随着移动互联网、大数据、物联网等新兴业务的持续性爆发式增长,光纤通信系统作为现代通信技术的主流技术之一,正面临着超大容量、超长距离的挑战。相干光通信系统因其接收灵敏度高、频谱利用率高并且可以结合数字信号处理(DSP)技术在电域对信号进行恢复等优点,受到了业内的广泛关注和研究。在相干光通信系统中,系统性能的损伤主要源于以色度色散和激光器线宽等为代表的线性损伤、以信道内非线性效应和信道间非线性效应为代表的非线性损伤。而线性损伤以及信道内非线性效应已经被广泛研究,并产生了 一系列成熟的DSP均衡算法。因此信道间非线性效应成为制约波分复用(WDM)系统性能的主要因素,其监测、抑制和均衡在光纤通信系统的研究中具有重要的价值。基于差分导频(DP)信号监测信道间非线性噪声功率的方法具有高准确性、低复杂度的特点。DP信号在频域上具有单频特性,可以利用该特性很好地区分经过传输后信号中的不同功率成分,实现信道间非线性噪声功率的监测。因此,本论文基于DP信号研究了信道间非线性噪声功率的监测技术。本文的主要研究内容如下:1.基于DP信号监测信道间非线性噪声功率的实验研究。基于DP信号监测信道间非线性噪声功率的技术,在前期仿真的基础上,提出了验证其实用性的实验方案。本论文进一步推导了实验中DP信号经过链路传输后产生的各个功率成分在频域上的分布位置,并搭建了 25 GBaud正交相移键控(QPSK)的三信道WDM实验系统进行了验证。实验结果表明,在单信道入纤功率高于4 dBm时,信道间非线性噪声功率的监测误差小于1.5 dB。当单信道入纤功率低于4 dBm时,信道间非线性噪声功率的监测误差随之增大。针对这种现象,进一步搭建了与实验系统条件相同的仿真系统,讨论了造成信号损伤的主要噪声源由放大自发辐射(ASE)噪声转化为非线性噪声的临界入纤功率。2.一种改进的基于DP信号监测信道间非线性噪声功率的方法。本论文对传统的基于DP信号监测信道间非线性噪声功率方法中的重要测量步骤(ASE噪声功率的测量)进行了优化,提出了一种改进的算法。根据双偏振系统中各个偏振态上传输的信号功率比值等于其对应产生的信道间非线性噪声功率的比值,可以直接对信号采样带宽上的ASE噪声功率求解。本论文搭建了 28 GBaud双偏振十六进制正交幅度调制(DP-16QAM)的五信道WDM系统进行了验证。当单信道入纤功率在0～6 dBm时,信道间非线性噪声功率的监测误差小于1 dB,证明该方法具有可行性。改进后的方案简化了监测步骤,降低了运算复杂度,提高了测量过程的可操作性。