專利名稱：一種光發(fā)射信號(hào)質(zhì)量測(cè)試方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光網(wǎng)絡(luò)，具體涉及密集波分復(fù)用系統(tǒng)(DWDM，Denseffavelength Division Multiplex and Multiplexer)中關(guān)鍵器件光收發(fā)合一模塊的光發(fā)射信號(hào)質(zhì)量測(cè)試方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的發(fā)展和需求的增加，人們對(duì)更高速和更大帶寬的光網(wǎng)絡(luò)需求越來(lái)越強(qiáng)烈。但是，目前普遍成熟運(yùn)用的基于非歸零(NRZ，No Return Zero)等幅度調(diào)制格式的光脈沖調(diào)制技術(shù)，由于其在高速率小信道間隔的環(huán)境下有較為嚴(yán)重的非線性效應(yīng)和串?dāng)_等諸多不利因素已經(jīng)不能滿足單通道內(nèi)長(zhǎng)距離、高速率的傳輸。因此，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究和探索，光脈沖相位調(diào)制技術(shù)成為近年來(lái)光傳輸技術(shù)的研究熱點(diǎn)。相位調(diào)制技術(shù)具有光頻譜能量集中，頻譜效率高等特點(diǎn)，可以在長(zhǎng)距大容量傳輸中改進(jìn)色散容限、非線性容限，大幅提高在實(shí)際DWDM系統(tǒng)中的傳輸性能。在整個(gè)DWDM系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)光載波的調(diào)制與解調(diào)是由光收發(fā)合一模塊完成。對(duì)于單通道40(ib/S及以上速率的系統(tǒng)，目前線路側(cè)的光收發(fā)合一模塊基本都采用的相位調(diào)制技術(shù)。其原理是將數(shù)據(jù)承載于臨近光脈沖的差分相位上，即前后兩個(gè)信號(hào)脈沖的光載波相位決定當(dāng)前的信號(hào)值。只要滿足當(dāng)前信號(hào)00 — 01 — 11 — 10 — 00變化時(shí)，
每次光載波的相位變化等于f或者-f，即可進(jìn)行信號(hào)傳輸。對(duì)于相位調(diào)制的光信號(hào)，其數(shù)
字信息不再由信號(hào)的功率幅度來(lái)表示，因此利用現(xiàn)有常規(guī)的基于功率幅度檢測(cè)的儀表已經(jīng)不能反映光信號(hào)的優(yōu)劣程度，需要要用到星座圖來(lái)反映所調(diào)制的相位信息。但是目前并沒(méi)有統(tǒng)一的行業(yè)規(guī)范和方法來(lái)判斷星座圖所反映的光信號(hào)的優(yōu)劣程度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種光發(fā)射信號(hào)質(zhì)量測(cè)試方法和系統(tǒng)，為相位調(diào)制信號(hào)提供衡量指標(biāo)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種光發(fā)射信號(hào)質(zhì)量測(cè)試方法，所述方法包括相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊接收信號(hào)，輸出光信號(hào)至檢測(cè)模塊；檢測(cè)模塊對(duì)輸入的光信號(hào)進(jìn)行相干檢測(cè)，對(duì)相干檢測(cè)后的信號(hào)進(jìn)行相位信息檢測(cè)；根據(jù)所述檢測(cè)模塊檢測(cè)到的相位信息計(jì)算誤差矢量幅度(EVM)值；根據(jù)所述EVM值衡量所述相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊發(fā)射的光信號(hào)的質(zhì)量。進(jìn)一步地，所述相位信息包括每個(gè)相干檢測(cè)后的信號(hào)的同相位矢量和正交相位矢量。進(jìn)一步地，所述根據(jù)相位信息計(jì)算EVM值的步驟包括根據(jù)每個(gè)相干檢測(cè)后的信
號(hào)的同相位矢量和正交相位矢量，以及預(yù)先設(shè)定的理想同相位矢量和理想正交相位矢量，計(jì)算每個(gè)相干檢測(cè)后的信號(hào)的誤差矢量的模；根據(jù)所有相干檢測(cè)后的信號(hào)的誤差矢量的模計(jì)算EVM。進(jìn)一步地，所述誤差矢量的模通過(guò)下式計(jì)算力=(々-乃)2+(込-ft)2,其中，ek
為第k個(gè)相干檢測(cè)后的信號(hào)的誤差矢量的模，Ik為第k個(gè)相干檢測(cè)后的信號(hào)的理想同相位矢量，A為第k個(gè)相干檢測(cè)后的信號(hào)的理想正交相位矢量J4為第k個(gè)相干檢測(cè)后的信號(hào)的同相位矢量，為第k個(gè)相干檢測(cè)后的信號(hào)的正交相位矢量。進(jìn)一步地，根據(jù)所述誤差矢量的模計(jì)算EVM的步驟包括通過(guò)以下公式計(jì)算EVM
