技术领域

本发明涉及网络通信技术， 尤其涉及一种光纤链路非线性传输损伤的计 算方法和装置。 背景技术

随着光通信技术迅速发展， 密集型波分复用技术 （Dense Wavelength Division Multiplexing , DWDM ) 的实现大大提高了光纤通信系统的容量和传 输距离， 各波长信号从发端到收端要经过复用器、 梳状滤波器、 解复用器等 滤波器件， 另一方面光网络结构将由环状网向网状网过渡 ， 网络中会使用大 量的光滤波器对波长业务进行处理。

随着信号调制速率的提高， 信号光谱的宽度也随之增加， 在 40G、 100G 等高速率系统中， 光滤波器对波长业务滤波的同时也会影响光纤 链路的性能， 其影响主要包括两个方面： 一方面是不过光纤的系统中， 光滤波器对光谱的 斩断会产生光信噪比（Optical Signal to Noise Ratio, OSNR )代价， 称为线性 损伤。 线性损伤在光滤波器数目固定、 信号光谱固定的情况下是不变的， 很 容易通过实验室测量建立一个筒单的查找表。 另一方面是过光纤的系统中， 在入纤光功率比较高的情况下光滤波效应与非 线性效应共同作用对信号产生 非线性损伤， 该损伤作用不可忽视， 光滤波器的数目不同或者光滤波器放置 在光纤链路中的位置不同， 所引起损伤的大小也不同。

非线性薛定谔方程是研究光脉沖在光纤中传输 的基本方程， 它是一种能 够解释吸收、 色散和非线性的波动方程的标量近似形式。 目前， 计算带光滤 波器光纤链路的非线性传输损伤最通常的方法 是： 通过数值方法求解非线性 薛定谔方程， 对光信号在链路中的传输进行仿真， 从而得到由各种因素包括 光滤波器引起的光纤链路的非线性传输损伤。 目前存在多种快速数值求解非 线性薛定谔方程的方法， 比如分布傅里叶方法。

但是非线性薛定谔方程不能得到解析解， 因此要准确计算一条长途光纤 链路的非线性损伤， 即使利用专业的服务器来计算还是需要至少几 个小时， 并且需要占用大量的计算机资源， 这样的计算速度在现网开局、 扩容、 维护 等需要快速计算的场景是不能容忍的。 发明内容

本发明的实施例提供了一种光纤链路非线性传 输损伤的计算方法和装置, 解决现有技术计算速度慢、 占用大量计算资源的问题。

本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明一方面提供了一种光纤链路非线性传输 损伤的计算方法， 包括： 确定光纤链路上没有泵浦光， 获得所述光纤链路上不过光滤波器的带内 非线性噪声因子， 获得所述光纤链路上跨段的信号光带宽内的积 分功率；

对所述不过光滤波器的带内非线性噪声因子进 行修正， 获得所述光纤链 路上跨段的过光滤波器的带内非线性噪声因子 ；

通过下述公式计算所述光纤链路上跨段的非线 性噪声：

PNL ^{= a} intra ( ) · ( ) ³ ；

其中，

P _NL 表示所述跨段的非线性噪声；

n _t (n)表示所述跨段的过光滤波器的带内非线性噪 声因子；

n表示所述跨段的信号光过光滤波器的个数；

P _s 表示所述跨段的信号光带宽内的积分功率 ；

根据所述光纤链路上跨段的非线性噪声得到所 述光纤链路总的非线性噪 声， 获得所述光纤链路的非线性传输损伤。 本发明另一方面提供了一种光纤链路非线性传 输损伤的计算方法, 确定光纤链路上有一个或者多个泵浦光， 获得所述光纤链路上不过光滤 波器的带内非线性噪声因子和不过光滤波器的 带间非线性噪声因子， 获得所 述光纤链路上跨段的信号光带宽内的积分功率 和所述光纤链路上跨段的泵浦 光带宽内的积分功率；

对所述不过光滤波器的带内非线性噪声因子和 所述不过光滤波器的带间 非线性噪声因子进行修正， 获得所述光纤链路上跨段的过光滤波器的带内 非 线性噪声因子和过光滤波器的带间非线性噪声 因子；

通过下述公式计算所述光纤链路上跨段的非线 性噪声：

?NL = "intra (n) · (P _S ) ³ O, m) · P _s · (P _Nj ) ；

其中，

P _NL 表示所述跨段的非线性噪声；

n _t (n)表示所述跨段的过光滤波器的带内非线性噪 声因子；

a _inter (n, m)表示所述跨段的过光滤波器的带间非线性噪� ��因子； n表示所述跨段的信号光过光滤波器的个数， m表示所述跨段的泵浦光过 光滤波器的个数；

P _s 表示所述跨段的信号光带宽内的积分功率 ；

P _N j表示所述跨段的第 j个泵浦光带宽内的积分功率；

k表示所述光纤链路上的泵浦光个数；

根据所述光纤链路上跨段的非线性噪声得到所 述光纤链路总的非线性噪 声， 获得所述光纤链路的非线性传输损伤。 本发明再一方面提供了一种光纤链路非线性传 输损伤的计算装置， 包括： 第一获得单元， 用于确定光纤链路上没有泵浦光， 获得所述光纤链路上 不过光滤波器的带内非线性噪声因子， 获得所述光纤链路上跨段的信号光带 宽内的积分功率；

修正单元， 用于对所述不过光滤波器的带内非线性噪声因 子进行修正， 获得所述光纤链路上跨段的过光滤波器的带内 非线性噪声因子； 计算单元， 用于通过下述公式计算所述光纤链路上跨段的 非线性噪声：

