CN104917564A - 一种光路的fec选择方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光路的FEC选择方法及装置，所述方法包括：计算预设光网络中任意一条光路的光信噪比OSNR；判断所述光路的OSNR是否在第一代FEC的OSNR容限内；若是，将第一代FEC作为所述光路的FEC编码类型；若否判断所述光路的OSNR是否在第二代FEC的OSNR容限内，若是，将第二代FEC作为所述光路的FEC编码类型，若否，将第三代FEC作为所述光路的FEC编码类型。本申请提供的光路的FEC选择方法减少了网络频谱资源的浪费。

Description

一种光路的FEC选择方法及装置

技术领域

本申请涉及光网络领域，特别涉及一种光路的FEC选择方法及装置。

背景技术

目前光传输***越来越多的被应用于远距离、高速率数据传输中，其中，在光传输***中，信道噪声严重制约着光通信的发展，为了解决信道噪声对光通信发展的制约，FEC(前向纠错，Forward Error Correction)技术应运而生，用以弥补接收端的OSNR(光信噪比，Optical Signal to Noise Ratio)的损耗。对于一种特定类型的FEC来说，NCG(净编码增益，Net Coding Gain)是一个常用来衡量FEC编码性能的参数，NCG越大，FEC编码的纠错性能越好即OSNR容限越小。另一个衡量FEC编码技术的重要参数就是编码开销。OSNR容限越小的FEC其编码开销越大。现在普遍使用的三种FEC类型是：第一代FEC(即分组码)，第二代FEC(即级联码)和第三代FEC(如基于ITU-TG.975软判决译码技术的编码)，其中，第二代FEC的OSNR容限低于第一代FEC的OSNR容限，第三代FEC的OSNR容限低于第二代FEC的OSNR容限。

基于相干光正交频分复用技术CO-OFDM(Coherent Optical-OrthogonalFrequency Division Multiplexing)的光网络因其在频谱资源利用率方面具有极大的优势而被应用在光传输***中。在光网络中，每个光路必须分配多个连续的FSs(频谱时隙，Frequency Slots)，而对于使用了FEC技术的光网络来说，除了考虑要为每个光路分配传输用户数据实际需要的频谱时隙外，也要考虑为FEC的编码开销分配额外的FSs。

目前在光网络中，为光路选择FEC的方式具体为所有的光路选择同一种FEC，且为了满足网络中传输距离最远，信号质量最差的光路的需求，选择的该种FEC具有最大NCG和最低OSNR容限即该FEC编码类型的NCG最大、编码开销最大，此FEC类型选择方式使得传输距离较近，信号质量较好的光路也要使用NCG最大，编码开销最大的FEC，导致网络分配的频谱时隙数目比实际需要的频谱时隙数目多，造成网络频谱资源不必要的浪费。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请为实施例提供一种光路的FEC选择方法及装置，以达到减少网络频谱资源的浪费的目的，技术方案如下：

一种光路的前向纠错FEC选择方法，包括：

计算预设光网络中任意一条光路的光信噪比OSNR；

判断所述光路的OSNR是否在第一代FEC的OSNR容限内；

若是，将第一代FEC作为所述光路的FEC编码类型；

若否，判断所述光路的OSNR是否在第二代FEC的OSNR容限内，若是，将第二代FEC作为所述光路的FEC编码类型，若否将第三代FEC作为所述光路的FEC编码类型。

优选的，所述计算预设光网络中任意一条光路的光信噪比OSNR的过程，包括：

利用公式计算所述光路所包括的第s条光纤链路上各个光纤放大器的自发辐射噪声ASE，所述为所述第s条光纤链路上第i个光纤放大器的ASE，所述G为所述第s条光纤链路上第i个光纤放大器的增益，所述i＝{1,2，…，n}，所述n为大于1的整数，所述NF为对应所述G的噪声，所述NF根据噪声数据和放大器增益之间的预设关系图得到；

利用公式 $P_{\mathrm{Ase}}\left(\mathrm{mw}\right)={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{P}_{\mathrm{Ase}}^i\left(\mathrm{mw}\right)={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{10}^{P_{\mathrm{Ase}}^i\left(\mathrm{dBm}\right)/10}$ 计算所述第s条光纤链路上的ASE之和，所述P_Ase为所述第s条光纤链路上的ASE之和，所述n为所述第s条光纤链路上的光纤放大器的个数，为对所述第s条光纤链路上各个光纤放大器的ASE进行求和的函数；

