本发明涉及光通信技术领域， 特别涉及一种光通信网络光信噪比的监测 方法及装置。 背景技术

在光通信网络中， 光信噪比 （ Optical Signal to Noise Ratio, OSNR )是衡 量光信号性能的关键指标， 其定义为： 不包含噪声的光信号的功率与 O.lnm 带宽内噪声的功率的比值。

在需要进行 OSNR监测的光通信网络中， 为避免通信中断， 通常会获取 一小部分网络中传输的光信号作为待测信号， 由于光通信网络中的光信号是 在多个信道上传输的， 因此待测信号中也包含了多个信道的信号， OSNR监 测具体是指针对待测信号中某个信道（即待测 信道） 的信号的 OSNR监测。 目前， 常用的一种 OSNR监测方法为带外噪声监测法。 ITU-T G.697定义的 OSNR 带外噪声监测法需对获取的待测信号进行光频 谱分析， 在低速光通信 网络中， 获取的光频谱类似图 1所示（横轴为波长， 纵轴为功率）， 待测信道 的中心波长 处的峰值功率为包含噪声的光信号的功率， 即不包含噪声的光 信号的功率 与信道内噪声的功率 之和； 根据光频谱获取待测信道的中心 波长 左测 Δν处的信道间噪声的功率 N( Av)以及待测信道的中心波长 ^右 侧 Δν处的信道间噪声的功率 NO Δν), 由于信道内噪声的功率和信道间噪声 的功率差别不大， 因此两个信道间噪声的功率 N( Av)和 NO Δν)的线性插值 可以等效为信道内噪声的功率 Ν 待测信道的中心波长 处的峰值功率减去 该线性插值即可以等效为信道内不包含噪声的 光信号的功率 进而可以根 据 OSNR的定义计算出待测信号中待测信道的信号� � OSNR。

然而， 由于高速光通信网络中信道间的距离较小， 光频谱存在重叠， 此 时信道内噪声的真实功率和信道间噪声的功率 差别较大， 若通过测量信道间 噪声的功率获得信道内噪声的功率， 计算出的 OSNR和真实的 OSNR误差较 大， 即无法保证 OSNR监测的准确性。 因此上述带外噪声监测法无法应用于 高速的光通信网络中 OSNR的监测。 发明内容

本发明实施例提供一种 OSNR的监测方法及装置， 能够保证 OSNR监测 的准确性。

第一方面， 提供一种光信噪比 OSNR的监测方法， 包括：

将待测信号与特定噪声信号进行耦合， 得到合成信号； 所述特定噪声信 号为使合成信号中待测信道的信号的 OSNR位于预设 OSNR范围内的噪声信 号；

根据合成信号的光频谱以及特定噪声信号的功 率， 确定待测信号中待测 信道的信号的 OSNR。

结合第一方面， 在第一种可能的实现方式中， 根据合成信号的光频谱以 及特定噪声信号的功率， 确定待测信号中待测信道的信号的 OSNR, 具体包 括：

根据合成信号的光频谱， 确定待测信道的信号带宽内的包含噪声的光信 号的功率， 以及分别确定待测信道和两个相邻信道间的预 设带宽内的信道间 噪声的功率；

根据所述待测信道的信号带宽、 所述预设带宽、 所述待测信道的信号带 宽内的包含噪声的光信号的功率、 所述信道间噪声的功率以及特定噪声信号 的功率， 确定待测信号中待测信道的信号的 OSNR。

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， 具体基于如下公式确定待测信号中待测信道的 信号的 OSNR:

0— S - NxBW/BWl

~ a(N-m) BWIBW\

其中， O为待测信号中待测信道的信号的 OSNR; β 为待测信道的信号带宽；

BWI为预设带宽；

S为待测信道的信号带宽内的包含噪声的光信� �的功率；

Ν为信道间噪声的功率的线性插值；

AN为特定噪声信号的功率

a为校正系数， 和待测信道的传输链路的滤波特性有关。

结合第一方面的第一种可能的实现方式， 或者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， 所述预设带宽小于所述待测信道的 信号带宽。

