[发明专利]使用低功率间隙和导频音监测光网络的性能

说明书

所公开的系统、结构和方法涉及监测光网络的性能。发射和接收的光信道信号都施加了低功率间隙和调幅导频音。以间隙频率施加低功率间隙，间隙功率低于光信道信号的信号功率。将导频音以不同于间隙频率的导频音调制频率施加于光信道信号。所描述的方法包括基于在所接收的光信道信号的低功率间隙中检测到的间隙功率确定导频音调制深度。分别检测光链路中的放大自发辐射和非线性噪声。这允许确定和监测光信噪比。

相关申请交叉引用

本申请要求于2018年10月5日提交的题为“使用低功率间隙和导频音监测光网络的性能”、序列号为No.62/741,808的美国专利申请，以及于2019年9月27日提交的题为“使用低功率间隙和导频音监测光网络的性能”序列号为No.16/586,392的美国专利申请的优先权，其内容通过引用合并到本文中。

技术领域

本公开总体上涉及光网络领域，尤其涉及监测光网络的性能。

背景技术

诸如密集波分复用(dense wavelength division multiplex，DWDM)网络的典型的光网络具有许多无源和有源部件。这些部件中的每一个都可能将噪声添加到传播的光信道信号中。分别监测每个部件处的噪声水平可能有助于检测和分析特定的噪声源。通过这种监测获得的信息可以用于解决或补偿噪声源，并且可以允许改善光网络的性能。

光信噪比(optical signal-to-noise ratio，OSNR)是光通信系统中最重要的信号质量参数之一。提供改进的OSNR监测技术可能是有利的，这些改进包括低成本、准确、易于使用和非侵入性中的任意或全部。

发明内容

本公开的目的是提供一种用于监测光网络，特别是光纤网络设备的性能的技术。

根据这个目的，本公开的一个方面提供了用于发射和接收具有低功率间隙和导频音的光信道信号并基于这样的低功率间隙和导频音进行光纤网络设备监测的方法、系统和装置。

当光信道信号通过光纤网络设备传播时，可能会积累来自光纤网络的设备的噪声。

通过光网络传输的光信号中的噪声包括由光放大器引起的噪声和非线性噪声。光放大器引起的噪声是所谓的放大自发辐射(amplifier spontaneous emission，ASE)噪声。非线性噪声是由光纤非线性干扰(nonlinear interference，NLI)引起的，是相干光通信系统中最重要的损伤之一。

通常在光网络中监测光信道信号的光信噪比(optical signal-to-noise ratio，OSNR)。为了测量OSNR，需要将ASE噪声和非线性噪声分开检测和分析。

如本文所公开的技术允许分别监测ASE噪声和非线性噪声。

如本文所公开的技术还允许监测OSNR。本文所述的技术可以是低成本、准确和快速的，并且提供OSNR的实时测量监测数据。该技术允许利用调幅导频音和相干数字信号处理(digital signal processing，DSP)的优点。

根据公开技术的一方面，提供了一种用于监测光网络性能的方法。该方法包括接收光信道信号。光信道信号包括低功率间隙，低功率间隙中的间隙功率至少比光信道信号的信号功率低5倍。可以以间隙频率施加(apply)和检测低功率间隙。光信道信号还包括具有导频音调制频率的调幅导频音。导频音调制频率可以与间隙频率不同。该方法还包括基于从所接收的光信道信号的低功率间隙中的间隙功率检测到的导频音的幅度，监测光纤网络设备的性能。