PNL ⁼ intra ( ) · ( ) ³ ；

其中，

P _NL 表示所述跨段的非线性噪声；

n _t (n)表示所述跨段的过光滤波器的带内非线性噪 声因子；

n表示所述跨段的信号光过光滤波器的个数；

表示所述跨段的信号光带宽内的积分功率；

第二获得单元， 用于根据所述光纤链路上跨段的非线性噪声得 到所述光 纤链路总的非线性噪声；

第三获得单元， 用于获得所述光纤链路的非线性传输损伤。 本发明又一方面提供了一种光纤链路非线性传 输损伤的计算装置， 包括： 第一获得单元， 用于确定光纤链路上有一个或者多个泵浦光， 获得所述 光纤链路上不过光滤波器的带内非线性噪声因 子和不过光滤波器的带间非线 性噪声因子， 获得所述光纤链路上跨段的信号光带宽内的积 分功率和所述光 纤链路上跨段的泵浦光带宽内的积分功率；

修正单元， 用于对所述不过光滤波器的带内非线性噪声因 子和所述不过 光滤波器的带间非线性噪声因子进行修正， 获得所述光纤链路上跨段的过光 滤波器的带内非线性噪声因子和过光滤波器的 带间非线性噪声因子；

计算单元， 用于通过下述公式计算所述光纤链路上跨段的 非线性噪声：

PNL = "intra (n) · (P _S ) ³ "inter (jl, m) · P _s · (P _Nj ) ；

其中，

P _NL 表示所述跨段的非线性噪声；

n _t (n)表示所述跨段的过光滤波器的带内非线性噪 声因子；

a _inter (n, m)表示所述跨段的过光滤波器的带间非线性噪� ��因子； n表示所述跨段的信号光过光滤波器的个数， m表示所述跨段的泵浦光过 光滤波器的个数；

P _s 表示所述跨段的信号光带宽内的积分功率 ；

P _N j表示所述跨段的第 j个泵浦光带宽内的积分功率；

k表示所述光纤链路上的泵浦光个数；

第二获得单元， 用于根据所述光纤链路上跨段的非线性噪声得 到所述光 纤链路总的非线性噪声；

第三获得单元， 用于获得所述光纤链路的非线性传输损伤。 本发明实施例提供的一种光纤链路非线性传输 损伤的计算方法和装置， 通过对不过光滤波器的光纤链路的非线性因子 进行修正， 获得过光滤波器的 光纤链路的非线性噪声，从而快速、准确地计 算出光纤链路非线性传输损伤， 节省系统资源和计算时间， 降低系统成本。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对实施例中所需要 使用的附图作筒单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的 一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提 下， 还可以根据这些附图获得其它的附图。

图 la为本发明的实施例提供的不同 WSS级联的滤波谱形；

图 lb为本发明的实施例提供的经过不同 WSS级联保持信号积分功率相 同的光谱；

图 2a为本发明的一实施例提供的一种光纤链路非� ��性传输损伤的计算方 法的流程图；

图 2b为本发明的另一实施例提供的一种光纤链路� ��线性传输损伤的计算 方法的流程图； 图 3为本发明的实施例提供的一光纤链路的拓朴� �意图；

图 4为本发明的实施例提供的一种光纤链路非线� �传输损伤的计算装置 的结构框图。 具体实施方式

本发明实施例提供了一种光纤链路非线性传输 损伤的计算方法和装置。 为了更好的理解本发明的技术方案， 下面结合附图对本发明实施例进行详细 描述。

应当明确， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的 实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳 动前提下所获得的所有其它实施例， 都属于本发明保护的范围。 首先， 对本发明实施例一种光纤链路非线性传输损伤 的计算方法和装置 所依据的原理进行说明。

光信号经过多级光滤波器滤波后， 该光信号的光谱形状会变得越来越窄。 光信号可以是信号光 ( robe channel ), 也可以是泵浦光 ( ump channel )„ 信号光即所观察的光； 泵浦光即为除了信号光之外所有其它信道存在 的光。

以长距离动态光网络中使用最多的光滤波器光 波长选择开关 ( Wavelength Selec t ive Swi tch, WSS ) 为例， WSS对光谱的滤波函数可以近 似为超高斯型， 光信号经过多级 WSS 滤波后， 该光信号的光谱形状变得越来 越窄。 图 la为不同 WSS数目级联的归一化滤波谱形， 可以看出， 如果光信号 经过的 WSS级数越多， 信号的频谱将被滤得越窄。

光传输系统在做功率调整的时候原则上是将各 波长在光纤链路内的积分 功率调整到目标功率， 由于经过多级 WSS 滤波的谱形会变窄， 所以相同积分 功率下经过的 WSS级数越多峰值功率会越大， 光信号光谱密度的变化会使得 光信号在光纤链路中的非线性损伤发生变化。 例如带宽为 50GHz的光纤链路， 图 lb为保持 50GHz内的积分功率相同光信号经过不同级 WSS后的谱形， 可以 看出经过 WSS级数越多， 信号的峰值功率越大。

通过仿真比较 WSS位置变化引起损伤大小的差异， 对于一个 25波 50GHz 间隔的传输速率为 100G的相干非补偿链路， 所观察的信号波在最中间， 光纤 链路包含 20个跨段，每跨段长度为 80km。假设光纤链路中包含 4个可重构光 分插复用器 （ Reconf igurable Optical Add/Drop Multiplexer, ROADM ) 站 点， 每个 ROADM站点包含 2个 WSS, 每个 WSS都对信号波进行滤波， 各跨段所 有波长的入纤功率为 4dBm,将 R0ADM分别放置在链路的前部即第 1到 4跨段， 或者链路的中部即第 9到 12跨段， 或者链路的后部即第 16到 19跨段， 或者 R0ADM均匀分布放置在链路中即第 4、 8、 12、 16跨段， 仿真比较了 R0ADM放 置在链路不同位置的 0SNR代价如表 1所示， 可以看出 R0ADM放置在链路不同 位置对非线性传输损伤的影响差别艮大。

表 1

类似的， 任意类型的光滤波器放置在光纤链路的不同位 置， 其对该光纤 链路非线性传输损伤的影响是不同的。 因此， 在计算光纤链路的非线性传输 损伤时， 需要分别计算该光纤链路中的每个跨段的非线 性传输损伤。

对于无色散补偿的光纤链路， 光纤链路中产生的非线性噪声可以等效为 高斯噪声， 因此在计算光纤链路非线性传输损伤的时候可 以将非线性噪声和 链路中放大器产生的放大自发辐射（Amplified Spontaneous Emission, ASE ) 噪声直接相加， 考虑两种噪声总和的 0SNR称为等效 0SNR, 等效 0SNR可以定 义为

