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随着通信网络的迅速发展,高速率、大容量、长距离已成为下一代光纤通信系统发展的主要趋势,与此同时光网络向着动态化、透明化方向发展。光性能监测(OPM)技术作为保障光通信网络可靠和稳定运行的关键技术,其作用变得越来越重要。光信噪比(OSNR)、色度色散(CD)是OPM的重要参数,同样也是衡量光网络质量的主要指标,所以实现光信号中OSNR和CD的准确有效监测在光网络的配置、优化等方面具有十分重要的意义。本文围绕基于正交相移键控(QPSK)调制格式的高速相干光通信系统,结合数字信号处理(DSP)技术,对OSNR和CD监测进行了深入研究,主要研究工作如下:(1)阐述了 OPM技术的研究现状及发展方向,并从理论方面对相干光通信系统的调制格式、相干检测技术、DSP及网络损伤参数进行了详细分析。(2)通过分析典型OSNR监测技术的优缺点,针对高速相干光通信系统的OSNR监测采用高阶统计矩的方法。首先理论推导了高阶统计矩与OSNR的关系,并对数据处理部分做了修正。然后利用OptiSystem搭建112Gb/s的PM-QPSK光纤传输仿真系统,对接收信号进行DSP处理。结果显示在背靠背系统中对10～25dB范围内的OSNR具有良好的监测效果,且采用修正方法后OSNR监测误差不超过0.1dB。同时分析了剩余CD对该OSNR监测方法的影响,结果表明在OSNR较小的情况下该监测方法对剩余CD不敏感;但剩余CD值越大,OSNR的监测误差越大。(3)基于信号功率波形自相关函数的方法仿真实现了高速相干光通信系统的CD监测。对56Gb/s单偏QPSK和112Gb/sPM-QPSK光纤通信系统的仿真结果表明该方法能够适用于不同占空比的信号,对放大器自发辐射(ASE)噪声不敏感,且对0～60ps—阶偏振模色散具有很好的容忍性。