利用公式OSNR_s＝P_out/P_Ase＝1/P_Ase(mw)计算所述第s条光纤链路的OSNR，所述OSNR_s为所述光路的第s条光纤链路的OSNR，所述P_out为光纤放大器的放射功率；

利用公式1/OSNR_total＝∑_s∈S 1/OSNR_s计算所述光路的初始OSNR，所述S为所述光路所包括的光纤链路的集合，所述OSNR_total为所述光路的初始OSNR，所述∑_s∈S为对所述光路上各个光纤链路的OSNR进行求和的函数；

将所述光路的初始OSNR减去非ASE噪声，得到所述光路的OSNR。

优选的，所述光纤放大器为掺铒光纤放大器；

在所述光纤放大器为掺铒光纤放大器时，所述第s条光纤链路上各个光纤放大器等距离放置，在i＝1时，所述G等于预设值，在i不等于1时，所述所述l为所述第s条光纤链路的长度，所述为两个相邻光纤放大器之间的距离，所述0.25为光纤衰减效率，所述80为两个相邻光纤放大器之间的最大距离。

优选的，所述第一代FEC的OSNR容限具体为大于等于14.5dB；

所述第二代FEC的OSNR容限具体为大于等于12.6dB且小于14.5dB；

所述第三代FEC的OSNR容限具体为大于等于9.1dB且小于12.6dB。

一种光路的FEC选择装置，包括：计算单元、第一判断单元和第二判断单元，其中：

所述计算单元，用于计算预设光网络中任意一条光路的光信噪比OSNR；

所述第一判断单元，用于判断所述光路的OSNR是否在第一代FEC的OSNR容限内，若是，将第一代FEC作为所述光路的FEC编码类型，若否，触发所述第二判断单元判断所述光路的OSNR是否在第二代FEC的OSNR容限内；

所述第二判断单元，用于在判断结果为是时，将第二代FEC作为所述光路的FEC编码类型，在判断结果为否时，将第三代FEC作为所述光路的FEC编码类型。

优选的，所述计算单元包括：

第一计算子单元，用于利用公式计算所述光路所包括的第s条光纤链路上各个光纤放大器的自发辐射噪声ASE，所述为所述第s条光纤链路上第i个光纤放大器的ASE，所述G为所述第s条光纤链路上第i个光纤放大器的增益，所述i＝{1,2，…，n}，所述n为大于1的整数，所述NF为对应所述G的噪声，所述NF根据噪声数据和放大器增益之间的预设关系图得到；

第二计算子单元，用于利用公式 $P_{\mathrm{Ase}}\left(\mathrm{mw}\right)={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{P}_{\mathrm{Ase}}^i\left(\mathrm{mw}\right)={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{10}^{P_{\mathrm{Ase}}^i\left(\mathrm{dBm}\right)/10}$ 计算所述第s条光纤链路上的ASE之和，所述P_Ase为所述第s条光纤链路上的ASE之和，所述n为所述第s条光纤链路上的光纤放大器的个数，为对所述第s条光纤链路上各个光纤放大器的ASE进行求和的函数；

第三计算子单元，用于利用公式OSNR_s＝P_out/P_Ase＝1/P_Ase(mw)计算所述第s条光纤链路的OSNR，所述OSNR_s为所述光路的第s条光纤链路的OSNR，所述P_out为光纤放大器的放射功率；

第四计算子单元，用于利用公式1/OSNR_total＝∑_s∈S1/OSNR_s计算所述光路的OSNR，所述S为所述光路所包括的光纤链路的集合，所述OSNR_total为所述光路的OSNR，所述∑_s∈S为对所述光路上各个光纤链路的OSNR进行求和的函数；

第五计算子单元，用于将所述光路的初始OSNR减去非ASE噪声，得到所述光路的OSNR。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

在本申请中，对于预设光网络中的任意一条光路，在计算出光路的OSNR后，通过判断OSNR是否在相应的OSNR容限内，为该光路选择合适的FEC编码类型，而不必满足网络中传输距离最远，信号质量最差的光路的需求，为该光路选择OSNR容限最低的FEC编码类型。