OSNR _pn = ^Ps

PASE+PNL

其中 为信号光在光纤链路内的积分功率； 为链路放大器累积的 ASE 功率； /^^为非线性噪声。

假设光纤链路中只有一个信号光的波长， 则一个跨段的不过光滤波器的 非线性噪声可以表示为

PNL ^{= a} intra . PsY (2)

假设光纤链路中有（k+1)个波长， 其中有一个信号光， k个泵浦光， 则一 个跨段的不过光滤波器的非线性噪声可以表示 为

PNL ^{= a} intra . (^s) ³ +∑y=i ^a inter . Ps . {^Nj) (3)

/ 是该跨段的第 j个泵浦光带宽内的积分功率； a _intra 为光纤链路上不过 光滤波器的带内非线性噪声因子， ^为光纤链路上不过光滤波器的带间非 线性噪声因子， 二者是与信号光的发射机特性、 光纤链路特性和光层的网络 配置参数相关的参数。 其中， 发射机特性包括发射机调制速率和调制码型， 光纤链路特性包括光纤种类、 跨段长度、 跨段数目和色散拓朴， 光层的网络 配置参数包括波长间隔、 波长数目、相邻波长调制码型、相邻波长调制 速率。

得到光纤链路的各跨段的非线性噪声之后， 将各跨段的非线性噪声进行 叠加得到光纤链路总的非线性噪声。 可以将各跨段的非线性噪声按照相干或 者非相干叠加得到光纤链路总的非线性噪声。 则光纤链路在某固定误码率下 的 0SNR代价， 即光纤链路的非线性传输损伤可以表示为

OSNR _penalty = _Pnl ^P , ₀ 通 = —^ 通^ ( ⁴ ) 其中 OSN/? _Mfc 是指背靠背 （Back t o Back , BTB ) 时该固定误码下的 OSNR 值：

0SNR _btb = (5) 对于经过光滤波器的光纤链路， 光信号由于被滤波使得其光谱密度发生 变化， 在积分功率不变的情况下光信号的峰值功率比 没有被滤波的光信号的 峰值功率大。 据此对不过光滤波器的非线性噪声因子进行修 正：

信号光经过 n个光滤波器， 对不过光滤波器的带内非线性噪声因子 a _iTltra

kl

的修正因子为 l(n) = (¾ ，对不过光滤波器的带间非线性噪声因子 " i ter 的修正因子为 2(n) =

泵浦光经过 m个光滤波器， 对不过光滤波器的带间非线性噪声因子 的修正因子为 3(m) = (等) 。

修正后， 获得过光滤波器的非线性噪声因子， 包括过光滤波器的带内非 线性噪声因子 a _intra (n)和过光滤波器的带间非线性噪声因子 i¾^(n, m): intra (/ = ^a intra · = ^a intra · I To" ) (6)

^sp/

"inter O' = "inter · - ^E (7)

其中， /¾是指该跨段不过光滤波器的信号光峰值功率 ， /¾是指该跨段过 n个光滤波器的信号光峰值功率，/ ¾是指该跨段不过光滤波器的泵浦光峰值功 率， 是指该跨段过 m个光滤波器的泵浦光峰值功率。 / 和/ 可以通过测量 不过光滤波器的原始光谱得到， / 和/ 可以根据光滤波器的滤波函数计算或 者实际测量得到。

是信号光过光滤波器时带内非线性噪声因子的 修正常数， &2是信号光 过光滤波器时带间非线性噪声因子的修正常数 ， /c3是泵浦光过光滤波器时带 间非线性噪声因子的修正常数。 kl、 /c2和/ c3与光信号的发射机特性以及光滤 波器的滤波函数的参数相关， 可以通过仿真或实验获取， 可以具体采用如下 方法获取：

信号光和泵浦光的谱形以及光滤波器的滤波谱 形确定之后， 经过光滤波 器的光信号峰值功率与不过光滤波器的光信号 峰值功率之比就确定。 对于/ cl, 可以通过仿真或实验单波单跨段的两种场景： 信号光过 r个滤波 场景和不过光滤波器场景， 分别获取两种场景某功率下该单跨段光纤链路 的 OS皿代价， 根据公式（ ⁴ )计算非线性噪声， 继而通过公式（2)和公式（6)计算 获得：

/c2的获取方法是通过仿真或实验两波单跨段的 两种场景： 场景一， 信号 光过 r个滤波器、 泵浦光不过光滤波器； 场景二， 信号光泵浦光都不过光滤波 器。 分别获取两种场景某功率下该两波单跨段链路 的 OS霊代价， 根据公式（4) 计算非线性噪声， 然后根据公式（3)、 （6)和（7)计算获得：

/C3的获取方法是通过仿真或实验两波单跨段的 两种场景： 场景一， 信号 光不过光滤波器、 泵浦光过 S个光滤波器； 场景二， 信号光泵浦光都不过光滤 波器。 分别获取两种场景某功率下该两波单跨段链路 的 0SNR代价， 根据公式 (4)计算非线性噪声， 然后根据公式（3)和（7)计算获得：

根据光纤链路上各跨段的过光滤波器的非线性 噪声因子， 结合公式（2)和 (3) , 计算光纤链路上各跨段的非线性噪声：

PNL = oc _intra (n) - (P _s ) ³ ,k = 0; (11)

PNL = cc _intra (n) · (P _S ) ³ +∑ ₁ a _inter (n,m ' P _S · (P _Nj f,k > 0; (12) 其中， k表示光纤链路上的泵浦光个数。

之后， 将各跨段的非线性噪声进行叠加得到光纤链路 总的非线性噪声， 可以将各跨段的非线性噪声按照相干或者非相 干叠加得到光纤链路总的非线 性噪声。 基于公式（4)可以获得光纤链路在某固定误码� ��下的 0SNR代价， 即 光纤链路的非线性传输损伤。 本发明一实施例，一种光纤链路非线性传输损 伤的计算方法的流程如图

