过去十年里,光传输使得骨干网络的数据流量快速增长,而能够传输大量信道的DWDM技术使数据流量进一步增加。光性能监测(OPM)对于管理这样一个大容量的光传输和交换系统是至关重要的。未来的光传输网络将是动态可重构的,并具备超长距离通信和光交换功能,更增加了管理这样一个透明传输网络的复杂度,由此激发了人们对光性能监测技术研究的兴趣,并将OPM聚焦为下一代光网络的使能技术之一。 关于实现光性能监测的技术有很多种,包括光谱分析法、直方图法、Q因子法、副载波复用法等。本文主要研究副载波复用光性能监测技术。该技术相对于其他技术具有易于实现、成本效益高、能实现多种参数监测等优点,而且非常适合在光网络节点(OADM、OXC)采用。本文对该技术的工作原理、典型应用进行了综述,并分析了该技术的潜在局限性以及可量测性。 以往的研究主要集中于单个副载波复用监测技术的研究,如何复用多个副载波对光性能进行监测,鲜有这方面的文献报道。复用多个副载波进行监测可以实现多种监测功能的组合,提高监测的灵活性。然而采用多副载波复用提高监测能力的同时,必然会给光信号的传输质量带来更多的损伤,同时光纤的非线性等因素也会对多副载波监测产生更大的干扰,影响监测效果。正确认识这种相互影响的程度将对研究多副载波复用监测技术有指导作用,这正是本论文研究的目标。 副载波复用首先会对光接收机的Q因子或误码率直接造成影响。本文由传统的光接收机模型出发,提出了一种新的分析方法,将副载波替代成一种正弦分布的随机变量进行处理,并将其标准方差应用到Q因子推导中,最终得到接收机的最佳判决电流和相应Q因子的解析函数式,进而可求出误码率。接着又推广到多个副载波的情况。然后用该方法分析了接收机的误码率和Q因子与调制系数、输入光信噪比、副载波数量的关系,并与已有理论进行了对比分析,验证了本文提出的理论模型的有效性。由于本文提出的方法中Q因子与其他参数为单值映射关系,因而在计算上更加方便、直接。 光网络中掺铒光纤放大器的交叉增益调制(XGM)效应和光纤的受激喇曼散射(SRS)效应会在实际副载波附近产生虚假副载波,对监测技术造成干扰,