯向量，将第二数字电信号转换成第二斯托克斯向量；计算第一斯托克斯向量和第二斯托克斯向量在球面坐标系下的平均旋转角度；根据所述平均旋转角度计算所述待测光信号传输过程中产生的偏振模色散。结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述光信号源包括：第一激光器，用于产生所述第一光信号；第二激光器，用于产生所述第二光信号。结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，所述光信号源包括：一个激光源，用于产生光信号；一个光电调制器和一个微波信号源，所述光电调制器的两个输入端分别连接所述激光源和所述微波信号源的输出端，用于利用所述微波信号源产生的信号对所述光信号进行载波抑制调制产生所述第一光信号和第二光信号。第三方面，提供一种监测光通信网络色散的装置，该装置包括：相干接收模块，用于将待测光信号与第一光信号进行相干混频得到的第一模拟电信号；将所述待测光信号与第二光信号进行相干混频得到第二模拟电信号；其中，所述第一光信号和所述第二光信号的中心频率在所述待测光信号的中心频率两边，且所述第一光信号和所述第二光信号的中心频率差等于波特率；模数转换模块，用于将第一模拟电信号转换为第一数字电信号，将第二模拟电信号转换为第二数字电信号；其中，所述第一数字电信号包含两个正交偏振信息，第二数字电信号包含两个正交偏振信息；运算模块，用于将第一数字电信号转换成第一斯托克斯向量，将第二数字电信号转换成第二斯托克斯向量；并计算第一斯托克斯向量和第二斯托克斯向量在球面坐标系下的平均旋转角度；根据所述平均旋转角度计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监测偏振模色散的方法，其特征在于，该方法包括：将待测光信号与第一光信号进行相干混频得到的第一模拟电信号；将所述待测光信号与第二光信号进行相干混频得到第二模拟电信号；其中，所述第一光信号和所述第二光信号的中心频率在所述待测光信号的中心频率两边，且所述第一光信号和所述第二光信号的中心频率差等于波特率；将第一模拟电信号转换为第一数字电信号，将第二模拟电信号转换为第二数字电信号；其中，所述第一数字电信号包含两个正交偏振信息，第二数字电信号包含两个正交偏振信息；将第一数字电信号转换成第一斯托克斯向量，将第二数字电信号转换成第二斯托克斯向量；计算第一斯托克斯向量和第二斯托克斯向量在球面坐标系下的平均旋转角度；根据所述平均旋转角度计算所述待测光信号传输过程中产生的偏振模色散。

【技术特征摘要】
1.一种监测偏振模色散的方法，其特征在于，该方法包括：将待测光信号与第一光信号进行相干混频得到的第一模拟电信号；将所述待测光信号与第二光信号进行相干混频得到第二模拟电信号；其中，所述第一光信号和所述第二光信号的中心频率在所述待测光信号的中心频率两边，且所述第一光信号和所述第二光信号的中心频率差等于波特率；将第一模拟电信号转换为第一数字电信号，将第二模拟电信号转换为第二数字电信号；其中，所述第一数字电信号包含两个正交偏振信息，第二数字电信号包含两个正交偏振信息；将第一数字电信号转换成第一斯托克斯向量，将第二数字电信号转换成第二斯托克斯向量；计算第一斯托克斯向量和第二斯托克斯向量在球面坐标系下的平均旋转角度；根据所述平均旋转角度计算所述待测光信号传输过程中产生的偏振模色散。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将第一数字电信号转换成第一斯托克斯向量，将第二数字电信号转换成第二斯托克斯向量包括：将所述第一数字电信号转换成频域的第一琼斯向量组Ei＝[Ex,iEy,i]T,i＝1,2,...,N，N为正整数；Ex,Ey分别代表所述第一数字电信号包含的两个正交偏振信息；将所述第二数字电信号转换成频域的第二琼斯向量组Fi＝[Fx,iFy,i]T,i＝1,2,...,N，N为正整数；Fx,Fy分别代表所述第二数字电信号包含的两个正交偏振信息；将所述第一琼斯向量组根据斯托克斯变换S1＝Ex^2-Ey^2；S2＝Ex·Ey*+Ex*·Ey；S3＝j(Ex·Ey*-Ex*·Ey)转换成第一斯托克斯向量组将所述第二琼斯向量组根据斯托克斯变换S1＝Fx^2-Fy^2；S2＝Fx·Fy*+Fx*·Fy；S3＝j(Fx·Fy*-Fx*·Fy)转换成第二斯托克斯向量组3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，计算第一斯托克斯向量和第二斯托克斯向量在球面坐标系下的平均旋转角度包括：利用关系式计算斯托克斯空间旋转矩阵MPMD；将所述斯托克斯空间旋转矩阵进行归一化处理后，利用所述斯托克斯空间旋转矩阵MPMD的迹和已知的符号周期T计算所述第一斯托克斯向量和第二斯托克斯向量在球面坐标系下的平均旋转角度。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述平均旋转角度计算所述待测光信号传输过程中产生的偏振模色散包括：利用公式得到所述待测光信号传输过程中产生的偏振模色散；其中，Δτ是PMD产生的偏振模色散且该Δτ是实数，T是符号周期，Tr(MPMD)是所述归一化后的斯托克斯空间旋转矩阵的迹。5.一种监测偏振模色散的装置，其特征在于，该装置包括：光信号源，用于产生第一光信号和第二光信号；其中，所述第一光信号和所述第二光信号的中心频率在待测光信号的中心频率两边，且所述第一光信号和所述第二光信号的中心频率差等于波特率；第一相干接收机，所述第一相干接收机与所述光信号源相连，用于将所述第一光信号与所述待测光信号进行相干混频得到第一模拟电信号；第二相干接收机，所述第二相干接收机与所述光信号源相连，用于将所述待测光信号与所述第二光信号进行相干混频得到第二模拟电信号；信号处理器，所述信号处理器与所述第一相干接收机和所述第二相干接收机相连，用于将将第一模拟电信号转换为第一数字电信号，将第二模拟电信号转换为第二数字...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朝晖，隋琪，王大伟，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44