2a所示， 该方法包括以下步骤：

步骤 SlOla, 确定光纤链路上没有泵浦光， 获得光纤链路上不过光滤波器 的带内非线性噪声因子， 获得光纤链路上跨段的信号光带宽内的积分功 率。

步骤 S102a, 对不过光滤波器的带内非线性噪声因子进行修 正， 获得光纤 链路上跨段的过光滤波器的带内非线性噪声因 子。

步骤 S103a, 通过下述公式计算光纤链路上跨段的非线性噪 声：

PNL ^{= a} intra ( ) · ( ) ³ ；

其中，

^表示跨段的非线性噪声；

a _intra (n)表示跨段的过光滤波器的带内非线性噪声因 子；

n表示跨段的信号光过光滤波器的个数；

表示跨段的信号光带宽内的积分功率。

步骤 S 104a, 根据光纤链路上跨段的非线性噪声得到光纤链 路总的非线性 噪声， 获得光纤链路的非线性传输损伤。

进一步地， 步骤 S104a 中， 若光纤链路上有多个跨段， 根据光纤链路上 跨段的非线性噪声得到光纤链路总的非线性噪 声， 具体包括：

将光纤链路上跨段的非线性噪声进行叠加， 得到光纤链路总的非线性噪 声。

进一步地， 步骤 S102a 中， 光纤链路上跨段的过光滤波器的带内非线性 噪声因子通过下述公式获得： 其中，

„ _tra (n)表示跨段的过光滤波器的带内非线性噪 声因子；

„ _tra 表示不过光滤波器的带内非线性噪声因子 ；

表示跨段的不过光滤波器的信号光峰值功率；

表示跨段的过 n个光滤波器的信号光峰值功率；

/cl表示信号光过光滤波器时带内非线性噪声因 子的修正常数。

进一步地， /cl通过下述公式获得： ·

表示 n = r时跨段的过光滤波器的带内非线性噪声因子;

表示跨段的过 r个光滤波器的信号光峰值功率；

r为正整数。 本发明另一实施例， 一种光纤链路非线性传输损伤的计算方法的流 程如 图 2b所示， 该方法包括以下步骤：

步骤 S101b， 确定光纤链路上有一个或者多个泵浦光， 获得光纤链路上不 过光滤波器的带内非线性噪声因子和不过光滤 波器的带间非线性噪声因子， 获得光纤链路上跨段的信号光带宽内的积分功 率和光纤链路上跨段的泵浦光 带宽内的积分功率。

步骤 S102b，对不过光滤波器的带内非线性噪声因子� ��不过光滤波器的带 间非线性噪声因子进行修正， 获得光纤链路上跨段的过光滤波器的带内非线 性噪声因子和过光滤波器的带间非线性噪声因 子。

步骤 S103b, 通过下述公式计算光纤链路上跨段的非线性噪 声：

PNL = Entra in) · (P _S ³ +∑) _{= 1} a _inter {n, m) . P _S ' (P _NJ ) ；

其中， ^表示跨段的非线性噪声；

a _intra (n)表示跨段的过光滤波器的带内非线性噪声因 子；

a _inter (n, m)表示跨段的过光滤波器的带间非线性噪声因� ��；

n表示跨段的信号光过光滤波器的个数， m表示跨段的泵浦光过光滤波器 的个数；

表示跨段的信号光带宽内的积分功率；

表示跨段的第 j个泵浦光带宽内的积分功率；

k表示光纤链路上的泵浦光个数。

步骤 S 104b , 根据光纤链路上跨段的非线性噪声得到光纤链 路总的非线性 噪声， 获得光纤链路的非线性传输损伤。

进一步地， 步骤 S104b 中， 若光纤链路上有多个跨段， 根据光纤链路上 跨段的非线性噪声得到光纤链路总的非线性噪 声， 具体包括：

将光纤链路上跨段的非线性噪声进行叠加， 得到光纤链路总的非线性噪 声。

进一步地， 步骤 S102b 中， 光纤链路上跨段的过光滤波器的带内非线性 噪声因子通过下述公式获得：

光纤链路上跨段的过光滤波器的带间非线性噪 声因子通过下述公式获得: ，

其中，

„ _tra (n)表示跨段的过光滤波器的带内非线性噪 声因子；

i _nter (n, m)表示跨段的过光滤波器的带间非线性噪声因� ��；

„ _tra 表示不过光滤波器的带内非线性噪声因子 ；

„ _ter 表示不过光滤波器的带间非线性噪声因子 ；

P _s ¾表示跨段的不过光滤波器的信号光峰值� ��率； 表示跨段的过 n个光滤波器的信号光峰值功率；

表示跨段的不过光滤波器的泵浦光峰值功率；

表示跨段的过 m个光滤波器的泵浦光峰值功率；

/cl表示信号光过光滤波器时带内非线性噪声因 子的修正常数；

/c2表示信号光过光滤波器时带间非线性噪声因 子的修正常数；

/c3表示泵浦光过光滤波器时带间非线性噪声因 子的修正常数。

进一步地， /cl通过下述公式获 ：

其中，

„ _tra (r)表示 n = r时 段的过光滤波器的带内非线性噪声因子； „ _ter (r, 0)表示 n = r, m = 0时跨段的过光滤波器的带间非线性噪声因 子；

riter (0, S)表示 71 = 0, m = S时跨段的过光滤波器的带间非线性噪声因 子；

表示跨段的过 r个光滤波器的信号光峰值功率；

/ 表示跨段的过 s个光滤波器的泵浦光峰值功率；

r和 s为正整数。 下面结合附图对本发明实施例提供的一种光纤 链路非线性传输损伤的计 算方法和装置进行详细描述。

应当明确， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的 实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳 动前提下所获得的所有其它实施例， 都属于本发明保护的范围。

下述实施例中， 光纤链路即波长通道， 指从发端到收端的链路。

实施例一， 本发明实施例提供了一种光纤链路非线性传输 损伤的计算方 法。 如图 3所示， 光纤链路中只有一个信号光波长， 共包含 4个跨段， 第一 个跨段和第三个跨段的输入处分别有 1 个光滤波器对信号光进行滤波。 该方 法具体包括如下步骤：