由于可以为预设光网络中的任意一条光路选择合适的FEC编码类型，因此预设光网络中的各条光路各自均可以选择合适的FEC编码类型，使得传输距离较近，信号质量较好的光路可以不必非要选择OSNR容限最低的FEC编码类型即不必选择编码开销最大的FEC类型，相比于各条光路均选择容限最低的FEC编码类型，减少了FEC编码开销，从而减少了由于FEC编码开销所需的频谱时隙数目，进而减少了网络频谱资源的浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的光路的FEC选择方法的一种流程图；

图2是针对本申请提供的光路的FEC选择方法的一种举例示意图；

图3是针对本申请提供的光路的FEC选择方法的另一种举例示意图；

图4是本申请提供的光路的FEC选择方法的一种子流程图；

图5是本申请提供的噪声数据和放大器增益之间的预设关系图；

图6是本申请提供的频谱窗口概念示意图；

图7是本申请提供的基于频谱窗口的自适应FEC算法的流程图；

图8是针对本申请提供的评估光路的FEC选择方法的测试网络的拓扑图；

图9是本申请提供的评估光路的FEC选择方法在测试网络中的一种性能比较示意图；

图10是本申请提供的评估光路的FEC选择方法在测试网络中的另一种性能比较示意图；

图11是本申请提供的评估光路的FEC选择方法在测试网络中的再一种性能比较示意图；

图12是本申请提供的光路的FEC选择装置的一种逻辑结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

在本实施例中，示出了本申请提供的光路的FEC选择方法，请参见图1，其示出了本申请提供的光路的FEC选择方法的一种流程图，可以包括以下步骤：

步骤S11：计算预设光网络中任意一条光路的光信噪比OSNR。

步骤S12：判断所述光路的OSNR是否在第一代FEC的OSNR容限内。

若判断结果为所述光路的OSNR在第一代FEC的OSNR容限内，则执行步骤S13，否则，执行步骤S14。

步骤S13：将第一代FEC作为所述光路的FEC编码类型。

步骤S14：判断所述光路的OSNR是否在第二代FEC的OSNR容限内。

若判断结果为所述光路的OSNR在第二代FEC的OSNR容限内，则执行步骤S15，否则执行步骤S16。

步骤S15：将第二代FEC作为所述光路的FEC编码类型。

步骤S16：将第三代FEC作为所述光路的FEC编码类型。

判断所述光路的OSNR不在第二代FEC的OSNR容限内时，确定所述光路的OSNR在第三代FEC的OSNR容限内，则将第三代FEC作为所述光路的FEC编码类型。

在对预设光网络中的各条光路进行FEC选择时，均执行步骤S11-步骤S16的过程来完成FEC选择，从而为预设光网络中的各条光路分别选择合适的FEC编码类型。

在本实施例中，第一代FEC的OSNR容限、第二代FEC的OSNR容限和第三代FEC的OSNR容限均为已有技术，具体的，第一代FEC的OSNR容限为大于等于14.5dB；第二代FEC的OSNR容限为大于等于12.6dB且小于14.5dB；第三代FEC的OSNR容限为大于等于9.1dB且小于12.6dB。

在本实施例中，现举例对步骤S11至步骤S16的过程进行说明，并参见图2。首先选择三种典型的FEC编码用于光路的建立，包括RS(255,239)(即第一代FEC)，RS(255,239)/BCH(1023,963)(即第二代FEC)和LDPC(4161,3431,0.825)(即第三代FEC)，表格1给出了它们详细的性能参数。在图2中，从节点0出发有3条光路需要建立，它们分别是0-1，0-3和0-4。在这三条光路中，由计算知，0-1光路的OSNR由OSNR₁表示，OSNR₁＝15dB，0-4光路的OSNR由OSNR₂表示，OSNR₂＝13dB，0-3光路的OSNR由OSNR₃表示，OSNR₃＝10dB，受传输距离影响，0-3光路的OSNR最低(OSNR₃＝10dB)。