结合第一方面， 第一方面的第一种可能的实现方式， 第一方面的第二种 可能的实现方式， 或者第一方面的第三种可能的实现方式， 在第四种可能的 实现方式中， 所述预设 OSNR范围具体为 6dB~8dB。

第二方面， 提供一种光信噪比 OSNR的监测装置， 包括：

耦合单元， 用于将待测信号与特定噪声信号进行耦合， 得到合成信号； 所述特定噪声信号为使合成信号中待测信道的 信号的 OSNR位于预设 OSNR 范围内的噪声信号；

确定单元， 用于根据合成信号的光频谱以及特定噪声信号 的功率， 确定 待测信号中待测信道的信号的 OSNR。

结合第二方面， 在第一种可能的实现方式中， 所述确定单元， 具体用于 根据合成信号的光频谱， 确定待测信道的信号带宽内的包含噪声的光信 号的 功率， 以及分别确定待测信道和两个相邻信道间的预 设带宽内的信道间噪声 的功率；

根据所述待测信道的信号带宽、 所述预设带宽、 所述待测信道的信号带 宽内的包含噪声的光信号的功率、 所述信道间噪声的功率以及特定噪声信号 的功率， 确定待测信号中待测信道的信号的 OSNR。

结合第二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， 具体基于如下公式确定待测信号中待测信道的 信号的 OSNR: O— S - NxBW/BWl

~ a(N-m) BWIBW\

其中， O为待测信号中待测信道的信号的 OSNR;

β 为待测信道的信号带宽；

BWI为预设带宽；

S为待测信道的信号带宽内的包含噪声的光信� �的功率； Ν为信道间噪声的功率的线性插值；

AN为特定噪声信号的功率

a为校正系数， 和待测信道的传输链路的滤波特性有关。

结合第二方面的第一种可能的实现方式， 或者第二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， 所述预设带宽小于所述待测信道的 信号带宽。

结合第二方面， 第二方面的第一种可能的实现方式， 第二方面的第二种 可能的实现方式， 或者第二方面的第三种可能的实现方式， 在第四种可能的 实现方式中， 所述预设 OSNR范围具体为 6dB~8dB。

根据第一方面提供的 OSNR的监测方法， 第二方面提供的 OSNR的监测 装置， 向待测信号中添加噪声信号， 抬高了待测信道内的噪声， 也抬高了待 测信道与相邻信道间的噪声， 当添加的噪声信号能够使得到的合成信号中待 测信道的信号的 OSNR位于预设 OSNR范围内时，表明添加的噪声信号合适， 此时待测信道内噪声的真实功率与信道间噪声 的功率的最小值差别较小， 因 此根据合成信号的光频谱， 不但可以获得待测信道内包含噪声的光信号的 功 率， 还可以通过测量信道间噪声的功率间接获得待 测信道内噪声的功率， 再 基于添加的噪声信号的功率， 则可以确定出待测信号中待测信道的信号的 OSNR, 能够保证 OSNR监测的准确性。 附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解， 并且构成说明书的一部分， 与本 发明实施例一起用于解释本发明， 并不构成对本发明的限制。 在附图中： 图 1为 ITU-T G.697定义的 OSNR带外噪声监测法的示意图；

图 2为本发明实施例提供的 OSNR的监测方法的流程图；

图 3为本发明实施例 1提供的 OSNR的监测方法的详细流程图； 图 4为本发明实施例 2提供的 OSNR的监测装置的结构示意图。 具体实施方式

为了给出能够保证准确性的 OSNR监测方案， 本发明实施例提供了一种 OSNR 的监测方法及装置， 以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进 行 说明， 应当理解， 此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本 发明， 并不 用于限定本发明。 并且在不冲突的情况下， 本申请中的实施例及实施例中的 特征可以相互组合。

本发明实施例提供一种 OSNR的监测方法， 如图 2所示， 具体包括如下 步骤：

步骤 201、 将待测信号与特定噪声信号进行耦合， 得到合成信号； 该特定 噪声信号为使合成信号中待测信道的信号的 OSNR位于预设 OSNR范围内的 噪声信号；