步骤 S201 , 确定光纤链路上没有泵浦光， 获得光纤链路上不过光滤波器 的带内非线性噪声因子， 获得光纤链路上跨段的信号光带宽内的积分功 率。

非线性噪声因子包括带内非线性噪声因子 a _inm ^p带间非线性噪声因子 a _inter , 二者是与信号光的发射机特性、 光纤链路特性和光层的网络配置参数 相关的参数。 可以通过测量或仿真得到不过光滤波器的带内 非线性噪声因子 „ _tra 和不过光滤波器的带间非线性噪声因子 "i„ _t 。

本实施例中， 光纤链路上没有泵浦光， 获得光纤链路上不过光滤波器的 带内非线性噪声因子， 无需获得不过光滤波器的带间非线性噪声因子 。

获得光纤链路上跨段的信号光带宽内的积分功 率， 可以通过设备测量或 者根据链路各参数计算得到。

步骤 S202, 对不过光滤波器的带内非线性噪声因子进行修 正， 获得光纤 链路上跨段的过光滤波器的带内非线性噪声因 子。

可以将经验值作为修正因子对不过光滤波器的 带内非线性噪声因子进行 修正， 获得光纤链路上跨段的过光滤波器的带内非线 性噪声因子； 也可以根 据公式 (6)对不过光滤波器的带内非线性噪声因子进行 修正， 计算得到过光滤 波器的带内非线形噪声因子。 本实施例中， 通过公式 (6)计算过光滤波器的带内非线形噪声因子:

第一个跨段信号光过 1个光滤波器的带内非线性噪声因子： a intra 1 (1)一

第二个跨段信号光过 1个光滤波器的带内非线性噪声因子: intra 2 (1) ~ ^a intra *

第三个跨段信号光过 2个光滤波器的带内非线性噪声因子: aintra 3 (2)― ^a

和第四个跨段信号光过 1个光滤波器的带内非线性噪声因子: a intra (2) = a

a _in traj (n) (i = 1,2,3,4) 是第 i个跨段过光滤波器的带内非线性噪声因子 ₍ 步骤 S203 , 计算光纤链路上跨段的非线性噪声。

本实施例中， 只有一个信号光波长， 根据公式（11)计算光纤链路上跨段 的非线性噪声：

第一个跨段的非线性噪声为：

¹ NL1

第二个跨段的非线性噪声为 第三个跨段的非线性噪声为

PNL3 ^{= a} i tra 3 (2) ·

第四个跨段的非线性噪声为 PNIA ⁼ "intra— 4(2) · 4) ― ^a intra · · 4) 。

其中/ ¾ (ί = 1,2,3,4)是第 i个跨段入纤处信号带宽内的积分光功率。

步骤 S204, 根据光纤链路上跨段的非线性噪声得到光纤链 路总的非线性 噪声， 获得光纤链路的非线性传输损伤。

若光纤链路上只有一个跨段， 则该跨段的非线性噪声即光纤链路总的非 线性噪声； 若光纤链路上有多个跨段， 将光纤链路上跨段的非线性噪声进行 叠加， 得到光纤链路总的非线性噪声。

本实施例中，光纤链路上有多个跨段,将各跨� �的非线性噪声 P _NL1 、 P _NL2 、

^^ ₃ 和 ^进行相干或者非相干叠加， 得到光纤链路总的非线性噪声 P _NL 。

如果各跨段入纤处信号带宽内的积分光功率相 同， 都为 , 则直接根据 公式（4)计算光纤链路的非线性传输损伤。

如果各跨段入纤信号带宽内的积分光功率不同 ， 第一段入纤功率是 丄， 产生的非线性噪声是 第二段入纤功率是 ₂ , 产生的非线性噪声是 ₂ ; 第三段入纤功率是/ ¾ , 产生的非线性噪声是 ₃ 。 可以将各段入纤处信号带 宽内的积分光功率缩放到相同的等效入纤功率 。

¾ = ， β ₂ = β ₃ =

工 Ps Ps Ps

则缩放后的第一跨段产生的非线性噪声为 = P _NL1 · 缩放后的第二 跨段产生的非线性噪声为 = P _NL2 - β ₂ ,缩放后的第三跨段产生的非线性噪 声为 = ^ ₃ ' ¾。

将缩放后的各跨段噪声叠加获得光纤链路总的 非线性噪声 将等效入 纤功率 以及光纤链路总的非线性噪声 代入公式（4)计算光纤链路的非 线性传输损伤。 实施例二， 本发明实施例提供了一种光纤链路非线性传输 损伤的计算方 法。 如图 3所示， 光纤链路中有 2个波长， 一个信号波长和一个泵浦波长。 共包含 4个跨段， 第一个跨段和第三个跨段的输入处分别有 1个光滤波器对 信号光进行滤波。 只有信号光被滤波， 泵浦光没有被滤波。 该方法具体包括 如下步骤：

步骤 S301 , 确定光纤链路上有一个或者多个泵浦光， 获得光纤链路上不 过光滤波器的带内非线性噪声因子和不过光滤 波器的带间非线性噪声因子， 获得光纤链路上跨段的信号光带宽内的积分功 率和光纤链路上跨段的泵浦光 带宽内的积分功率。

本实施例中， 光纤链路上有一个泵浦光， 获得光纤链路上不过光滤波器 的带内非线性噪声因子和不过光滤波器的带间 非线性噪声因子。

与实施例一的步骤 S201类似， 可以通过测量或仿真得到不过光滤波器的 带内非线性噪声因子 a _intra 和不过光滤波器的带间非线性噪声因子 α

获得光纤链路上跨段的信号光带宽内的积分功 率和光纤链路上跨段的泵 浦光带宽内的积分功率， 二者可以通过设备测量或者根据链路各参数计 算得 到。

步骤 S302, 对不过光滤波器的带内非线性噪声因子和不过 光滤波器的带 间非线性噪声因子进行修正， 获得光纤链路上跨段的过光滤波器的带内非线 性噪声因子和过光滤波器的带间非线性噪声因 子。