EVMrms =
1 N
去Σω
-χ 100%唭中，N為相干檢測(cè)后的信號(hào)的總數(shù)；ek為第k個(gè)相干檢測(cè)
7V A=I
后的信號(hào)的誤差矢量的模，1 < k < N。 進(jìn)一步地，根據(jù)所述誤差矢量的模計(jì)算EVM的步驟包括通過(guò)以下公式計(jì)算EVM
￡raf^.J^S(gt)::100% ,其中，N為相干檢測(cè)后的信號(hào)的總數(shù)為第k個(gè)相干檢測(cè)后的
信號(hào)的誤差矢量的模，l^k^N ；Pavg為相干檢測(cè)后的信號(hào)的平均功率。 進(jìn)一步地，根據(jù)所述誤差矢量的模計(jì)算EVM的步驟包括通過(guò)以下公式計(jì)
算EVM:￡FM其中，N為相干檢測(cè)后的信號(hào)的總數(shù)；ek為第k個(gè)才目
I去Σ⑷ k=\
7
干檢測(cè)后的信號(hào)的誤差矢量的模，1 < k<N;Pmax為相干檢測(cè)后的信號(hào)的最大功率為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種光發(fā)射信號(hào)質(zhì)量測(cè)試系統(tǒng)，包括互聯(lián)測(cè)試單板、相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊、檢測(cè)模塊、計(jì)算模塊和信號(hào)質(zhì)量判定模塊，其中所述互聯(lián)測(cè)試單板，用于為相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊提供電源和控制電路；所述相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊，用于接收信號(hào)，輸出光信號(hào)至所述檢測(cè)模塊；所述檢測(cè)模塊，用于對(duì)輸入的光信號(hào)進(jìn)行相干檢測(cè)，對(duì)相干檢測(cè)后的信號(hào)進(jìn)行相位信息檢測(cè)；所述計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述檢測(cè)模塊檢測(cè)到的相位信息計(jì)算誤差矢量幅度 (EVM)值；所述信號(hào)質(zhì)量判定模塊，用于根據(jù)所述EVM值衡量所述相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊發(fā)射的光信號(hào)的質(zhì)量。進(jìn)一步地，所述相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊為差分正交相移鍵控(DQPSK)光收發(fā)合一模塊；所述檢測(cè)模塊為相干接收機(jī)；所述計(jì)算模塊為EVM測(cè)量?jī)x表。進(jìn)一步地，所述信號(hào)質(zhì)量判定模塊，進(jìn)一步用于根據(jù)所述EVM值的大小衡量所述相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊發(fā)射的光信號(hào)的質(zhì)量，EVM值越小，光發(fā)射信號(hào)的質(zhì)量越好。本發(fā)明通過(guò)在相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊的測(cè)試中引入一個(gè)無(wú)線領(lǐng)域的誤差矢量幅度(EVM，Error Vector Magnitude)的指標(biāo)，通過(guò)EVM來(lái)衡量相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊星座圖所反映的信號(hào)的相位調(diào)制質(zhì)量。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，能夠?yàn)樾亲鶊D提供一個(gè)有標(biāo)準(zhǔn)可以依循的判斷依據(jù)。


圖1為本發(fā)明測(cè)試方法流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是誤差矢量EVM的示意圖。
具體實(shí)施例方式考慮到相位調(diào)制技術(shù)中光信號(hào)的星座圖是一種矢量表示，因此需要一個(gè)矢量參數(shù)作為衡量指標(biāo)。在無(wú)線通信領(lǐng)域中，有一個(gè)誤差矢量幅度(EVM，Error Vector Magnitude)參數(shù)， 其表示在一個(gè)給定時(shí)刻理想無(wú)誤差基準(zhǔn)信號(hào)與實(shí)際發(fā)射信號(hào)的矢量差。但無(wú)線通信領(lǐng)域中信號(hào)速率相對(duì)較低，通常只有幾百M(fèi)b/s，而光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的光信號(hào)速率較高，目前可達(dá) 40(ib/S，因此無(wú)線領(lǐng)域中的參數(shù)通常無(wú)法應(yīng)用于光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。