级联WSS的ROADM网络OSNR分析模型及构建方法、装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910380438.X (22)申请日 2019.05.08 (71)申请人 武汉邮电科学研究院有限公司 地址 430074 湖北省武汉市洪山区邮科院 路88号 (72)发明人 李蔚胡春杰余少华 (74)专利代理机构 武汉智权专利代理事务所 (特殊普通合伙) 42225 代理人 余浩 (51)Int.Cl. H04B 10/079(2013.01) H04J 14/02(2006.01) (54)发明名称 级联WSS的ROADM网络OSNR分析模型及构建 方法、 装置 (5。

2、7)摘要 本发明公开了一种级联WSS的ROADM网络 OSNR分析模型及构建方法、 装置， 其中构建方法 包括： 获取每个WSS的不同端口、 信道的通带和阻 带光学滤波器的实际形状； 利用误差函数模型拟 合所述实际形状， 获得可以决定相应WSS的参数， 包括孔径带宽B、 设备的光学传递函数带宽BWOTF 和中心波长的漂移CFs以及端口间隔离度， 通 过联合概率密度函数， 计算得到相应的数学期望 值； 再次通过误差函数模型， 利用上述数学期望 值， 拟合得到每个WSS的不同端口、 不同信道的通 带和阻带光学滤波器拟合形状， 从而构建出分析 模型。 本发明可以有效的解决ROADM网络经历多 个WS。

3、S后， 监测结果不准确的问题， 且方案简单、 成本低， 易于实施。 权利要求书3页 说明书9页 附图2页 CN 110380780 A 2019.10.25 CN 110380780 A 1.一种具有级联WSS设备的ROADM网络的OSNR分析模型， 其特征在于， 所述分析模型中 WSS设备的光学滤波器形状由通带光学滤波器拟合形状P (f)和阻带光学滤波器拟合形状 S (f)组合而成， 且分别由以下误差函数模型所拟合， 其中， ffs-fc-CFs， fs为信号频率， fc为信道中心频率， CFs 为WSS设备的光学滤波器的中心 波长左右漂移量的数学期望值； erf()表示误差函数； B1 为。

4、WSS设备的通带光学滤波器的孔径带宽的数学期望值， B2 为WSS设备的阻带光学 滤波器的孔径带宽的数学期望值； 表示高斯光学传递函数的标准方差， BWOTF为WSS设备的光学传递函数带宽的数学期望值。 2.一种具有级联WSS设备的ROADM网络的OSNR分析模型的构建方法， 其特征在于， 包括 以下步骤： 步骤110， 选取与ROADM网络中相同的WSS设备， 获取相同信道间距下每个WSS设备的不 同端口、 不同信道的通带光学滤波器和阻带光学滤波器的实际形状； 步骤120， 利用误差函数模型分别拟合所述通带光学滤波器和阻带光学滤波器的实际 形状， 获得可以决定相应WSS设备的通带光学滤波器和。

5、阻带光学滤波器形状的多组关键参 数， 每组这些关键参数分别包括： 孔径带宽B、 设备的光学传递函数带宽BWOTF、 中心波长的漂 移CFs以及端口间隔离度； 步骤130， 通过联合概率密度函数， 计算得到上述通带光学滤波器形状的每一组关键参 数的第一数学期望值， 和阻带光学滤波器形状的每一组关键参数的第二数学期望值； 步骤140， 再次通过所述误差函数模型， 利用上述第一、 第二数学期望值， 拟合得到每个 WSS设备的不同端口、 不同信道的通带光学滤波器拟合形状和阻带光学滤波器拟合形状， 所 述通带光学滤波器拟合形状和阻带光学滤波器拟合形状构成了ROADM网络级联WSS设备的 分析模型。 3.。

6、根据权利要求2所述的方法， 其特征在于： 在所述步骤120中， 通带光学滤波器实际形 状P(f)由如下第一误差函数模型所拟合： 权利要求书 1/3 页 2 CN 110380780 A 2 其中， ffs-fc-CF1s， fs为信号频率， fc为信道中心频率， CF1s为WSS设备的通带光学滤波器的 中心波长左右漂移量的大小； erf()表示第一误差函数； B1为WSS设备的通带光学滤波器的孔径带宽； 表示高斯光学传递函数的标准方差， BW1OTF为WSS设备的通带光学滤波器的光学传递函数带宽。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于： 所述步骤120中， 所述阻带光学滤波器实际 形状S。