步骤 202、根据合成信号的光频谱以及特定噪声信号 的功率， 确定待测信 号中待测信道的信号的 OSNR。

其中， 预设 OSNR范围可以为 6dB~8dB, 实际实施时， 该范围可以根据 仿真实验数据、 工程数据等数据进行具体调整。 当合成信号中待测信道的信 号的 OSNR位于预设 OSNR范围内时， 信道内噪声的真实功率和信道间噪声 的功率的最小值接近。

即本发明实施例提供的 OSNR的监测方法， 通过向待测信号中添加合适 的噪声信号， 减小了待测信道内噪声的真实功率与信道间噪 声的功率的最小 值的差别， 因此根据合成信号的光频谱， 不但可以获得待测信道内包含噪声 的光信号的功率， 还可以通过测量信道间噪声的功率间接获得待 测信道内噪 声的功率， 再基于添加的噪声信号的功率， 则可以确定出待测信号中待测信 道的信号的 OSNR, 实现对 OSNR的监测。 可见， 本发明实施例提供 OSNR 的监测方法， 能够保证 OSNR监测的准确性， 适用于高速的光通信网络， 例 如超级通道。

进一步的， 步骤 202具体可以为根据合成信号的光频谱， 确定待测信道 的信号带宽内的包含噪声的光信号的功率， 以及分别确定待测信道和两个相 邻信道间的预设带宽内的信道间噪声的功率； 根据该待测信道的信号带宽、 该预设带宽、 该待测信道的信号带宽内的包含噪声的光信号 的功率、 该信道 间噪声的功率以及特定噪声信号的功率， 确定待 'M言号中待 'J信道的信号的 OSNR。

具体可以基于如下公式确定待测信号中待测信 道的信号的 OSNR:

0— S - NxBW/BWl

~ a(N-m) BWIBW\

其中， O为待测信号中待测信道的信号的 OSNR;

β 为待测信道的信号带宽；

BWI为预设带宽；

S为待测信道的信号带宽内的包含噪声的光信� �的功率；

Ν为信道间噪声的功率的线性插值；

AN为特定噪声信号的功率

a为校正系数， 和待测信道的传输链路的滤波特性有关。

由于本发明实施例提供 OSNR的监测方法与信号偏振态无关， 因此本发 明实施例提供 OSNR的监测方法不但适用于高速信号的 OSNR监测， 还适用 于双偏振信号的 OSNR监测， 通过一个偏振分束器， 可以单独测量偏振复用 系统的某一个偏振态上的 OSNR。

并且， 本发明实施例提供 OSNR的监测方法还支持多信道同时测量。 下面结合附图， 用具体实施例对本发明实施例提供的 OSNR的监测方案 进行详细说明。 实施例 1 :

图 3所示， 为本发明实施例 1提供的 OSNR的监测方法的流程图， 具体 包括：

步骤 301、 获取待测信号。

具体实施时， 可以在需要进行 OSNR监测的光通信网络中， 通过一个分 光器获取一小部分网络中传输的光信号作为待 测信号。

步骤 302、 向获取的待测信号中添加噪声信号。

在监测初始， 可以向获取的待测信号中添加任意大小的噪声 信号， 之后 可以根据下述步骤 305 的判断结果调整添加的噪声信号的大小， 具体调整方 式在下述步骤 305中再进行具体描述。

本步骤 302在具体实现时， 可以釆用一个宽谱自发放大辐射（Amplified Spontaneous Emission, ASE )噪声源产生噪声信号， 通过光耦合器将 ASE噪 声源产生的噪声信号添加至待测信号中。

步骤 303、 对当前的合成信号进行光频谱分析。

在本发明实施例 1中， 本步骤 303可以釆用光谱扫描仪实现， 具体包括： 获取当前的合成信号的光频谱；

以待测信道的信号带宽 BW为分辨率, 扫描当前的合成信号的光频谱中 待测信道的光频谱， 获取最大值作为待测信道的信号带宽内的包含 噪声的光 信号的功率 以预设带宽 SPfl为分辨率， 扫描当前的合成信号的光频谱中 待测信道和左侧相邻信道间的光频谱， 获取最小值作为预设带宽内的信道间 噪声的功率 Ν\ , 以及扫描当前的合成信号的光频谱中待测信道 和右侧相邻信 道间的光频谱， 获取最 d、值作为预设带宽内的信道间噪声的功率 N2。

