针对光纤传输系统中多重物理损伤效应严重影响传输性能的情况，为保障高速光传输网络的正常运行，对传输信号进行光性能监测是必不可少的。提出一种基于卷积神经网络（CNN）的多任务光性能监测研究方案，将强度轮廓与强度波动特征作为CNN模型输入，对传输信号调制格式与光信噪比（OSNR）进行联合监测。研究结果表明，所有调制格式（28-GBaud PDM-QPSK/-8QAM/-16QAM/-32QAM/-64QAM）均可在20% 前向纠错（FEC）阈值条件（误码率为2.4×10^-2）所对应的OSNR下实现100%的识别精度。此外，当强度轮廓特征、强度波动特征和两种特征联合作为神经网络模型输入时，OSNR监测的平均绝对误差分别为0.282 dB、0.245 dB、0.165 dB，均方根误差分别为0.352 dB、0.311 dB、0.218 dB。随后，进一步研究了残余色散度对所提方案监测性能的影响。

针对100 Gbit/s及以上PM QPSK(偏振复用正交相移键控)相干光通信系统，提出了一种改进的基于统计矩的带内OSNR(光信噪比)监测方案，并在搭建的100 Gbit/s PMQPSK相干接收系统中对该方案进行了数值仿真。结果表明,在5～25 dB的OSNR范围内,该改进方案对不同占空比的RZ(归零)码调制信号的监测误差均小于0.5 dB;根据商用相干接收机对接收端OSNR的要求，取其参考值为14 dB，则在0.5 dB的监测范围内，对CD(色散)的容忍度为2 400 ps/nm，对一阶PMD(偏振模色散)即DGD(差分群时延)的容忍度为62 ps。

对于偏分复用的正交相移键控(PM-QPSK)相干接收系统，提出了一种修正的基于高阶统计矩的光信噪比（OSNR）监测方案，讨论了不同占空比调制格式的修正结果以及该修正结果对剩余色散（CD）和偏振模色散（PMD）的容忍度。搭建了112 Gb/s PM-QPSK系统仿真平台，对8 dB～26 dB范围内的光信噪比进行了测量，结果表明提出的修正方案对不同码型的监测误差均小于0.5 dB。并且当OSNR为14 dB时，在0.5 dB的监测误差范围内，对CD的容忍度约为2800 ps/nm，对一阶PMD的容忍度约为65 ps。因此，这种修正方案可用于PM-QPSK相干接收系统中带内实时OSNR监测，且计算复杂度小、不需要额外的监测设备。