7、(f)由如下第二误差函数模型所拟合： 其中， ffs-fc-CF2s， fs为信号频率， fc为信道中心频率， CF2s为WSS设备的阻带光学滤波器的 中心波长左右漂移量的大小； erf()表示第二误差函数； B2为WSS设备的阻带光学滤波器的孔径带宽； 表示高斯光学传递函数的标准方差， BW2OTF为WSS设备的阻带光学滤波器的光学传递函数带宽。 5.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于： 在步骤110中， 通过一个宽谱光源作为WSS 设备的输入， 得到相应的通带光学滤波器形状和阻带光学滤波器实际形状。 6.一种具有级联WSS设备的ROADM网络OSNR分析装置， 其特征在于， 包括以下模。

8、块： 获取模块， 用于获取与ROADM网络相同的WSS设备的不同端口、 不同信道的通带光学滤 波器实际形状和阻带光学滤波器实际形状； 误差函数模型模块， 利用第一误差函数模型拟合所述WSS的通带光学滤波器实际形状， 利用第二误差函数模型拟合所述WSS的阻带光学滤波器实际形状， 得到多组可以决定通带 光学滤波器形状和阻带光学滤波器形状的关键参数， 所述关键参数包括： 孔径带宽B、 WSS设 备的光学传递函数带宽BWOTF、 中心波长的漂移CFs以及端口间隔离度； 数学期望值计算模块， 通过联合概率密度函数， 计算得到上述通带光学滤波器形状的 权利要求书 2/3 页 3 CN 110380780 。

9、A 3 每一组关键参数的第一数学期望值， 和阻带光学滤波器形状的每一组关键参数的第二数学 期望值； 光学滤波器形状拟合模块， 通过所述误差函数模型， 利用上述第一、 第二数学期望值， 拟合得到每个WSS设备的不同端口、 不同信道的通带光学滤波器拟合形状和阻带光学滤波 器拟合形状， 所述通带光学滤波器拟合形状和阻带光学滤波器拟合形状构成了ROADM网络 级联WSS设备的分析模型。 7.根据权利要求6所述的分析装置， 其特征在于： 所述获取模块通过一个宽谱光源作为 WSS设备的输入， 得到相应的通带光学滤波器形状和阻带光学滤波器实际形状。 8.根据权利要求6所述的分析装置， 其特征在于： 所述误差。

10、函数模型模块中， 利用第一 误差函数模型拟合所述WSS的通带光学滤波器实际形状P(f)： 其中， ffs-fc-CF1s， fs为信号频率， fc为信道中心频率， CF1s为WSS设备的通带光学滤波器的 中心波长左右漂移量的大小； erf()表示第一误差函数； B1为WSS设备的通带光学滤波器的孔径带宽； 表示高斯光学传递函数的标准方差， BW1OTF为WSS设备的通带光学滤波器的光学传递函数带宽。 9.根据权利要求8所述的分析装置， 其特征在于： 所述误差函数模型模块中， 利用第二 误差函数模型拟合所述WSS的阻带光学滤波器实际形状S(f)： 其中， ffs-fc-CF2s， fs为信号频率。

11、， fc为信道中心频率， CF2s为WSS设备的通带光学滤波器的 中心波长左右漂移量的大小； erf()表示第二误差函数； B2为WSS设备的通带光学滤波器的孔径带宽； BW2OTF为WSS设备的阻带光学滤波器的光学传递函数带宽。 权利要求书 3/3 页 4 CN 110380780 A 4 级联WSS的ROADM网络OSNR分析模型及构建方法、 装置 技术领域 0001 本发明涉及ROADM网络通信技术领域， 更具体地说， 涉及级联WSS 的ROADM网络 OSNR分析模型及构建方法、 装置， 用于对具有级联WSS 设备的ROADM网络OSNR监测分析。 背景技术 0002 各种新型通信业务。