本發(fā)明克服此種技術(shù)偏見(jiàn)，將EVM參數(shù)引入光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算得到的EVM來(lái)判斷星座圖所反映的光信號(hào)的優(yōu)劣程度，進(jìn)而判斷相位調(diào)制質(zhì)量，從而為相位調(diào)制技術(shù)提供一種有標(biāo)準(zhǔn)可以依循的信號(hào)質(zhì)量判斷方法。本發(fā)明提供的測(cè)試系統(tǒng)包括互聯(lián)測(cè)試單板、相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊、檢測(cè)模塊、計(jì)算模塊和信號(hào)質(zhì)量判定模塊，其中所述互聯(lián)測(cè)試單板，用于為相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊提供電源和控制電路；所述相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊，用于接收信號(hào)，輸出光信號(hào)至所述檢測(cè)模塊；所述檢測(cè)模塊，用于對(duì)輸入的光信號(hào)進(jìn)行相干檢測(cè)，對(duì)相干檢測(cè)后的信號(hào)進(jìn)行相位信息檢測(cè)；所述計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述檢測(cè)模塊檢測(cè)到的相位信息計(jì)算誤差矢量幅度 (EVM)值；所述信號(hào)質(zhì)量判定模塊，用于根據(jù)所述EVM值衡量所述相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊發(fā)射的光信號(hào)的質(zhì)量。進(jìn)一步地，信號(hào)質(zhì)量判定模塊根據(jù)所述EVM值的大小衡量所述相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊發(fā)射的光信號(hào)的質(zhì)量，EVM值越小，光發(fā)射信號(hào)的質(zhì)量越好。上述相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊，是基于相位調(diào)制技術(shù)的光收發(fā)合一模塊，為待測(cè)試模塊。相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊例如可以是DQPSK (DifferentialQuadrature Phase Shift Keying，差分正交相移鍵控)光收發(fā)合一模塊。相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊的電信號(hào)源可以是由互聯(lián)測(cè)試單板提供的，也可以由光收發(fā)合一模塊本身提供，或者由外部電路提供。 電信號(hào)源可以是PRBS碼或者是接入業(yè)務(wù)信號(hào)。上述互聯(lián)測(cè)試單板例如可以是OTU單板。上述檢測(cè)模塊例如可以是相干接收機(jī)。上述計(jì)算模塊例如可以是EVM測(cè)量?jī)x表。光發(fā)射信號(hào)質(zhì)量的測(cè)試方法如圖1所示，包括
步驟一，相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊接收信號(hào)，輸出光信號(hào)至檢測(cè)模塊；步驟二，檢測(cè)模塊對(duì)輸入的光信號(hào)進(jìn)行相干檢測(cè)，對(duì)相干檢測(cè)后的信號(hào)進(jìn)行相位信息檢測(cè)；步驟三，根據(jù)所述檢測(cè)模塊檢測(cè)到的相位信息計(jì)算誤差矢量幅度(EVM)值；步驟四，根據(jù)所述EVM值衡量所述相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊發(fā)射的光信號(hào)的質(zhì)量。所述相位信息包括每個(gè)相干檢測(cè)后的信號(hào)的同相位矢量和正交相位矢量。所述根據(jù)相位信息計(jì)算EVM值的步驟包括1)根據(jù)每個(gè)相干檢測(cè)后的信號(hào)的同相位矢量和正交相位矢量，以及預(yù)先設(shè)定的理想同相位矢量和理想正交相位矢量，計(jì)算每個(gè)相干檢測(cè)后的信號(hào)的誤差矢量的模；2)根據(jù)所有相干檢測(cè)后的信號(hào)的誤差矢量的模計(jì)算EVM。下面以測(cè)試線路側(cè)DQPSK光收發(fā)合一模塊的EVM為例對(duì)本發(fā)明測(cè)試方法進(jìn)行說(shuō)明，測(cè)試系統(tǒng)如圖2所示。