如图3所示，为了传输基础的用户数据，假设为每条光路分配20FSs。图3中，Demand为传输基础的用户数据需要分配的FSs，Overhead为FEC编码所需的额外FSs。但是由于为每条光路使用了FEC编码，因此需要为每条光路分配额外的频谱时隙。如果使用现有技术中FEC选择方法，为了满足网络中传输距离最远，信号质量最差的光路(如光路0-3)，往往为其他的光路(如0-1,0-4)选择具有最高NCG和最大编码开销的第三代FEC。使用现有技术中FEC选择方法时，每条光路均引入了冗余度为21.2％第三代FEC，因此每条光路要分配额外的5个用于FEC编码帧的开销，三条光路总共需要分配的额外的FEC编码开销即为5+5+5＝15FSs。然而，对于0-1和0-4光路来说这是很大的浪费，因为第一代FEC和第二代FEC已足够达到其纠错性能要求。采用本申请提供的光路的FEC选择方法时，可以通过计算出每条光路的OSNR，然后从给定的三代FEC典型编码中选择最有效的FEC类型，参见图3，采用本申请提供的光路的FEC选择方法分别为光路0-1，0-4和0-3选择第一代FEC，第二代FEC和第三代FEC，因此总的额外FSs数目会减少到2+3+5＝10FSs，这样就可节约了5个FSs的编码开销。考虑将本申请提供的光路的FEC选择方法运用于具有多条光路的网络中，由此带来的编码开销节约是显而易见的。

表格1

在本申请中，对于预设光网络中的任意一条光路，在计算出光路的OSNR后，通过判断OSNR是否在相应的OSNR容限内，为该光路选择合适的FEC编码类型，而不必满足网络中传输距离最远，信号质量最差的光路的需求，为该光路选择OSNR容限最低的FEC编码类型。

由于可以为预设光网络中的任意一条光路选择合适的FEC编码类型，因此预设光网络中的各条光路各自均可以选择合适的FEC编码类型，使得传输距离较近，信号质量较好的光路可以不必非要选择OSNR容限最低的FEC编码类型即不必选择编码开销最大的FEC类型，相比于各条光路均选择容限最低的FEC编码类型，减少了FEC编码开销，从而减少了由于FEC编码开销所需的频谱时隙数目，进而减少了网络频谱资源的浪费。

实施例二

在本实施例中，示出的是计算预设光网络中任意一条光路的光信噪比OSNR的具体过程，请参见图4，其示出了本申请提供的光路的FEC选择方法的一种子流程图，可以包括以下步骤：

步骤S41：利用公式计算所述光路所包括的第s条光纤链路上各个光纤放大器的ASE(自发辐射噪声,AmplifiedSpontaneous Emission)。

其中，所述为所述第s条光纤链路上第i个光纤放大器的ASE，所述G为所述第s条光纤链路上第i个光纤放大器的增益，所述i＝{1,2，…，n}，所述n为大于1的整数，所述NF为对应所述G的噪声，所述NF根据噪声数据和放大器增益之间的预设关系图得到。

其中，噪声数据和放大器增益之间的预设关系图的生成过程为：由于放大器的噪声系数(即NF)随放大器增益的不同而变化，依据不同放大器在不同增益下的NF值，利用牛顿插值拟合曲线，拟合得到的曲线即所述预设关系图。如图5所示，其中图5示出的是15dB的放大器的噪声数据和放大器增益之间的预设关系图及22dB的放大器的噪声数据和放大器增益之间的关系图。

在本实施例中，可以根据NF值及图5示出的预设关系图为不同的光纤链路分别灵活选用15dB的放大器和22dB的放大器。

步骤S42：利用公式 $P_{\mathrm{Ase}}\left(\mathrm{mw}\right)={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{P}_{\mathrm{Ase}}^i\left(\mathrm{mw}\right)={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{10}^{P_{\mathrm{Ase}}^i\left(\mathrm{dBm}\right)/10}$ 计算所述第s条光纤链路上的ASE之和。

其中，所述P_Ase为所述第s条光纤链路上的ASE之和，所述n为所述第s条光纤链路上的光纤放大器的个数，为对所述第s条光纤链路上各个光纤放大器的ASE进行求和的函数

步骤S43：利用公式OSNR_s＝P_out/P_Ase＝1/P_Ase(mw)计算所述第s条光纤链路的OSNR。

其中，所述OSNR_s为所述光路的第s条光纤链路的OSNR，所述P_out为光纤放大器的放射功率

步骤S44：利用公式1/OSNR_total＝∑_s∈S1/OSNR_s计算所述光路的初始OSNR。

其中，所述S为所述光路所包括的光纤链路的集合，所述OSNR_total为所述光路的初始OSNR，所述∑_s∈S为对所述光路上各个光纤链路的OSNR进行求和的函数。