12、的迅猛发展， 对光纤通信系统的传输容量提出了巨 大需求， 密 集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing,简称为 DWDM)技术以其极大的 传输容量被广泛的应用于光纤通信网络中。 然而 传统的DWDM， 从本质上看它仍然是一个点 到点的传输系统， 光层组网能 力非常有限。 在DWDM系统中引入光分插复用器可在网络节点 处实现上下 行一个或多个固定波长信号， 而其他波长的信号则继续传输。 由此可见， 这 种 应用光分插复用器的网络不可以动态配置光信号波长。 0003 可重构光分插复用器(Reconfigurable Optical Add Drop 。

13、Multiplexer,简 称 为ROADM)的出现， 使得运营商可以对任意端口的任意波长进行远程的 动态配置， 为通信网 络带来了更多便利， 同时更加有力的推动了全光网络的 动态化、 网状化、 智能化发展。 0004 在ROADM的技术发展过程中， 三个最重要的关键阶段分别为： (1) 基于波长阻隔器 (Wavelength Blocker,简称WB)的第一代ROADM技术。 (2)基于平面光波导(Planar Lightwave Circuit,简称PLC)的第二代 ROADM技术。 (3)基于波长选择开关(Wavelength Selective Switch,简称 WSS)的第三代RO。

14、ADM技术。 WB和PLC波长和频谱宽度均是不变的， 需要事先预定好网络互联架构， 因此网络的灵活性收到限制。 而基于WSS 设备的ROADM， 可 以实现任意的波长信号能够从任意端口进行上下路， 具 有可重构、 灵活性高的优点， 目前 已成为实现ROADM的主流方案之一。 0005 由于WSS设备的通带光学滤波器形状并非理想的矩形， 其阻带光学滤 波器形状端 口之间的隔离度有限， 因此在研究ROADM网络中需要考虑因 级联WSS带来的窄带滤波效应 和带内串扰累积效应。 然而目前大多数技术 在定量分析这两种效应引起的光信噪比 (Optical Signal to Noise Ratio,简称 。

15、为OSNR)代价、 光网络容量的变化， 还有考虑窄带 滤波效应对OSNR监 测的影响时， 均将ROADM网络中经过的所有WSS设备的通带光学滤波器 形状或阻带光学滤波器形状认为是一致的。 但在实际中， 每个WSS设备的 通带光学滤波器 形状和阻带光学滤波器形状会由于制造公差、 温度漂移或 者设备老化等问题而有略微差 异， 因此造成监测的结果不够精确。 0006 有鉴于此， 需要提供一种针对ROADM网络中级联WSS设备进行 OSNR监测分析的模 型， 以减少WSS设备的通带光学滤波器形状和阻带光 学滤波器形状由于制造公差、 温度漂 移或者设备老化等问题的差异对OSNR 监测的影响， 提高ROA。

16、DM网络级联多个WSS设备的 OSNR监测的准确 性。 发明内容 0007 本发明所要解决的技术问题是： 由于制造公差、 温度漂移或者设备老化 等因素， 说明书 1/9 页 5 CN 110380780 A 5 ROADM网络中每个WSS设备的通带光学滤波器形状和阻带光学 滤波器形状会有略微差异， 造的测量数据不准确的问题， 0008 为解决上述技术问题， 本发明所采用的技术方案是提供一种具有级联 WSS设备的 ROADM网络的OSNR分析模型， 所述分析模型中WSS设备 的光学滤波器形状由通带光学滤波 器拟合形状P (f)和阻带光学滤波器拟合 形状S (f)组合而成， 且分别由以下误差函数模。

17、 型所拟合， 0009 0010 0011 其中， 0012 ffs-fc-CFs， fs为信号频率， fc为信道中心频率， CFs 为WSS设 备的光学滤波器 的中心波长左右漂移量的数学期望值； 0013 erf()表示误差函数； 0014 B1 为WSS设备的通带光学滤波器的孔径带宽的数学期望值， B2 为 WSS设备的阻 带光学滤波器的孔径带宽的数学期望值； 0015 表示高斯光学传递函数的标准方差， 0016 0017 BWOTF为WSS设备的光学传递函数带宽的数学期望值。 0018 本发明还提供了一种具有级联WSS设备的ROADM网络的OSNR分 析模型的构建方 法， 包括以下步骤：。