在本发明一实施例中， 扫描信道间光频谱所釆用的分辨率可以和扫描 待 测信道光频谱所釆用的分辨率相同， 即预设带宽和待测信道信号带宽相同； 在本发明另一实施例中， 扫描信道间光频谱所釆用的分辨率也可以和扫 描待 测信道光频谱所釆用的分辨率不相同， 即预设带宽和待测信道信号带宽不相 同。 较佳的， 扫描信道间光频谱所釆用的分辨率小于扫描待 测信道光频谱所 釆用的分辨率， 即预设带宽小于待测信道信号带宽， 能够得到更精确的功率 谱， 使得噪声的功率的测量更加准确， 进而提高了 OSNR监测精度。

在本发明的其它实施例中， 也可以釆用其它方法实现光频谱分析， 例如， 可以釆用可调滤波器加功率计的方法实现光频 谱分析， 或者釆用相干功率谱 的方法来实现光频谱分析， 即使用中心波长可调的本地激光器、 光混频器和 光电探测器获取当前的合成信号的光频谱， 进行光谱计算。

上述具体实现方案仅为示例， 并不用于限定本发明， 现有技术中的任意 一种光频谱分析实现方法均可以作为本步骤 303的实现方法。

步骤 304、 计算当前的合成信号中待测信道的信号的 OSNR。

具体可以基于如下公式计算：

₀ , _ S _NxBW/BW\

~ Nx O. \nm/BW\

其中， O'为当前的合成信号中待测信道的信号的 OSNR;

N为两个信道间噪声的功率 N1和 N2的线性插值。

步骤 305、 判断当前的合成信号中待测信道的信号的 OSNR是否位于预 设 OSNR范围内。

当当前的合成信号中待测信道的信号的 OSNR位于预设 OSNR范围内时， 说明向待测信号中添加的噪声信号大小较为合 适， 此时， 添加的噪声信号即 为前述的特定噪声信号， 两个信道间噪声的功率 N1和 N2的线性插值 N约等 于待测信道内噪声的功率， 因此进入步骤 306, 进行待测信号中待测信道的信 号的 OSNR的计算；

当当前的合成信号中待测信道的信号的 OSNR不位于预设 OSNR范围内 时， 说明向待测信号中添加的噪声信号大小不合适 ， 需要返回步骤 302 , 调整 添加的噪声信号的大小， 具体调整方案为：

当当前的合成信号中待测信道的信号的 OSNR大于预设 OSNR范围时， 增大添加的噪声信号； 当当前的合成信号中待测信道的信号的 OSNR小于预 设 OSNR范围时， 减小添加的噪声信号。 步骤 306、 计算待测信号中待测信道的信号的 OSNR。

具体可以基于如下公式计算：

0— S - NxBW/BWl

~ a(N-m) BWIBW\

其中， O为待测信号中待测信道的信号的 OSNR;

AN为添加的噪声信号的功率；

a为校正系数， 和待测信道的传输链路的滤波特性有关。

校正系数《为一个大于 0的正数。 在待测信道的传输链路中不存在滤波 特性的器件时， 《=1 ; 通常情况下待测信道的传输链路中存在的滤波 特性的器 件的滤波效应越强， 待测信道的信号带宽越窄， 校正系数《越大。

较佳的， 在本发明的其它实施例中， 为了提高监测精度， 计算待测信号 中待测信道的信号的 OSNR所需的待测信道的信号带宽内的包含噪声� �光信 号的功率 信道间噪声的功率的线性插值 N和添加的噪声信号的功率 AN也 可以经过多次测量取平均值， 以降低测量误差。