步骤S45：将所述光路的初始OSNR减去非ASE噪声，得到所述光路的OSNR。

在本实施例中，非ASE噪声可以但不局限于为2.5dB。

在本实施例中，所述光纤放大器具体可以但不局限于为掺铒光纤放大器。

具体的，在所述光纤放大器为掺铒光纤放大器时，所述第s条光纤链路上各个光纤放大器等距离放置，在i＝1时，所述G等于预设值，在i不等于1时，所述所述l为所述第s条光纤链路的长度，所述为两个相邻光纤放大器之间的距离，所述0.25为光纤衰减效率，所述80为两个相邻光纤放大器之间的最大距离。

现举例对所述G的计算过程进行说明，例如，所述光路包括两条光纤链路，分别为A-B、B-C。链路A-B的长度为l₁km，链路B-C的长度为l₂km。其中，链路A-B上等距离放置n₁个掺铒光纤放大器，任意两个相邻掺铒光纤放大器之间的距离为链路B-C上等距离放置n₂个掺铒光纤放大器，任意两个相邻掺铒光纤放大器之间的距离为掺铒光纤放大器又分为前置(pre)掺铒光纤放大器、后置(post)掺铒光纤放大器、和链路上(line)的掺铒光纤放大器，如图6所示，链路A-B上的对应的放大器为后置掺铒光纤放大器，至各自对应的放大器为链路上的掺铒光纤放大器，为前置掺铒光纤放大器，链路B-C上的对应的放大器为后置掺铒光纤放大器，至各自对应的放大器为链路上的掺铒光纤放大器，为前置掺铒光纤放大器。

对于链路A-B，在i＝1时，对应的放大器的放大器增益为10dB，在i不等于1时，各自对应放大器的放大器增益均为

对于链路B-C，在在i＝1时，对应放大器的放大器增益为15dB，在i不等于1时，各自对应放大器的放大器增益均为

需要说明的是，在本申请中，构建了ILP模型和提出基于频谱窗口的自适应FEC算法(Adaptive FEC Selection-based Spectrum Window，AFS-SW)来分别对本申请提供的光路的FEC选择方法进行评估。

构建的ILP模型用以优化在网络完成业务量最大化的前提下，应用本申请提供的光路的FEC选择方法，为光网络中的每条光纤链路选择最优的FEC编码类型来最小化FEC的编码开销，以与应用现有技术中的FEC选择方法时对应的编码开销进行比较，完成对本申请提供的光路的FEC选择方法的评估。

在构建的ILP模型中，假设每条光纤链路上存在有限的频谱时隙数，同时网络中的所有节点都不具备频谱转换能力，即遵循频谱连续性限制。在此基础上，ILP模型的集合、参数、变量以及目标函数，限制条件说明如下：

在上述ILP模型中，参数是由Java写入，用于表示测试网络中每条光路所需要的FEC编码开销，不同的光路可能具有不同的FEC开销值。因而，设定变量用来标示不同的路径，用于说明根据不同的光路选用不同的FEC编码类型，来实现对本申请提供的光路的FEC选择方法的应用。

基于频谱窗口的自适应FEC算法不仅可以应用在小型网络中，同样可以应用在除小型网络之外的其他网络中。在基于频谱窗口的自适应FEC算法中，首先来阐述“频谱窗口”这一概念，如图6所示，使用3个节点3条链路的网络来阐述“频谱窗口”这一概念。假定每条链路上总共有12个FSs，同时假设每一条光路的建立都需要有3个连续的、闲置的FSs。首先生成可使用光谱的虚拟拓扑，即频谱窗口层(Spectrum Windows Plane,SWPs)。具体地，在每条光纤链路上，如果有三个连续的FSs是闲置的，那么这条链路就被添加到频谱窗口层。需要强调的是，拥有相同FSs索引号的链路需放在相同频谱窗口层上。在这个例子中，我们创建了四个层，其中每层至少包含一条虚拟链路。然后，我们搜寻四个层中最优的一层来建立节点对间基于3个FSs的光路。“频谱窗口”概念的关键思想就是在不同FECs类型下寻找任意可能路由，以及选择拥有最低编码开销的最短路由。