18、 0019 步骤110， 选取与ROADM网络中相同的WSS设备， 获取相同信道间距下 每个WSS设备 的不同端口、 不同信道的通带光学滤波器和阻带光学滤波器 的实际形状； 0020 步骤120， 利用误差函数模型分别拟合所述通带光学滤波器和阻带光学 滤波器的 实际形状， 获得可以决定相应WSS设备的通带光学滤波器和阻带 光学滤波器形状的多组关 键参数， 每组这些关键参数分别包括： 孔径带宽B、 设备的光学传递函数带宽BWOTF、 中心波 长的漂移CFs以及端口间隔离度； 0021 步骤130， 通过联合概率密度函数， 计算得到上述通带光学滤波器形状 的每一组 关键参数的第一数学期望值， 和阻。

19、带光学滤波器形状的每一组关 键参数的第二数学期望 值； 0022 步骤140， 再次通过所述误差函数模型， 利用上述第一、 第二数学期望 值， 拟合得 到每个WSS设备的不同端口、 不同信道的通带光学滤波器拟合 形状和阻带光学滤波器拟合 形状， 所述通带光学滤波器拟合形状和阻带光 学滤波器拟合形状构成了ROADM网络级联 说明书 2/9 页 6 CN 110380780 A 6 WSS设备的分析模型。 0023 在上述方法中， 在所述步骤120中， 通带光学滤波器形状P(f)由如下第 一误差函 数模型所拟合： 0024 0025 其中， 0026 ffs-fc-CF1s， fs为信号频率， f。

20、c为信道中心频率， CF1s为WSS设 备的通带光学滤 波器的中心波长左右漂移量的大小； 0027 erf()表示第一误差函数； 0028 B1为WSS设备的通带光学滤波器的孔径带宽； 0029 表示高斯光学传递函数的标准方差， 0030 0031 BW1OTF为WSS设备的光学传递函数带宽。 0032 在上述方法中， 在上述步骤120中， 所述阻带光学滤波器形状S(f)由如 下第二误 差函数模型所拟合： 0033 0034 其中， 0035 ffs-fc-CF2s， fs为信号频率， fc为信道中心频率， CF2s为WSS设 备的阻带光学滤 波器的中心波长左右漂移量的大小； 0036 erf。

21、()表示第二误差函数； 0037 B2为WSS设备的阻带光学滤波器的孔径带宽； 0038 表示高斯光学传递函数的标准方差， 0039 0040 BW2OTF为WSS设备的阻带光学滤波器的光学传递函数带宽。 0041 在上述方法中， 在步骤110中， 通过一个宽谱光源作为WSS设备的输 入， 得到相应 的通带光学滤波器形状和阻带光学滤波器实际形状。 0042 本发明还提供了一种具有级联WSS设备的ROADM网络OSNR分析 装置， 包括以下模 块： 0043 获取模块， 用于获取与ROADM网络相同的WSS设备的不同端口和不 同信道的通带 光学滤波器实际形状和阻带光学滤波器实际形状； 0044 。

22、误差函数模型模块， 利用第一误差函数模型拟合所述WSS的通带光学 滤波器实际 说明书 3/9 页 7 CN 110380780 A 7 形状， 利用第二误差函数模型拟合所述WSS的阻带光学滤波器 实际形状， 得到多组可以决 定通带光学滤波器形状和阻带光学滤波器形状 的关键参数， 所述关键参数包括： 孔径带宽 B、 设备的光学传递函数带宽 BWOTF、 中心波长的漂移CFs以及端口间隔离度； 0045 数学期望值计算模块， 通过联合概率密度函数， 计算得到上述通带光学 滤波器形 状的每一组关键参数的第一数学期望值， 和阻带光学滤波器形状 的每一组关键参数的第 二数学期望值； 0046 光学滤波器。

