在真实网络条件下确定通道OSNR和通道OSNR裕度制造技术

一种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，其包括：测量所述光链路上的信号传输的性能值(P)；基于所述性能值(P)与辅噪声功率值(PN)之间的预定关系而从所述性能值中导出所述辅噪声功率值(PN)，其中所述辅噪声功率值(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所述信号传输的OSNR相关值(Q)，其中所述OSNR相关值(Q)对应于或至少表明所述光链路上的实际OSNR；以及基于所述辅噪声功率值(PN)和所述OSNR相关值(Q)来区分出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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在真实网络条件下确定通道OSNR和通道OSNR裕度
本专利技术属于光纤通信领域。具体地，本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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专利技术的优选实施例。本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种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，包括以下步骤：测量所述光链路上的信号传输的性能值(P)，基于所述性能值(P)与辅噪声功率值(PN)之间的预定关系而根据所述性能值导出所述辅噪声功率值(PN)，其中所述辅噪声功率值(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所述信号传输的OSNR相关值(Q)，其中所述OSNR相关值(Q)对应于或至少表明所述光链路上的实际OSNR；以及基于所述辅噪声功率值(PN)和所述OSNR相关值(Q)来区分出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。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.17 EP 17161701.21.一种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，包括以下步骤：测量所述光链路上的信号传输的性能值(P)，基于所述性能值(P)与辅噪声功率值(PN)之间的预定关系而根据所述性能值导出所述辅噪声功率值(PN)，其中所述辅噪声功率值(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所述信号传输的OSNR相关值(Q)，其中所述OSNR相关值(Q)对应于或至少表明所述光链路上的实际OSNR；以及基于所述辅噪声功率值(PN)和所述OSNR相关值(Q)来区分出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。2.根据权利要求1所述的方法，其中区分出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是或包括以下步骤：基于所述辅噪声功率值(PN)和所述OSNR相关值(Q)来确定所述链路相关等效噪声功率贡献(PL)或者直接反映所述链路相关等效噪声功率贡献(PL)的一个或多个参数。3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：基于所述辅噪声功率值(PN)和所述OSNR相关值(Q)来确定对应于或至少表明最小OSNR的要求OSNR相关值，所述最小OSNR是考虑到由所述链路相关等效噪声功率贡献(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的OSNR，以及通过从由所述OSNR相关值(Q)指示的所述实际OSNR中减去所述要求OSNR来确定所述OSNR裕度。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中从背对背(B2B)测量中获得或能够获得所述预定关系。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述性能值与所述辅噪声功率值之间的所述预定关系是在操作所述光链路中的发射器和/或接收器之前获得或能够获得的设备特定关系。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其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所述OSNR相关值。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述方法还包括根据所述OSNR相关值来确定与分别测量所述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。8.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述不同操作条件与所述光链路上的不同信号传输功率对应。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述方法还包括改变所述光链路上的所述信号传输功率，以便提供所述不同操作条件。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法还包括如果所述OSNR裕度大于预定义裕度值，则减小所述光链路上的所述信号传输功率。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法还包括如果所述OSNR裕度小于预定义裕度值，则增大所述光链路上的所述信号传输功率。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述性能值与光链路上的前向纠错(FEC)前误码率(BER)的值对应。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述OSNR相关值通过对所述光链路上的所述实际OSNR的直接测量确定或根据链路建模而算出。14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中根据在所述预定关系下仍允许所述光信号在所述光链路上无误差传输的最大辅噪声功率值与所述链路相关等效噪声功率贡献之间的差异来确定所述要求OSNR值。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法还包括：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相应的给定波长在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所述相应的给定波长在相同光链路上的不同操作条件下获得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除所述给定波长外的波长在所述光链路上的所述实际OSNR。16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中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。17.一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，其中所述光传输网络包括多个网络元件和多条光链路，其中每条光...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤拉伊·斯洛伐克，沃尔夫冈·施莱尔，马西米兰·赫尔曼，恩里科·托伦戈，
申请(专利权)人：骁阳网络有限公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡,LU