CN101359965B - 一种优化光接收机判决电平的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种优化光接收机判决电平的方法及装置，用以解决现有技术在光通信***运行过程中实时调整判决电平的方式存在着影响***稳定性和可靠性的问题。所述方法包括步骤：在判决电平调整范围内调整判决电平值，分别检测不同判决电平值对应的前向纠错前误码率在检测到的前向纠错前误码率中查找最小值，其对应的判决电平值即为最佳判决电平值。所述装置包括判决电平调整单元、前向纠错前误码率检测单元、判决电平控制单元及最佳判决电平确定单元。本发明实现简单，避免了在光接收机正常工作情况下频繁调整判决电平所引起的震荡现象。

Description

一种优化光接收机判决电平的方法及装置

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，具体涉及一种优化光接收机判决电平的方法及装置。

背景技术

光通信***中，发送端的光发射机将0和1数字电信号转换为光信号在光纤里传输，在接收端光接收机经过光电转换，还原0和1数字电信号。理想情况下，光接收机的判决电平处于平均值，即50％处，可以准确判决0和1信号。但由于长距离传输过程中噪声、光纤非线性效应等因素的影响，导致信号1和信号0发生畸变，因此需要调整光接收机的判决电平来准确判决0和1信号。

目前光通信***中主要采用FEC(Forward Error Correction，前向纠错)的编解码方法对0和1误码进行检错和纠错。优化光接收机判决电平可以有效减少前向纠错前0和1误码的个数，即前向纠错前的误码数。当前向纠错前的误码率最小时，前向纠错后的误码率也为最小，即***的误码率最小。因此可以用前向纠错前的误码率来做为光接收机判决电平优化的依据。

专利CN1753355A公开了一个关于接收机判决电平调整的发明专利，该专利的名称为“一种数字通信***中接收装置判决电平的调整方法和装置”，其具体实现过程为：实时获取0误码和1误码的数值，判断0误码和1误码的差值与预定值的大小。如果差值小于预定值，判决电平不需调整；如果差值不小于预定值，则根据差值决定判决电平调整的方向和步长，并对判决电平进行实时快速调整。

在正常工作情况下的光通信***中，进入光接收机的光信噪比是比较高的，在此情况下，一定范围内全部的判决电平值所对应的0误码和1误码的差值都小于预定值，例如判决电平在30％至50％范围内，0误码和1误码的差值都小于预定值。当判决电平初始值在此范围内，应用上述方法调整得到的判决电平就是判决电平初始值；当判决电平初始值小于此范围，应用上述方法调整得到的判决电平就是此范围的最小值30％；当判决电平初始值大于此范围，应用上述方法调整得到的判决电平就是此范围的最大值50％。由此可见，应用上述方法得到的优化后的判决电平值与判决电平初始值有关，判决电平与0误码和1误码的差值不是唯一对应的关系，优化后的判决电平显然不是最优值。

在光通信***中，影响光接收机判决电平的主要因素包括光发射机参数、接收光功率、光信噪比、光纤非线性等。这些因素对0误码和1误码数值的影响是复杂的。当***受外界影响，某些因素发生突然改变时，应用上述方法实时调整判决电平可能会造成判决电平的大范围调整和震荡，从而导致信号性能劣化，严重时可能会影响业务的正常通信。

由此可见，上述在光接收机运行过程中实时调整判决电平的方法存在着影响***稳定性和可靠性的风险。因此，应避免对正常工作的光接收机进行判决电平的实时调整。对判决电平的优化调整应当在光接收机出厂前和业务开通时进行，光接收机正常工作时应保持判决电平固定不变。

发明内容

本发明提供一种优化光接收机判决电平的方法及装置，用以解决现有技术在光通信***运行过程中实时调整判决电平的方式存在着影响***稳定性和可靠性的问题。

本发明技术方案如下：

一种优化光接收机判决电平的方法，包括步骤：

A、在判决电平调整范围内调整判决电平值，分别检测不同判决电平值对应的前向纠错前误码率；

B、在检测到的前向纠错前误码率中查找最小值，其对应的判决电平值即为最佳判决电平值。

较佳地，所述前向纠错前误码率为单位时间内前向纠错前的0误码个数和1误码个数之和。

较佳地，所述步骤A前还包括确定所述光接收机的***参数处于正常范围之内且保持不变，确定判决电平调整范围的最大值及最小值，以及确定判决电平调整的步长的步骤。

较佳地，所述光接收机的***参数包括接收光功率、光信噪比及残余色散参数。

较佳地，所述步骤B中，采用顺序查找方式或分段查找方式在检测到的前向纠错前误码率中查找最小值。

较佳地，所述步骤B中，当检测到的前向纠错误码率中的最小值对应的判决电平值为若干个，则取其中的中间值作为最佳判决电平值。

一种优化光接收机判决电平的装置，包括判决电平调整单元、前向纠错前误码率检测单元、判决电平控制单元及最佳判决电平确定单元，其中，

判决电平调整单元，用于按照判决电平控制单元的调整指令在判决电平调整范围内调整判决电平值；

前向纠错前误码率检测单元，用于检测不同判决电平值对应的前向纠错前误码率，将其传送给判决电平控制单元；

判决电平控制单元，用于向判决电平调整单元发送判决电平调整指令，接收前向纠错前误码率检测单元送来的前向纠错前误码率，并将前向纠错前误码率与判决电平值的数据传送给最佳判决电平确定单元；