可以将经验值作为修正因子对不过光滤波器的 带内非线性噪声因子和不 过光滤波器的带间非线性噪声因子进行修正， 获得光纤链路上跨段的过光滤 波器的带内非线性噪声因子和过光滤波器的带 间非线性噪声因子； 也可以根 据公式 (6)对不过光滤波器的带内非线性噪声因子进行 修正， 计算得到过光滤 波器的带内非线形噪声因子， 根据公式 (7)对不过光滤波器的带间非线性噪声 因子进行修正， 计算得到过光滤波器的带间非线形噪声因子。

本实施例中， 通过公式 (6)计算过光滤波器的带内非线性噪声因子， 通过 公式 (7)计算过光滤波器的带间非线性噪声因子。 只有信号光被滤波， 泵浦光 没有被滤波。

第一个跨段信号光过 1个光滤波器的带内非线性噪声因子：

"ί /τα— 1(1) - " i tra ·

第一个跨段信号光过 1 个光滤波器、 泵浦光不过光滤波器的带间非线性 噪声因子：

第二个跨段信号光过 1个光滤波器的带内非线性噪声因子：

第二个跨段信号光过 1 个光滤波器、 泵浦光不过光滤波器的带间非线性 噪声因子： ，

第三个跨段信号光过 2个光滤波器的带内非线性噪声因子：

第三个跨段信号光过 2 个光滤波器、 泵浦光不过光滤波器的带间非线性 噪声因子：

第四个跨段信号光过 2个光滤波器的带内非线性噪声因子: 、

a intra 4 ' 2) - " i tra ·

第四个跨段信号光过 2 个光滤波器、 泵浦光不过光滤波器的带间非线性 噪声因子： _n . O

"mter— 4 ' °

a _{intra i} (n) (i = 1,2,3,4) 是第 i个跨段过光滤波器的带内非线性噪声因子: CCinterj(n,m) (ί = 1,2,3,4) 是第 i个跨段过光滤波器的带间非线性噪声因子。

步骤 S303, 计算光纤链路上跨段的非线性噪声。

本实施例中， 一个信号波长和一个泵浦波长， 只有信号光被滤波， 泵浦 光都没有被滤波， 根据公式（12)计算各跨段的非线性噪声。

第一跨段的非线性噪声为：

ΡΝΙΛ ― ^a intra l(X) · ( 1) ³ + ∑y=l "inter— · Psi · (^Nj_l) ― intra · ；

\ ^r sp_l \^sp_l / 第二跨段的非线性噪声为：

PN ― ^a intra ·

第三跨段的非线性噪声为：

P ― "intra— 3(2) · 3) ³ +∑ =1 ^ er— 3(2,0) · P _S3 · ( _w 3) ― 第四跨段的非线性噪声为：

PNIA ⁼ "intra— 4(2) · (^ 4) ³ + ∑y=l "inter— 4(2,0) · P _S4 · 4) = ^a intra . ( _p o ) . (^ 4) ³ + ^a inter . ( _p o J . ^S ' (^Wl— 4) °

其中/ ¾( = 1,2,3,4)是第 i个跨段入纤处信号带宽内的积分光功率； k是 泵浦光的个数， 本实施例中/ c = l; (i = 1,2,3,4)是第 i个跨段的入纤处 第 j个泵浦光带宽内的积分光功率。

步骤 S304, 根据光纤链路上跨段的非线性噪声得到光纤链 路总的非线性 噪声， 获得光纤链路的非线性传输损伤。

若光纤链路上只有一个跨段， 则该跨段的非线性噪声即光纤链路总的非 线性噪声； 若光纤链路上有多个跨段， 将光纤链路上跨段的非线性噪声进行 叠加， 得到光纤链路总的非线性噪声。

本实施例中，光纤链路上有多个跨段,将各跨� �的非线性噪声 P _NL1 、 P _NL2 、

^^ ₃ 和 ^进行相干或者非相干叠加， 得到光纤链路总的非线性噪声 P _NL 。

与实施例一的步骤 S204类似， 如果各跨段入纤处信号带宽内的积分光功 率相同， 都为 , 则直接根据公式（4)计算光纤链路的非线性传� ��损伤； 如果 各跨段入纤信号带宽内的积分光功率不同， 将缩放后的各跨段噪声叠加获得 光纤链路总的非线性噪声 , 将等效入纤功率 P _s 以及光纤链路总的非线性噪 声 , 代入公式（4)计算光纤链路的非线性传输损伤� �� 实施例三， 本发明实施例提供了一种光纤链路非线性传输 损伤的计算方 法。 如图 3所示， 光纤链路中有 2个波长， 一个信号波长和一个泵浦波长。 共包含 4个跨段， 第一个跨段和第三个跨段的输入处分别有 1个光滤波器对 泵浦光进行滤波。 只有泵浦光被滤波， 信号光没有被滤波。 该方法具体包括 如下步骤：

步骤 S401 , 确定光纤链路上有一个或者多个泵浦光， 获得光纤链路上不 过光滤波器的带内非线性噪声因子和不过光滤 波器的带间非线性噪声因子， 获得光纤链路上跨段的信号光带宽内的积分功 率和光纤链路上跨段的泵浦光 带宽内的积分功率。

本实施例中， 光纤链路上有一个泵浦光， 获得光纤链路上不过光滤波器 的带内非线性噪声因子和不过光滤波器的带间 非线性噪声因子。

与实施例一的步骤 S201类似， 可以通过测量或仿真得到不过光滤波器的 带内非线性噪声因子 a _intra 和不过光滤波器的带间非线性噪声因子 α

获得光纤链路上跨段的信号光带宽内的积分功 率和光纤链路上跨段的泵 浦光带宽内的积分功率， 二者可以通过设备测量或者根据链路各参数计 算得 到。

步骤 S402, 对不过光滤波器的带内非线性噪声因子和不过 光滤波器的带 间非线性噪声因子进行修正， 获得光纤链路上跨段的过光滤波器的带内非线 性噪声因子和过光滤波器的带间非线性噪声因 子。