基于频谱窗口的自适应FEC算法对较大规模的网络应用本申请提供的光路的FEC选择方法，建立光路，并计算所建立的光路的FEC编码开销。应用本申请提供的光路的FEC选择方法的FEC编码开销与应用现有技术的FEC选择方法(即为所有光路选择同一种FEC，且为了满足网络中传输距离最远，信号质量最差的光路的需求，选择的该种FEC具有最大NCG和最低OSNR容限)的FEC编码开销进行比较，完成对应用本申请提供的光路的FEC选择方法的评估。请参见图7，其示出了基于频谱窗口的自适应FEC算法的流程图。其中，图7中的文献[2]为Y.Li,H.Dai,G.Shen,and S.K.Bose,“Adaptive lightpath FEC Selection in an Optical Network,”in Proc.ACP 2013。

在本实施例中，现举例对本申请提供的光路的FEC选择方法进行评估说明。例如，两个测试网络分别是6个节点9条链路的n6s9网络和24节点43链路的美国主干网USNET。其拓扑结构如图8所示。

对于6节点9链路的小型n6s9网络我们假定每条光纤链路上总共有80个FSs，而在USNET中我们假定每条光纤链路上有400个FSs。我们使用[2]中链路上光放大器配置策略及光路上OSNR的计算方法。每个节点对之间所需的频谱时隙FSs在[X-5，X+5]范围内随机产生，其中X是平均FSs数或是业务强度的平均值。同时我们假定光路频谱分配遵循频谱连续性限制，并且每个节点对之间只允许有一条光路建立。对于ILP模型，我们使用K-Shortest算法在每个节点对之间最多找到三条路由，当路由的ONSR值大于最低第三代的ONSR容限值时(本例中为9.1dB)，即将此路由添加入备选路由集合。基于一条光路的ONSR，根据这个ONSR值自适应选择一种FEC类型，通过使用商业软件AMPL/Gurobi，我们求解出了6节点9链路网络的ILP模型优化结果。同时，我们给出了AFS-SW算法在两个测试网络中的运行结果。作为比较，我们也给出了基于固定的Dijkstra最短路由和first-fit频谱分配方法的结果。图9-11显示了本申请提供的光路的FEC选择方法在两个测试网络中的性能比较。

图9(a)，10(a)，11(a)显示的是本申请提供的光路的FEC选择方法在6节点n6s9网络中的应用。具体地，图9(a)显示的是不同方案设计下n6s9完成的业务量，从图中可以看出，所有采用本申请提供的光路的FEC选择方法比单一FEC方案(即为所有光路选择同一种FEC，且为了满足网络中传输距离最远，信号质量最差的光路的需求，选择的该种FEC具有最大NCG和最低OSNR容限)具有更好的性能。更进一步讲，在所有均采用本申请提供的光路的FEC选择方法中，可以发现我们提出的ILP模型(“ILP”对应曲线)和AFS-SW算法(“AFS-SW”对应曲线)两者在完成业务量方面具有相似的性能，它们均优于简单的最短路由(“Shortest-path”对应曲线)。图10(a)显示的是三代FEC类型被使用的比例。从图中我们可以看到RS(255,239)FEC(即第一代FEC)的比例是最高的，LDPC(4161,3431,0.825)(即第三代FEC)的比例是最低的。除此之外，我们还发现LDPC(4161,3431,0.825)光路所占比例随着每个请求的平均频谱时隙FS数目的增加而减少。这是因为对于每根光纤上有限的频谱资源而言，每个业务需要的FSs越多，网络越趋向于选择最短路由以完成更多的业务，以此来最大化完成的业务量。图11(a)是比较n6s9中单一FEC(或者称固定FEC)和本申请提供的光路的FEC选择方法两个选择方案在一条光路上的平均FEC编码开销。我们可以看到，和本申请提供的光路的FEC选择方法相比，固定FEC表现出更高的FEC编码开销，此外，还可以看到，尽管ILP模型和AFS-SW算法比Shortest-path固定最短路由方案完成更多的业务量，但它们的平均光路编码开销却非常接近。在图9(b)，10(b)，和11(b)中，我们也展示出了本申请提供的光路的FEC选择方法应用于比较大的USNET网络的结果。值得注意的是，结果中并未列出我们提出的ILP优化模型的结果，这是由于USNET网络拓扑太大，以至于我们不能在合理的时间里使用AMPL/Gurobi来得到模型的最优结果。在图9(b)中，我们可以看到，运用我们提出的AFS-SW启发式算法所完成的业务量明显多于Shortest-path固定最短路由算法。与之前类似的分析，图10(b)中显示，RS(255,239)(第一代FEC)所占的比例依旧是最大的，而LDPC(4161,3431,0.825)(第三代FEC)的比例是最小的。在图11(b)中，我们再一次看到，采用本申请提供的光路的FEC选择方法的AFS-SW启发式算法和Shortest-path固定最短路由算法相比于传统的单一FEC方案，表现出了更低的平均编码开销。同时，我们提出的AFS-SW启发式算法和最短路径自适应选择方案在平均编码开销方面很接近，而前者在完成业务量方面比后者具有更大的优势。