最佳判决电平确定单元，用于接收判决电平控制单元送来的前向纠错前误码率与判决电平值的数据，在所有检测到的前向纠错前误码率中查找最小值，其对应的判决电平值即为最佳判决电平值。

较佳地，所述前向纠错前误码率为单位时间内前向纠错前的0误码个数和1误码个数之和。

本发明所述技术方案在设备出厂前和业务开通时以前向纠错前误码率为依据对光接收机的判决电平进行优化调整，得到前向纠错前最小误码率对应的最优判决电平值，此最优判决电平值是全局最优判决电平值，而不是局部最优判决电平值。与现有技术相比，本发明实现简单，避免了在光接收机正常工作情况下频繁调整判决电平所引起的震荡现象。

附图说明

图1为本发明所述优化光接收机判决电平的方法的实现原理流程图；

图2为本发明所述优化光接收机判决电平的装置的结构原理图；

图3为本发明所述优化光接收机判决电平的方法的一个较佳实施例的流程图；

图4为本发明所述优化光接收机判决电平的装置的一个较佳实施例的结构框图。

具体实施方式

本发明的主要技术构思是在设备出厂前和业务开通时以前向纠错前误码率为依据对光接收机的判决电平进行优化调整，得到前向纠错前最小误码率对应的最优判决电平值，从而避免了在光接收机正常工作情况下频繁调整判决电平所引起的震荡现象。

请参阅图1，该图为本发明所述优化光接收机判决电平的方法的实现原理流程图，其主要包括步骤：

步骤10、确定光接收机的***参数处于正常范围之内且保持不变，确定判决电平调整范围的最大值及最小值，以及确定判决电平调整的步长；

所述光接收机的***参数包括接收光功率、光信噪比及残余色散参数。

步骤11、在判决电平调整范围内调整判决电平值，分别检测不同判决电平值对应的前向纠错前误码率，所述前向纠错前误码率为单位时间内前向纠错前的0误码个数和1误码个数之和。

步骤12、在检测到的前向纠错前误码率中查找最小值，其对应的判决电平值即为最佳判决电平值；

本步骤中，可采用顺序查找方式或分段查找方式在检测到的前向纠错前误码率中查找最小值，当检测到的前向纠错误码率中的最小值对应的判决电平值为若干个，则取其中的中间值作为最佳判决电平值。

不同的接收光功率、光信噪比、残余色散等***参数对应不同的最佳判决电平。因此在应用上述方法进行优化光接收机判决电平时，***参数应保持不变。当接收光功率、光信噪比、光纤非线性等参数发生变化，原有判决电平值已经不是最优判决电平值时，再次应用一次本发明的方法，即可得到新的最优判决电平值。

相应于本发明上述方法，本发明进而提出了一种优化光接收机判决电平的装置，请参阅图2，该图为本发明所述优化光接收机判决电平的装置的结构原理图，其主要包括判决电平调整单元、前向纠错前误码率检测单元、判决电平控制单元及最佳判决电平确定单元，其中，

判决电平调整单元，用于根据判决电平控制单元的指令在判决电平调整范围内调整当前判决电平值；

前向纠错前误码率检测单元，用于分别检测不同判决电平值对应的前向纠错前误码率，所述前向纠错前误码率为单位时间内前向纠错前的0误码个数和1误码个数之和，将检测到的前向纠错误码率传送给判决电平控制单元；

判决电平控制单元，用于向判决电平调整单元发送判决电平调整指令，接收前向纠错前误码率检测单元送来的前向纠错前误码率，并将前向纠错前误码率与判决电平值的数据传送给最佳判决电平确定单元；

最佳判决电平确定单元，用于接收判决电平控制单元送来的前向纠错前误码率与判决电平值的数据，在所有检测到的前向纠错前误码率中查找最小值，其对应的判决电平值即为最佳判决电平值。

