中文摘要：

为了解决当前光传送网中光物理层监测存在调制格式不透明、受限于电子瓶颈以及各参数监测分立进行的问题，本项目提出基于相干光采样和数字信号处理的光物理层监测方法。对如何实现调制格式透明、多参数集总的光物理层监测进行前沿探索和深入研究。拟研究采用相干光采样监测强度调制、相位调制共存的光纤通信链路的原理和理论。研究光波长、功率、光信噪比、Q因子、眼图以及光纤色散、偏振模色散集总监测的原理、理论模型和数字信号处理算法。研究调制格式透明、多参数集总监测的光物理层监测系统的构成及性能，完成相关原理、方法、理论模型的实验验证。本项目是为解决未来光传送网物理层监测所面临关键问题进行的先期性基础研究，提出的相关原理、理论模型及方法一旦得到验证，研究结果将会在光网络的监控管理领域产生创新性效应，研究内容不仅具有重要的科学意义而且具有广泛的应用前景。

结论摘要：

为了解决当前超高速光传送网中光物理层监测存在调制格式不透明、受限于电子瓶颈以及各参数监测分立进行的问题，本项目提出基于相干光采样和数字信号处理的光物理层监测方法，对如何实现调制格式透明、多参数集总的光物理层监测进行了前沿探索和深入研究。主要研究内容和成果概括如下（1）提出了采用变速率相干光采样方法实现调制格式透明、偏振不敏感的光物理层监测系统的原理和方法。（2）研制了相干光采样示波器样机，以国际上唯一的同类产品（加拿大EXFO公式的光调制信号分析仪 PSO-200）作为参考对样机进行了性能评估，表明样机能够对强度调制信号、BPSK、QPSK 以及 QAM 信号进行监测，完成了对32GBaud QPSK、 32GBaud 16QAM光信号、以及 40GHz时分复用光脉冲的测量。（3）基于神经元网络方法提出了多参数(OSNR， 色散，偏振模色散)集总的光物理层监测的理论模型、原理和数字信号处理算法，监测误差小于10%。（4）提出波长自动调节、偏振自动调节方法使得研制的相干光采样示波器样机能够监测光信号波长、功率、Q 因子、眼图、偏振模色散的变化。（5）提出了分段法估计和补偿采样光脉冲频偏和相位噪声，解决欠采样信号的频偏和相噪均衡的问题。（6）依据本项目提出的原理、方法和算法，研制的相干光采样示波器样机达到了国际同类产品的指标，并在部分性能（测量速度、数据速率与调制格式透明、波长自适应）上领先。（7）首次提出了分数域信号处理方法监测光纤链路色散的方法，监测误差小于1%，为均衡光纤链路的色散提供了新思路。（8）本项目的执行完成了自主知识产权的相干光采样示波器的研制，为100Gbit/s光通信的研究和开发提供了高性能的测试设备，用户使用证明表明可以替代进口。本项目是为解决未来光传送网物理层监测所面临关键问题进行的先期性基础研究，提出的相关原理、理论模型及方法得到了验证，研究结果和研制的相干光采样示波器样机将会在光网络的监控管理领域产生创新性效应，研究取得的结果不仅具有重要的科学意义而且具有广泛的应用前景。项目执行过程中共发表论文22篇，其中在国际会议上做特邀报告2次，申请中国国家发明专利7项（授权4项），申请美国发明专利2项。