將DQPSK光收發(fā)合一模塊配置到互聯(lián)測(cè)試單板上，由互聯(lián)測(cè)試單板為DQPSK光收發(fā)合一模塊提供電源和控制電路(控制電路用于向DQPSK光收發(fā)合一模塊發(fā)送控制命令)， 將DQPSK光收發(fā)合一模塊的輸出接口接入到相干接收機(jī)，將相干接收機(jī)的輸出連接至EVM 測(cè)量?jī)x表。測(cè)試開(kāi)始后，互聯(lián)測(cè)試單板通過(guò)命令使得DQPSK光收發(fā)合一模塊開(kāi)始工作，DQPSK 光收發(fā)合一模塊接收電信號(hào)后，將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，向相干接收機(jī)發(fā)送所述光信號(hào)，由相干接收機(jī)對(duì)所述光信號(hào)進(jìn)行相位檢測(cè)，對(duì)相位檢測(cè)后的信號(hào)進(jìn)行相位信息檢測(cè)，檢測(cè)出每個(gè)相位檢測(cè)后的信號(hào)在星座圖中的I矢量和Q矢量，再由EVM測(cè)量?jī)x表根據(jù)理想I矢量和Q矢量計(jì)算每個(gè)信號(hào)的誤差向量的模，再根據(jù)所有信號(hào)的誤差向量的模，計(jì)算出該DQPSK 光收發(fā)合一模塊對(duì)應(yīng)的EVM值。在其他實(shí)施例中也可不由EVM測(cè)量?jī)x表進(jìn)行計(jì)算，而通過(guò)其他儀器進(jìn)行計(jì)算，或者也可手動(dòng)計(jì)算。理想I矢量和Q矢量為理想星座圖矢量值，是預(yù)先設(shè)置的。通過(guò)與理想值比較的矢量差來(lái)衡量在高速光通信傳輸過(guò)程中光相位調(diào)制下的星座圖所反映的信號(hào)的相位信息質(zhì)量，如圖3所示。不同象限的理想星座圖矢量不同，處于同一象限的符號(hào)對(duì)應(yīng)的理想星座圖矢量相同。具體地，以第k個(gè)符號(hào)為例，預(yù)先確認(rèn)第k個(gè)符號(hào)所對(duì)應(yīng)的理想星座圖矢量Ik』k。 通過(guò)相干接收機(jī)測(cè)出在光發(fā)射信號(hào)星座圖的固定象限(即理想星座圖矢量所在的象限)內(nèi)的接收到的第k個(gè)符號(hào)的同相位和正交相位即I和Q坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)矢量，計(jì)算出第k 個(gè)符號(hào)的誤差矢量的模，可以用以下公式計(jì)算ek={lk-lk)\{Qk-Qk)2然后，根據(jù)所有相干檢測(cè)后的信號(hào)的誤差矢量的模計(jì)算EVM。通常情況下，取EVM 的均方根值(EVMffls)作為測(cè)試的EVM值，可通過(guò)以下算法之一計(jì)算EVMffls: 如果采用參考信號(hào)法，則對(duì)應(yīng)公式1。需要求出所有測(cè)量點(diǎn)的模然后相加。去Σ⑷EVMrms =-χ 100% 公式 1
括辦哨)其中，N為相干檢測(cè)后的信號(hào)的總數(shù)，1彡k彡N。 如果采用平均功率檢測(cè)法，則對(duì)應(yīng)公式2。需要累計(jì)待測(cè)星座圖象限內(nèi)的所有點(diǎn)的平均功率，即相干檢測(cè)后的信號(hào)的平均功率。該值可以直接從EVM測(cè)量?jī)x表中得到。五附蘭χ_θ/θ公式2
1 Pavg 如果采用峰值功率檢測(cè)法，則對(duì)應(yīng)公式3。需要取待測(cè)星座圖象限內(nèi)的所有點(diǎn)的功率最大值，即從所有點(diǎn)的模中取最大值Pmax = 4^^^4 + ^1。
I N砍勵(lì)％公式3
‘ ^max本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述方法中的全部或部分步驟可通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)硬件完成，所述程序可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，如只讀存儲(chǔ)器、磁盤或光盤等?？蛇x地，上述實(shí)施例的全部或部分步驟也可以使用一個(gè)或多個(gè)集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)地，上述實(shí)施例中的各模塊可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明不限制于任何特定形式的硬件和軟件的結(jié)合。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種光發(fā)射信號(hào)質(zhì)量測(cè)試方法，所述方法包括相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊接收信號(hào)，輸出光信號(hào)至檢測(cè)模塊； 檢測(cè)模塊對(duì)輸入的光信號(hào)進(jìn)行相干檢測(cè)，對(duì)相干檢測(cè)后的信號(hào)進(jìn)行相位信息檢測(cè)； 根據(jù)所述檢測(cè)模塊檢測(cè)到的相位信息計(jì)算誤差矢量幅度(EVM)值； 根據(jù)所述EVM值衡量所述相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊發(fā)射的光信號(hào)的質(zhì)量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述根據(jù)相位信息計(jì)算EVM值的步驟包括 根據(jù)每個(gè)相干檢測(cè)后的信號(hào)的同相位矢量和正交相位矢量，以及預(yù)先設(shè)定的理想同相位矢量和理想正交相位矢量，計(jì)算每個(gè)相干檢測(cè)后的信號(hào)的誤差矢量的模； 根據(jù)所有相干檢測(cè)后的信號(hào)的誤差矢量的模計(jì)算EVM。