下面将通过具体实施例对本发明的具体实现予以进一步详细的说明。

请参阅图3，该图为本发明所述优化光接收机判决电平的方法的一个较佳实施例的流程图，其主要包括步骤：

步骤20、确定光接收机的接收光功率、光信噪比、残余色散等参数在正常工作范围之内，确定判决电平调整范围的最小值和最大值，确定判决电平调整的步长。例如确定判决电平最小值为20％，判决电平最大值为70％。判决电平调整的最小步长由调整判决电平的数字电位器的精度决定，当使用8位数字电位器时，最小步长约为0.4％。一般情况下，步长预设为最小步长乘以N，其中N＝1，2，3，......。N越小，优化判决电平的时间越长；N越大，优化判决电平的时间越短。

步骤21、将当前判决电平值初始化为判决电平最小值。

步骤22、将判决电平调整为当前判决电平值。

步骤23、判断光接收机是否处于正常工作状态？如果是，执行步骤24，否则，转步骤26；光接收机处于正常工作状态是指没有信号丢失告警及帧丢失告警，且前向纠错前误码率小于10^-4。

步骤24、检测当前的前向纠错前误码率。

步骤25、记录当前的前向纠错前误码率及其对应的判决电平值。

步骤26、将当前判决电平值增加预设的步长。

步骤27、判断当前判决电平值是否大于判决电平最大值？如果是，执行步骤28，否则，返回步骤22。

步骤28、在记录的前向纠错前误码率中搜索最小误码率，其对应的判决电平值即为最佳判决电平值。当最小误码率对应的判决电平值不是一个值而是一组值时，取这组值中间的值作为最佳判决电平值。

步骤29、将判决电平调整为最小的前向纠错前误码率对应的最优判决电平值，优化完成。

请参阅图4，该图为本发明所述优化光接收机判决电平的装置的一个较佳实施例的结构框图，其主要包括判决电平调整单元、数据时钟恢复单元、前向纠错前误码率检测单元、判决电平控制单元及最佳判决电平确定单元，其中，

判决电平调整单元，用于按照判决电平控制单元的调整指令，在判决电平调整范围内调整光接收机中光电转换及放大单元输出的电信号的判决电平值；

数据时钟恢复单元，用于将判决电平调整单元输出的电信号流分离为数据信号和时钟信号，并对数据信号进行串并变换输入前向纠错前误码率检测单元中。

前向纠错前误码率检测单元，用于检测数据时钟恢复单元输入的数据信号的判决电平值对应的前向纠错前误码率，将其传送给判决电平控制单元。

判决电平控制单元，用于向判决电平调整单元发送判决电平调整指令，接收前向纠错前误码率检测单元送来的前向纠错前误码率，并将前向纠错前误码率与判决电平值的数据传送给最佳判决电平确定单元；首次发出的判决电平调整指令将判决电平指定为判决电平范围值中的最小值，以后在前向纠错前误码率检测单元的触发下每次发出的调整指令中将判决电平增加预设步长，直到其达到判决电平范围值中的最大值。每发送一个判决电平调整指令，对应接收一个前向纠错前误码率。

最佳判决电平确定单元，用于接收判决电平控制单元送来的前向纠错前误码率与判决电平值的数据，在所有检测到的前向纠错前误码率中查找最小值，其对应的判决电平值即为最佳判决电平值。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种优化光接收机判决电平的方法，其特征在于，包括步骤：

A、在判决电平调整范围内调整判决电平值，分别检测不同判决电平值对应的前向纠错前误码率；所述前向纠错前误码率为单位时间内前向纠错前的0误码个数和1误码个数之和；

B、在检测到的前向纠错前误码率中查找最小值，其对应的判决电平值即为最佳判决电平值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A前还包括确定所述光接收机的***参数处于正常范围之内且保持不变，确定判决电平调整范围的最大值及最小值，以及确定判决电平调整的步长的步骤。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述光接收机的***参数包括接收光功率、光信噪比及残余色散参数。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，采用顺序查找方式或分段查找方式在检测到的前向纠错前误码率中查找最小值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，当检测到的前向纠错误码率中的最小值对应的判决电平值为若干个，则取其中的中间值作为最佳判决电平值。

6.一种优化光接收机判决电平的装置，其特征在于，包括判决电平调整单元、前向纠错前误码率检测单元、判决电平控制单元及最佳判决电平确定单元，其中，

判决电平调整单元，用于按照判决电平控制单元的调整指令在判决电平调整范围内调整判决电平值；

前向纠错前误码率检测单元，用于分别检测不同判决电平值对应的前向纠错前误码率，将其传送给判决电平控制单元；所述前向纠错前误码率为单位时间内前向纠错前的0误码个数和1误码个数之和；

判决电平控制单元，用于向判决电平调整单元发送判决电平调整指令，接收前向纠错前误码率检测单元送来的前向纠错前误码率，并将前向纠错前误码率与判决电平值的数据传送给最佳判决电平确定单元；

最佳判决电平确定单元，用于接收判决电平控制单元送来的前向纠错前误码率与判决电平值的数据，在所有检测到的前向纠错前误码率中查找最小值，其对应的判决电平值即为最佳判决电平值。

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