什么是OSNR？

        OSNR（Optical Signal Noise Ratio ）即光信噪比。它是指传输链路中的信号光功率与噪声光功率的比值，OSNR计算公式如下所示：

        OSNR是决定波分系统性能的最主要因素之一。它决定了传输性能的最高值，在其他条件不变的条件下，接收端OSNR越高，表示系统传输性能越好。OSNR的影响主要源自于光放引入的ASE噪声。在波分系统中，信号光与噪声光在系统中传输的曲线如下：

        传输链路的不同参考点出有不同的OSNR，通常选取光放之后的OSNR作为判断参考点。

• 对于整个OMS段而言，最后一个光放后的OSNR是系统的性能标准。
• 对于业务而言，业务接收端前面的第一个光放后的OSNR如果不满足，则需要在前面某个站点增加电中继站点了。

由上图可知，传输距离越远，系统噪声越大，系统的传输性能越差。

为什么要进行OSNR均衡？

        对于波长为λ的光信号，经过一个光放大器后，光放输出端的OSNR为：

​ 公式2

• h为普朗克常量
• v=c/λ信号光的频率
• c为真空光速为计算OSNR时对ASE光采用的频率间隔
• Δv=12.5GHz为计算OSNR时对ASE光采用的频率间隔
• 在1550nm波长附近，hv∆v=$1.6×10^{-6}$mW，其分贝值是-58dBm
• NF和G分别是光放在波长为 处的噪声指数和增益
• Pin (λ)和 OSNRin (λ)分别是光信号在光放输入端的光功率和OSNR

如果OCh的级联光放数目为M，可反复利用上述公式可得到接收端的OSNR为：

​ 公式3

由上述可知，光信号的OSNR演化及接收OSNR主要由如下几个因素决定：

1. 输入端的信号光功率。
2. 光放的增益
3. 光放的NF(噪声指数)

        光放的NF越低，输出OSNR越大，即光信号的OSNR劣化量就越小。

        以上理论分析及实际经验均表明，当不同波长的信号光穿通多个光放大器后，输出OSNR一般是不同的。造成这种不同的因素主要有两类：各信号光进入各光放的光功率不平坦，以及每个放大器的NF不同。

        由于OSNR是当前波分系统最主要的受限因素，因此把同源同宿波道的OSNR调平，是当前波分系统调测最重要、最有效的调测方法。这种调测方法可维持各波长性能之间的一致性，从而避免个别光信道因接收OSNR不足而限制了系统传输距离。

        因此，均衡的主要目的，是人为干预光信号的光功率和OSNR的演化过程，避免其平坦度在传输过程中不断劣化，特别是避免光功率劣化量在每过一个OLA站后的出现线性累积的效果。主要的实现手段有：

1. 对于点对点传输系统，每传输几个（一般是6~8个）跨段，即设置一个光均衡站（OEQ），调整每个波长的功率平坦度，以截断上游跨段产生的光功率不平坦，或者提前预补偿本OMS段产生的光功率不平坦。
2. 对OADM网络，充分利用OADM设备对每个波长的光功率调整能力（如VMUX、WSS等），截断上游OMS段产生的光功率不平坦。

由此，诞生了“光功率均衡”与“OSNR Loss均衡”等不同的均衡方法。

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为什么要使用OSNR Loss均衡？

        光功率均衡是根据功率监控点上报的功率谱来进行均衡处理，实现监控点处的光功率平坦。光功率均衡的计算过程简单，判断和调整措施易行。在C80/C96 系统中，通过调节调节光功率均衡，避免了光功率平坦度在多个OMS段上的积累，缓解了OSNR不平坦，对于C80/C96系统而言，只要保证光功率平坦度，系统的传输性能就能达到要求。

        但是，对于C120系统，仅仅即使通过光功率均衡的方式保证了光功率平坦度，也会导致某些通道的OSNR很差，导致业务无法开通，因此必须使用OSNR Loss均衡的方式。

什么是OSNR Loss？

        OSNR Loss定义：一个OMS段对输入光信号的OSNR劣化量。

        如图为波分系统中光信号经过单个OMS的示意图。

        假设该OMS段有N个光放，根据公式（2）和（3）OMS段的输出OSNR为：

        现在定义波长为λ的光信号在该OMS段的OSNR Loss为：

        则在经过该OMS段后，信号光的输出OSNR可表示为:

        该OMS段的OSNR Loss完全由该OMS段的特性决定。即每个光放的输入光功率、每个光放的增益和NF值确定。某个波长在一个OMS段内的OSNR Loss越大，表明该OMS段内该信号光的OSNR劣化越小；OSNR Loss越小，表明该OMS段对该信号光导致的OSNR劣化越大。

什么是OSNR Loss均衡

        多个信号经过同一个OMS后，每个信号光的OSNR Loss是不同的即使这些信号光的输入OSNR是相同的，则经过该OMS段后的输出OSNR也是不同的。另一方面，只要将所有信号光在每个OMS段内的OSNR Loss调节得相等，即使波分信号传通了多个OMS段，各个信号光的OSNR演化的平坦度仍然可以保证。这就是OSNR Loss均衡的原理。

        OSNR Loss均衡与光功率均衡相同点在于，也是通过调整每个OMS段发端的VMUX、WSS的单通道插损来改变每个信道的光功率。不同点在于，实现了OSNR Loss均衡后，无论在该OMS段的发端还是收端，光功率可能不均衡。

OSNR Loss 均衡应用

        OSNR Loss均衡则是直接瞄准“OSNR均衡”这一要求开发出来的调测算法和实施方案，其均衡性能要优于光功率均衡