可以将经验值作为修正因子对不过光滤波器的 带内非线性噪声因子和不 过光滤波器的带间非线性噪声因子进行修正， 获得光纤链路上跨段的过光滤 波器的带内非线性噪声因子和过光滤波器的带 间非线性噪声因子； 也可以根 据公式 (6)对不过光滤波器的带内非线性噪声因子进行 修正， 计算得到过光滤 波器的带内非线形噪声因子， 根据公式 (7)对不过光滤波器的带间非线性噪声 因子进行修正， 计算得到过光滤波器的带间非线形噪声因子。

本实施例中， 只有泵浦光被滤波， 信号光没有被滤波， 各跨段不过光滤 波器的带内非线性噪声因子均为 ^„ _tra ，通过公式（6)计算， 也可以得到各跨段 不过光滤波器的带内非线性噪声因子均为 ^„ _tra ;通过公式 (7)计算过光滤波器 的带间非线形噪声因子。

第一个跨段泵浦光过 1 个光滤波器、 信号光不过光滤波器的带间非线性 噪声因子：

第二个跨段泵浦光过 1 个光滤波器、 信号光不过光滤波器的带间非线性 噪声因子： -

第三个跨段泵浦光过 2 个光滤波器、 信号光不过光滤波器的带间非线性 噪声因子： ^inter_3\ f^J一 " i ter · · 一 " inter ·

第四个跨段泵浦光过 2 个光滤波器、 信号光不过光滤波器的带间非线性 噪声因子： 。

Winter _i{n,m) (t = 1,2,3,4) 是第 i 个跨段过光滤波器的带间非线性噪声 因子。

步骤 S403, 计算光纤链路上跨段的非线性噪声。

本实施例中， 一个信号波长和一个泵浦波长， 只有泵浦光被滤波， 信号 光没有被滤波， 根据公式（12)计算各跨段的非线性噪声。

第一跨段的非线性噪声为：

PNIA ⁼ intra · ( 1) ³ +∑；=1 "inter— 1 · 1 · (P/Vj'—I) ⁼ ^intra ；

第二跨段的非线性噪声为：

PNL2 = int = intra

'2 ) ³ + inter ·

第三跨段的非线性噪声为：

PNL3 = intra · 3) ³ +∑ =i "inter— 3 (〇,2) · P _S3 · (^;' 3) = intra ) ³ + ^a inter · ( o ) · ^ 3 · (^/ l_3) ；

^ ^r pp 第四跨段的非线性噪声为：

PNIA ^{= a} intra · 4) ³ +∑)=l "inter— 4(〇,2) · P54 · (^;' 4) ― ^a intra 4) °

其中/ ¾ (i = 1,2,3,4)是第 i个跨段入纤处信号带宽内的积分光功率； k是 泵浦光的个数， 本实施例中/ c = 1; P _{Nj i} (i = 1,2,3,4)是第 i个跨段的入纤处 第 j个泵浦光带宽内的积分光功率。

步骤 S404, 根据光纤链路上跨段的非线性噪声得到光纤链 路总的非线性 噪声， 获得光纤链路的非线性传输损伤。

若光纤链路上只有一个跨段， 则该跨段的非线性噪声即光纤链路总的非 线性噪声； 若光纤链路上有多个跨段， 将光纤链路上跨段的非线性噪声进行 叠加， 得到光纤链路总的非线性噪声。

本实施例中，光纤链路上有多个跨段,将各跨� �的非线性噪声 P _NL1 、 P _NL2 、

^^ ₃ 和 ^进行相干或者非相干叠加， 得到光纤链路总的非线性噪声 P _NL 。

与实施例一的步骤 S204类似， 如果各跨段入纤处信号带宽内的积分光功 率相同， 都为 , 则直接根据公式（4)计算光纤链路的非线性传� ��损伤； 如果 各跨段入纤信号带宽内的积分光功率不同， 将缩放后的各跨段噪声叠加获得 光纤链路总的非线性噪声 , 将等效入纤功率 P _s 以及光纤链路总的非线性噪 声 , 代入公式（4)计算光纤链路的非线性传输损伤� �� 本发明实施例提供的一种光纤链路非线性传输 损伤的计算方法， 通过对 不过光滤波器的光纤链路的非线性因子进行修 正， 获得过光滤波器的光纤链 路的非线性噪声， 从而快速、 准确地计算出光纤链路非线性传输损伤， 节省 系统资源和计算时间， 降低系统成本， 便于在设备上集成计算非线性传输损 伤的功能。

实际应用中， 本发明实施例提供的一种光纤链路非线性传输 损伤的计算 方法， 对于带光性能监控单元和不带光性能监控单元 的系统均适用。 实施例四， 本发明实施例提供了一种光纤链路非线性传输 损伤的计算装 置， 如图 4所示， 包括：

第一获得单元 410 , 用于确定光纤链路上没有泵浦光， 获得光纤链路上不 过光滤波器的带内非线性噪声因子， 获得光纤链路上跨段的信号光带宽内的 积分功率；

修正单元 420 , 用于对不过光滤波器的带内非线性噪声因子进 行修正， 获 得光纤链路上跨段的过光滤波器的带内非线性 噪声因子；

计算单元 430 , 用于通过下述公式计算光纤链路上跨段的非线 性噪声：

PNL ^{= a} intra ( ) · ( ) ³ ；

其中，

^表示跨段的非线性噪声；

a _intra (n)表示跨段的过光滤波器的带内非线性噪声因 子；

n表示跨段的信号光过光滤波器的个数；

表示跨段的信号光带宽内的积分功率。

第二获得单元 440 ,用于根据光纤链路上跨段的非线性噪声得到� �纤链路 总的非线性噪声；

第三获得单元 450 , 用于获得光纤链路的非线性传输损伤。

进一步地，若光纤链路上有多个跨段，第二获 得单元 440可以具体包括： 第二获得子单元 441 , 用于将光纤链路上跨段的非线性噪声进行叠加 ，得 到光纤链路总的非线性噪声。