23、形状拟合模块， 通过所述误差函数模型， 利用上述第一、 第 二数学期 望值， 拟合得到每个WSS设备的不同端口、 不同信道的通带光学 滤波器拟合形状和阻带光 学滤波器拟合形状， 所述通带光学滤波器拟合形 状和阻带光学滤波器拟合形状构成了 ROADM网络级联WSS设备的分析 模型。 0047 在上述分析装置中， 所述获取模块通过一个宽谱光源作为WSS设备的 输入， 得到 相应的通带光学滤波器形状和阻带光学滤波器实际形状。 0048 在上述分析装置中， 所述误差函数模型模块中， 利用第一误差函数模型 拟合所述 WSS的通带光学滤波器实际形状P(f)： 0049 0050 其中， 0051 ffs-。

24、fc-CF1s， fs为信号频率， fc为信道中心频率， CF1s为WSS设 备的通带光学滤 波器的中心波长左右漂移量的大小； 0052 erf()表示第一误差函数； 0053 B1为WSS设备的通带光学滤波器的孔径带宽； 0054 表示高斯光学传递函数的标准方差， 0055 0056 BW1OTF为WSS设备的通带光学滤波器的光学传递函数带宽。 0057 在上述分析装置中， 所述误差函数模型模块中， 利用第二误差函数模型 拟合所述 WSS的阻带光学滤波器实际形状S(f)： 0058 0059 其中， 0060 ffs-fc-CF2s， fs为信号频率， fc为信道中心频率， CF2s为WSS。

25、设 备的阻带光学滤 波器的中心波长左右漂移量的大小； 0061 erf()表示第二误差函数； 0062 B2为WSS设备的阻带光学滤波器的孔径带宽； 说明书 4/9 页 8 CN 110380780 A 8 0063 表示高斯光学传递函数的标准方差， 0064 0065 BW2OTF为WSS设备的阻带光学滤波器的光学传递函数带宽。 0066 与现有技术相比， 本发明提供的方案， 利用拟合得到每个WSS设备的 不同端口和 不同信道的通带光学滤波器和阻带光学滤波器的拟合形状， 作 为WSS设备的不同端口和不 同信道的通带光学滤波器实际形状和阻带光学 滤波器实际形状， 能够避免WSS设备由于制 造公。

26、差、 温度漂移或者设备老 化等问题的差异对OSNR分析结果的影响， 提高OSNR分析的准 确度， 同 时方案简单、 成本低， 易于实施。 附图说明 0067 图1为本发明提供的级联WSS的ROADM网络OSNR分析模型构建 方法的流程图； 0068 图2为光学滤波器实际形状的示意图； 0069 图3为本发明中构建方法的一种实现结构。 具体实施方式 0070 本发明提供了一种级联WSS设备的ROADM网络OSNR分析模型及 构建方法、 装置， 可 以用来分析级联WSS设备带来的窄带滤波效应和带内 串扰累积对OSNR代价、 OSNR监测或光 网络容量的影响。 0071 该分析模型能有效地避免ROA。

27、DM网络中的级联的WSS设备， 由于制 造公差、 温度漂 移或者设备老化等问题产生的差异， 对OSNR的分析结果 的影响， 使分析结果更准确。 为了 使本发明的目的、 技术方案及优点更加清 楚明白， 下面结合说明书附图和具体实施方式对 本发明做出详细说明。 0072 本发明的实现原理是： 0073 利用误差函数模型对ROADM网络中每个WSS设备的通带光学滤波 器和阻带光学滤 波器实际形状分别进行拟合， 获取到可以决定通带光学滤 波器和阻带光学滤波器的多组 关键参数； 0074 再利用上述每一组关键参数， 通过联合概率密度函数， 获得上述多组关 键参数的 数学期望值； 0075 再利用上述数学。

28、期望值分别拟合得到每个WSS设备的不同端口和不同 信道的通 带光学滤波器拟合形状和阻带光学滤波器拟合形状， 并作为通带 光学滤波器实际形状和 阻带光学滤波器形状， 构建出OSNR分析模型， 用于 析级联WSS设备带来的窄带滤波效应和 带内串扰累积对OSNR代价、 OSNR 监测或光网络容量的影响。 0076 具体实施例1。 0077 本具体实施例1为级联WSS设备的ROADM网络OSNR分析模型的 构建方法。 0078 如图1所示， 该方法包括以下步骤： 0079 步骤110， 选取与ROADM网络相同的WSS设备， 获得相同信道间距 下每个WSS设备的 不同端口、 不同信道的通带光学滤波器的。