综上所述， 釆用本发明实施例提供的 OSNR的监测方法， 应用场景广泛 并且易于实现， 能够保证 OSNR监测准确性。

基于同一发明构思， 根据本发明上述实施例提供的 OSNR的监测方法， 相应地， 本发明实施例还提供一种 OSNR的监测装置， 其结构示意图如图 4 所示， 具体包括：

耦合单元 401 ,用于将待测信号与特定噪声信号进行耦合，� �到合成信号； 该特定噪声信号为使合成信号中待测信道的信 号的 OSNR位于预设 OSNR范 围内的噪声信号；

确定单元 402 , 用于根据合成信号的光频谱以及特定噪声信号 的功率， 确 定待测信号中待测信道的信号的 OSNR。

该装置还包括一个判断单元， 所述判断单元用于判断合成信号中待测信 道的信号的 OSNR是否位于预设 OSNR范围内， 具体判断的方式与步骤 305 及与步骤 305相关的部分相同， 在此不再赘述。 进一步的， 确定单元 402 , 具体用于根据合成信号的光频谱， 确定待测信 道的信号带宽内的包含噪声的光信号的功率， 以及分别确定待测信道和两个 相邻信道间的预设带宽内的信道间噪声的功率 ；

根据该待测信道的信号带宽、 该预设带宽、 该待测信道的信号带宽内的 包含噪声的光信号的功率、 该信道间噪声的功率以及特定噪声信号的功率 ， 确定待测信号中待测信道的信号的 OSNR。

进一步的， 确定单元 402 , 具体用于基于如下公式确定待测信号中待测信 道的信号的 OSNR:

0— S - NxBW/BWl

~ a(N-m) BWIBW\ 其中， O为待测信号中待测信道的信号的 OSNR;

β 为待测信道的信号带宽；

BWI为预设带宽；

S为待测信道的信号带宽内的包含噪声的光信� �的功率；

Ν为信道间噪声的功率的线性插值；

AN为特定噪声信号的功率

a为校正系数， 和待测信道的传输链路的滤波特性有关。

较佳的， 该预设带宽小于该待测信道的信号带宽。

进一步的， 该预设 OSNR范围具体为 6dB~8dB。

上述各单元的功能可对应于图 2或图 3所示流程中的相应处理步骤， 在 此不再赘述。

实际实施时， 耦合单元 401 可以釆用光耦合器实现， 得到合成信号， 然 后再通过现有的光谱分析设备如光谱扫描仪等 获取合成信号的光谱， 确定单 元 402 以及判断单元可以釆用专用硬件实现， 也可以釆用软件实现， 本发明 对此不作限定。

本领域内的技术人员应明白， 本发明的实施例可提供为方法、 系统、 或 计算机程序产品。 因此， 本发明可釆用完全硬件实施例、 完全软件实施例、 或结合软件和硬件方面的实施例的形式。 而且， 本发明可釆用在一个或多个 其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用 存储介质 (包括但不限于磁盘 存储器、 CD-ROM、 光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形 式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、 设备（系统）、 和计算机程序产 品的流程图和 /或方框图来描述的。 应理解可由计算机程序指令实现流程图 和 /或方框图中的每一流程和 /或方框、 以及流程图和 /或方框图中的流程 和 /或方框的结合。 可提供这些计算机程序指令到通用计算机、 专用计算机、 嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处 理器以产生一个机器， 使得通 过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器 执行的指令产生用于实现在流 程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中特定的功能� � 装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机 或其他可编程数据处理设 备以特定方式工作的计算机可读存储器中， 使得存储在该计算机可读存储器 中的指令产生包括指令装置的制造品， 该指令装置实现在流程图一个流程或 多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中特定的功能� �

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他 可编程数据处理设备上， 使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列 操作步骤以产生计算机实现的 处理， 从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令 提供用于实现在流程图 一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中特定的功能� �步 骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例， 但本领域内的技术人员一旦得知了 基本创造性概念， 则可对这些实施例作出另外的变更和修改。 所以， 所附权 利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本 发明范围的所有变更和修改。 脱离本发明实施例的精神和范围。 这样， 倘若本发明实施例的这些修改和变 型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之 内， 则本发明也意图包含这些 改动和变型在内。