进一步地， 修正单元 420可以具体包括： 修正子单元 421 , 用于通过下述 公式获得光纤链路上跨段的过光滤波器的带内 非线性噪声因子： a intra ( 一 ^intra · I _p o )

\^sp/ ，

其中，

a _intra (n)表示跨段的过光滤波器的带内非线性噪声因 子； "int 表示不过光滤波器的带内非线性噪声因子；

表示跨段的不过光滤波器的信号光峰值功率；

表示跨段的过 n个光滤波器的信号光峰值功率；

/C l表示信号光过光滤波器时带内非线性噪声因� �的修正常数。

进一步地， /Cl可以通过下述公式获得：

其中，

„ _tra (r)表示 n = r时跨段的过光滤波器的带内非线性噪声因子;

表示跨段的过 r个光滤波器的信号光峰值功率；

r为正整数。 实施例五， 本发明实施例提供了一种光纤链路非线性传输 损伤的计算装 置， 如图 4所示， 包括：

第一获得单元 410, 用于确定光纤链路上有一个或者多个泵浦光， 获得光 纤链路上不过光滤波器的带内非线性噪声因子 和不过光滤波器的带间非线性 噪声因子， 获得光纤链路上跨段的信号光带宽内的积分功 率和光纤链路上跨 段的泵浦光带宽内的积分功率；

修正单元 420, 用于对不过光滤波器的带内非线性噪声因子和 不过光滤波 器的带间非线性噪声因子进行 4爹正， 获得光纤链路上跨段的过光滤波器的带 内非线性噪声因子和过光滤波器的带间非线性 噪声因子；

计算单元 430, 用于通过下述公式计算光纤链路上跨段的非线 性噪声：

PNL ― ^a intra ( ) · i^s) ³ +∑'=i inter i ⁿ > ^m ) · Ps · (PjVj ) ；

其中，

Py^表示跨段的非线性噪声；

a _intra (n)表示跨段的过光滤波器的带内非线性噪声因 子； _inter (n, m)表示跨段的过光滤波器的带间非线性噪声因� ��； n表示跨段的信号光过光滤波器的个数， m表示跨段的泵浦光过光滤波器 的个数；

表示跨段的信号光带宽内的积分功率；

表示跨段的第 j个泵浦光带宽内的积分功率；

k表示光纤链路上的泵浦光个数。

第二获得单元 440 ,用于根据光纤链路上跨段的非线性噪声得到� �纤链路 总的非线性噪声；

第三获得单元 450 , 用于获得光纤链路的非线性传输损伤。

进一步地，若光纤链路上有多个跨段，第二获 得单元 440可以具体包括： 第二获得子单元 441 , 用于将光纤链路上跨段的非线性噪声进行叠加 ，得 到光纤链路总的非线性噪声。

进一步地， 修正单元 420可以具体包括： 修正子单元 421 , 用于通过下述 公式获得光纤链路上跨段的过光滤波器的带内 非线性噪声因子：

^intra( 一 ^intra · I _p o )

\^sp/ ，

用于通过下述公式获得光纤链路上跨段的过光 滤波器的带间非线性噪声 因子：

^inter 一 " i ter · I _p o J · I _p o J ，

其中，

a _intra (n)表示跨段的过光滤波器的带内非线性噪声因 子；

a _inter (n, m)表示跨段的过光滤波器的带间非线性噪声因� ��；

n _t 表示不过光滤波器的带内非线性噪声因子；

a _intei >表示不过光滤波器的带间非线性噪声� �子；

P _s ^Q p表示跨段的不过光滤波器的信号光峰值� �率；

P _s ⁿ p表示跨段的过 n个光滤波器的信号光峰值功率； Ρρ°ρ表示跨段的不过光滤波器的泵浦光峰值� ��率；

Ρρ表示跨段的过 m个光滤波器的泵浦光峰值功率；

kl表示信号光过光滤波器时带内非线性噪声因� ��的修正常数；

k2表示信号光过光滤波器时带间非线性噪声因� ��的修正常数；

k3表示泵浦光过光滤波器时带间非线性噪声因� ��的修正常数。

进一步地， kl可以通过下述公式获得：

k2通过下述公式获得:

ainter( ^r ' ⁰ )'

log 10

k2 = log _pr 、 (^ ι^2ϊ) = ^t inter

^& [¾P ) V _inter )

\ sp/ ^l0gl °(¾

k3通过下述公式获得：

^inter (o's)

log io

k3 = log ^inter

/ps x ( ^a ^°' ^s A =

^& [¾P 1 V _inter ) 其中，

n _tra (r)表示 n = r时跨段的过光滤波器的带内非线性噪声因子� � n _ter (r,0)表示 n = r, m = 0时跨段的过光滤波器的带间非线性噪声因 n _ter (0,s)表示 n = 0, m = s时跨段的过光滤波器的带间非线性噪声因 子；

Ρρ表示跨段的过 r个光滤波器的信号光峰值功率；

Pp ^s p表示跨段的过 s个光滤波器的泵浦光峰值功率；

Γ和 S为正整数。 上述实施例四、 五装置内的各模块之间的信息交互、 执行过程等内容, 由于与本发明方法实施例基于同一构思， 具体内容可参见本发明方法实施例 中的叙述， 此处不再赞述。 本发明实施例提供的一种光纤链路非线性传输 损伤的的装置， 通过对不 过光滤波器的光纤链路的非线性因子进行修正 ， 获得过光滤波器的光纤链路 的非线性噪声， 从而快速、 准确地计算出光纤链路非线性传输损伤， 节省系 统资源和计算时间， 降低系统成本， 便于在设备上集成计算非线性传输损伤 的功能。 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例 方法中的全部或部分步骤, 是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完 成， 所述的程序可存储于一计 算机可读取存储介质中， 该程序在执行时， 可包括如上述各方法的实施例的 流程。 其中， 所述的存储介质可为磁碟、 光盘、 只读存储记忆体（Read-Only Memory, ROM )或随机存者 i己忆体 ( Random Access Memory, RAM )等。

以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限 于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露 的技术范围内， 可轻易 想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此， 本发明的保 护范围应以权利要求的保护范围为准。