29、实际形状和阻 带光学滤波器实际形状； 0080 上述测量采用的是离线测量方式。 具体地， 本方案中首先确定现有 ROADM网络中 说明书 5/9 页 9 CN 110380780 A 9 所使用的WSS设备(例如设备型号和参数)， 然后找到与 这些WSS设备相同的WSS设备， 并对 找到的这些WSS设备进行测量。 在 测量时， 可以利用一宽谱光源注入到WSS设备中， 采用相 同频率栅格进行 测量， 以得到该WSS设备不同端口和不同信道对应的通带光学滤波器实际 形状， 测量结果为与图2类似的图形。 0081 如果ROADM网络中， 信道数目为N， WSS设备的端口数目为M， 则 针对该WSS设备。

30、的通 带光学滤波器的测量次数为NM， 并获得NM个测 量结果； 同样地， 针对该WSS设备的阻带 光学滤波器的测量次数也为NM， 并获得NM个测量结果。 0082 步骤120， 利用误差函数模型对步骤110中得到的每个WSS设备的通 带光学滤波器 和阻带光学滤波器的实际形状分别进行拟合， 获得可以决定 相应WSS设备的通带光学滤波 器和阻带光学滤波器形状的多组关键参数， 每组这些关键参数分别包括： 孔径带宽B、 WSS 设备的光学传递函数带宽 BWOTF、 中心波长的漂移CFs以及端口间隔离度。 0083 其中： 0084 每组通带光学滤波器的关键参数保存为3维随机变量 (B1,BW1OTF,。

31、CF1s)NM。 0085 每组通带光学滤波器的关键参数保存为4维随机变量 (B2,BW2OTF,CF2s,)NM。 0086 B1表示的是通带光学滤波器的孔径带宽， B2表示的是阻带光学滤波器 的孔径带 宽。 0087 BW1OTF表示的是通带光学滤波器的WSS设备的光学传递函数带宽， BW2OTF表示的是 阻带光学滤波器的WSS设备的光学传递函数带宽。 0088 CF1s表示的是通带光学滤波器的中心波长左右漂移量的大小， CF2s是 阻带光学滤 波器的中心波长左右漂移量的大小。 0089 以上拟合结果显示， 相同孔径带宽B时， BWOTF越小， 则WSS设备的 相应通带光学滤 波器形状和阻。

32、带光学滤波器形状越接近矩形， 说明级联滤 波效应越弱， 对实际信号的损伤 越小。 0090 步骤130， 通过联合概率密度函数， 计算得到上述通带光学滤波器实际 形状的每 一组关键参数的第一数学期望值(B1 ,BW1OTF,CF1s)NM， 以及阻 带光学滤波器实际形状的 每一组关键参数的第二数学期望值 (B2 ,BW2OTF,CF2s, )NM。 0091 联合概率密度函数是数学中， 计算连续型随机变量在某个确定的取值 点附近的 可能性的函数， 是本领域技术人员的公知技术， 在此不再赘述。 0092 步骤140， 再次通过误差函数模型， 利用上述第一、 第二数学期望值， 拟合得到每 个WSS。

33、设备的不同端口、 不同信道的通带光学滤波器拟合形状 和阻带光学滤波器拟合形 状。 0093 上述通带光学滤波器拟合形状和阻带光学滤波器拟合形状构成了级联 WSS设备 的ROADM网络中OSNR分析模型。 0094 为简化描述， 以上(B1,BW1OTF,CF1s)NM、 (B1 ,BW1OTF,CF1s)NM和(B2,BW2OTF,CF2s, )NM、 (B2 ,BW2OTF,CF2s, )NM表示的是一种WSS 设备， 显然， ROADM网络中所使用的WSS 设备可能有多种， 对不同型号 的WSS设备需要利用上述同样的方法分别进行测量和拟合。 0095 同样地， 以上步骤仅是针对一个ROAD。