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于
5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于根據(jù)所述誤差矢量的模計(jì)算EVM的步驟包括通過(guò)以下公式計(jì)算EVM
6.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于根據(jù)所述誤差矢量的模計(jì)算EVM的步驟包括通過(guò)以下公式計(jì)算EVM
7.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于 根據(jù)所述誤差矢量的模計(jì)算EVM的步驟包括通過(guò)以下公式計(jì)算EVM
8.一種光發(fā)射信號(hào)質(zhì)量測(cè)試系統(tǒng)，包括互聯(lián)測(cè)試單板、相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊、檢測(cè)模塊、計(jì)算模塊和信號(hào)質(zhì)量判定模塊，其中所述互聯(lián)測(cè)試單板，用于為相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊提供電源和控制電路； 所述相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊，用于接收信號(hào)，輸出光信號(hào)至所述檢測(cè)模塊； 所述檢測(cè)模塊，用于對(duì)輸入的光信號(hào)進(jìn)行相干檢測(cè)，對(duì)相干檢測(cè)后的信號(hào)進(jìn)行相位信息檢測(cè)；所述計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述檢測(cè)模塊檢測(cè)到的相位信息計(jì)算誤差矢量幅度(EVM)值；所述信號(hào)質(zhì)量判定模塊，用于根據(jù)所述EVM值衡量所述相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊發(fā)射的光信號(hào)的質(zhì)量。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于所述相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊為差分正交相移鍵控(DQPSK)光收發(fā)合一模塊； 所述檢測(cè)模塊為相干接收機(jī)； 所述計(jì)算模塊為EVM測(cè)量?jī)x表。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)質(zhì)量判定模塊，進(jìn)一步用于根據(jù)所述EVM值的大小衡量所述相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊發(fā)射的光信號(hào)的質(zhì)量，EVM值越小，光發(fā)射信號(hào)的質(zhì)量越好。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光發(fā)射信號(hào)質(zhì)量測(cè)試方法和系統(tǒng)，為相位調(diào)制信號(hào)提供衡量指標(biāo)。所述方法包括相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊接收信號(hào)，輸出光信號(hào)至檢測(cè)模塊；檢測(cè)模塊對(duì)輸入的光信號(hào)進(jìn)行相干檢測(cè)，對(duì)相干檢測(cè)后的信號(hào)進(jìn)行相位信息檢測(cè)；根據(jù)所述檢測(cè)模塊檢測(cè)到的相位信息計(jì)算誤差矢量幅度(EVM)值；根據(jù)所述EVM值衡量所述相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊發(fā)射的光信號(hào)的質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04B10/08GK102340348SQ201010234008
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者李蒙 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司