34、M中级联WSS的ROADM网 络OSNR分析模型及构 建方法、 装置的说明， 显然， 如果网络中具有多个 ROADM， 本发明提供的方法按照上述步骤 逐一分别进行处理即可。 说明书 6/9 页 10 CN 110380780 A 10 0096 具体实施例2。 0097 本具体实施例2是在上述具体实施例1的基础上， 对步骤120和140 中拟合通带光 学滤波器形状和阻带光学滤波器形状所使用的误差函数模型 P(f)进行了具体限定。 0098 步骤120中， 通带光学滤波器实际形状P(f)由如下第一误差函数模型所 拟合， 0099 0100 其中， 0101 ffs-fc-CF1s， fs为信号频。

35、率， fc为信道中心频率， CF1s为WSS设 备的通带光学滤 波器的中心波长左右漂移量的大小； 0102 erf()表示第一误差函数； 0103 B1为WSS设备的通带光学滤波器的孔径带宽； 0104 表示高斯光学传递函数的标准方差， 0105 0106 BW1OTF为WSS设备的通带光学滤波器的光学传递函数带宽。 0107 上述阻带光学滤波器拟合形状由如下第二误差函数模型所拟合， 0108 0109 其中， 0110 ffs-fc-CF2s， fs为信号频率， fc为信道中心频率， CF2s为WSS设 备的阻带光学滤 波器的中心波长左右漂移量的大小； 0111 erf()表示第二误差函数；。

36、 0112 B2为WSS设备的阻带光学滤波器的孔径带宽； 0113 表示高斯光学传递函数的标准方差， 0114 0115 BW2OTF为WSS设备的阻带光学滤波器的光学传递函数带宽。 0116 步骤140中， 同样使用第一误差函数模型来拟合通带光学滤波器拟合 形状P (f)， 只是参数替换为了第一数学期望值(B1 ,BW1OTF,CF1s)NM。 0117 使用第二误差函数模型来拟合通带光学滤波器拟合形状S (f)， 只是参数 替换为 了第二数学期望值(B2 ,BW2OTF,CF2s)NM。 0118 在以上的构建方法中， 一种具体的可实施方案采用了如下结构实现。 0119 如图3所示， 该实。

37、现结构包括： 可调谐激光器10、 3dB耦合器20、 平 衡接收机30、 电 通滤波器40、 电功率计50、 控制和处理单元60以及OSNR 计算单元70， 其中： 说明书 7/9 页 11 CN 110380780 A 11 0120 可调谐激光器10： 用于输入干涉信号光； 0121 3dB耦合器20： 用于实现输入信号光与可调谐激光器发出的本振光进 行相干； 0122 平衡接收机30： 用于接收输入信号光光域中携带的强度信息。 0123 由于本方案无需知道偏振以及相位信息， 也就不需要实现偏振分集和 相位分集。 因此， 这里只需要低成本的低速相干接收机即可。 0124 电通滤波器40： 。

38、用于对基带信号进行低通滤波。 0125 电通滤波器可以与可调谐激光器相结合， 等效实现可调谐光学滤波器 的功能。 即 可以等效成图3， 在可调谐激光器的波长处得到相应的功率值， 从而进一步降低成本。 0126 电功率计50： 用于测量经过电通滤波器的功率值的大小。 0127 控制和处理单元60： 用于控制改变可调谐激光器的波长， 使得电功率 计的测量得 到不同值， 并将得到的测量值送入OSNR计算单元中。 0128 OSNR计算单元70： 用于根据控制和处理单元得到的不同可调谐激光 器波长时对 应的电功率计测量值， 计算出相应的OSNR。 0129 上述实现结构的工作方法如下： 0130 步骤。

39、151： 通过调节可调谐激光器的频率， 使其分别等于输入信号光的 中心频率 fCF和fOF1， 同时再引入一定的频偏fOF2。 0131 步骤152： 记录下电功率计对上述频率fCF和fOF1以及fOF2的测量值， 分 别为PCF和 POF1以及POF2， 令： 0132 PCFPs1+Pn1； 0133 POF1Ps2+Pn2R1 NPs1+Pn2； 0134 POF2Ps3+Pn3R2 NPs1+Pn3； 0135 根据以上三个方程联立， 求解出Ps1， Ps2， Ps3和Pn1， Pn2， Pn3。 0136 其中： 0137 Ps1， Ps2， Ps3为电功率计的测量值中的信号功率， 。

40、每调整一次可调谐激 光器的频 率， 则记录一次此时电功率计的测量值。 0138 Pn1， Pn2， Pn3为电功率计的测量值中的噪声功率。 0139 系数R1和R2是由发射端信号的光谱形状所引入的， 在发射机端口进行 测量， 通过 两次调整可调谐激光器频率， 可调谐激光器频率等于输入信号光 的中心频率时的功率比 值即为系数R1和R2， 即此时N、 Pn1、 Pn2和Pn3均为 0， R1POF1/Ps1， R2POF2/Ps1。 0140 和 分别为两次调整可调谐激光器后， WSS设备的通带光学滤波器拟 合形状对应 的fOF1和fOF2处的插入损耗(如图2所示)。 0141 权重系数 N和 N。

41、为 和 的N次幂， 是分析处前N个WSS所引起的级 联滤波效应所引 入的。 0142 因为 、 、 R1和R2均大于0小于1， 大于 、 R1大于R2。 考虑到WSS 同时也会使得噪声 不平坦， 定义由EDFA引入的ASE噪声功率在fCF处的 大小为PASE， 则此时Pn1、 Pn2和Pn3可表示 为： 0143 Pn1NPASE； 0144 说明书 8/9 页 12 CN 110380780 A 12 0145 0146 联立以上表达式， 则有： 0147 PCFPs1+Pn1； 0148 0149 0150 根据以上三个方程联立， 可以将Ps1、 Pn1和N解出， 其中N是WSS设 备的个。

42、数。 0151再通过公式计算得到OSNR。 0152 为校准参数， 它可以由光谱仪得到的参考OSNR进行一次校准获得， 即通过利用 OSA得到的真实OSNR值， 再结合计算公式反算出校准参数。 0153 根据以上方案， 本发明还提供了一种具有级联WSS设备的ROADM网 络OSNR分析装 置， 包括以下模块： 0154 获取模块， 用于获取与ROADM网络相同的WSS设备的不同端口、 不 同信道的通带光 学滤波器实际形状和阻带光学滤波器实际形状； 0155 误差函数模型模块， 利用第一误差函数模型拟合所述WSS的通带光学 滤波器实际 形状， 利用第二误差函数模型拟合所述WSS的阻带光学滤波器 。

43、实际形状， 得到多组可以决 定通带光学滤波器形状和阻带光学滤波器形状 的关键参数， 所述关键参数包括： 孔径带宽 B、 WSS设备的光学传递函数 带宽BWOTF、 中心波长的漂移CFs以及端口间隔离度； 0156 数学期望值计算模块， 通过联合概率密度函数， 计算得到上述通带光学 滤波器形 状的每一组关键参数的第一数学期望值， 和阻带光学滤波器形状 的每一组关键参数的第 二数学期望值； 0157 光学滤波器形状拟合模块， 通过所述误差函数模型， 利用上述第一、 第 二数学期 望值， 拟合得到每个WSS设备的不同端口、 不同信道的通带光学 滤波器拟合形状和阻带光 学滤波器拟合形状， 所述通带光学。

44、滤波器拟合形 状和阻带光学滤波器拟合形状构成了 ROADM网络级联WSS设备的分析 模型。 0158 结合以上具体实施例的说明， 本发明主要优势在于： 0159 (1)本发明实现方法简单， 测量参数容易确定， 成本较低； 0160 (2)本发明更符合实际链路情况， 即实际链路中不同的WSS设备的 通带光学滤波 器形状和阻带光学滤波器形状存在差异； 0161 (3)本发明可适用于多种调制格式和不同传输速率， 并且不会产生敏 感问题； 例 如， 可以用来分析ROADM网络中级联WSS设备带来的窄带滤 波效应和带内串扰累积对OSNR 代价、 OSNR监测或光网络容量的影响。 0162 本领域的技术人员容易理解， 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以 限制本发明， 凡在本发明的精神和原则之内所在的任何修改、 等同 替换和改进等， 均应包 含在本发明的保护范围之内。 说明书 9/9 页 13 CN 110380780 A 13 图1 说明书附图 1/2 页 14 CN 110380780 A 14 图2 图3 说明书附图 2/2 页 15 CN 110380780 A 15 。