实施例三

请参见图12，其示出了本申请提供的光路的FEC选择装置的一种逻辑结构示意图，光路的FEC选择装置包括：计算单元121、第一判断单元122和第二判断单元123。

计算单元121，用于计算预设光网络中任意一条光路的光信噪比OSNR。

第一判断单元122，用于判断所述光路的OSNR是否在第一代FEC的OSNR容限内，若是，将第一代FEC作为所述光路的FEC编码类型，若否，触发所述第二判断单元123判断所述光路的OSNR是否在第二代FEC的OSNR容限内。

所述第二判断单元123，用于在判断结果为是时，将第二代FEC作为所述光路的FEC编码类型，在判断结果为否时，将第三代FEC作为所述光路的FEC编码类型。

在本实施例中，计算单元121的具体可以包括：第一计算子单元、第二计算子单元、第三计算子单元、第四计算子单元和第五计算子单元。其中：

第一计算子单元，用于利用公式计算所述光路所包括的第s条光纤链路上各个光纤放大器的自发辐射噪声ASE，所述为所述第s条光纤链路上第i个光纤放大器的ASE，所述G为所述第s条光纤链路上第i个光纤放大器的增益，所述i＝{1,2，…，n}，所述n为大于1的整数，所述NF为对应所述G的噪声，所述NF根据噪声数据和放大器增益之间的预设关系图得到。

第二计算子单元，用于利用公式 $P_{\mathrm{Ase}}\left(\mathrm{mw}\right)={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{P}_{\mathrm{Ase}}^i\left(\mathrm{mw}\right)={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{10}^{P_{\mathrm{Ase}}^i\left(\mathrm{dBm}\right)/10}$ 计算所述第s条光纤链路上的ASE之和，所述P_Ase为所述第s条光纤链路上的ASE之和，所述n为所述第s条光纤链路上的光纤放大器的个数，为对所述第s条光纤链路上各个光纤放大器的ASE进行求和的函数。

第三计算子单元，用于利用公式OSNR_s＝P_out/P_Ase＝1/P_Ase(mw)计算所述第s条光纤链路的OSNR，所述OSNR_s为所述光路的第s条光纤链路的OSNR，所述P_out为光纤放大器的放射功率。

第四计算子单元，用于利用公式1/OSNR_total＝∑_s∈S1/OSNR_s计算所述光路的OSNR，所述S为所述光路所包括的光纤链路的集合，所述OSNR_total为所述光路的OSNR，所述∑_s∈S为对所述光路上各个光纤链路的OSNR进行求和的函数。

第五计算子单元，用于将所述光路的初始OSNR减去非ASE噪声，得到所述光路的OSNR。

在本实施例中，所述光纤放大器为掺铒光纤放大器；

在所述光纤放大器为掺铒光纤放大器时，所述第s条光纤链路上各个光纤放大器等距离放置，在i＝1时，所述G等于预设值，在i不等于1时，所述所述l为所述第s条光纤链路的长度，所述为两个相邻光纤放大器之间的距离，所述0.25为光纤衰减效率，所述80为两个相邻光纤放大器之间的最大距离。

所述第一代FEC的OSNR容限具体为大于等于14.5dB；

所述第二代FEC的OSNR容限具体为大于等于12.6dB且小于14.5dB；

所述第三代FEC的OSNR容限具体为大于等于9.1dB且小于12.6dB。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或实施例的某些部分所述的方法。

以上对本申请所提供的一种光路的FEC选择方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (6)

1.一种光路的前向纠错FEC选择方法，其特征在于，包括：

计算预设光网络中任意一条光路的光信噪比OSNR；

判断所述光路的OSNR是否在第一代FEC的OSNR容限内；

若是，将第一代FEC作为所述光路的FEC编码类型；

若否，判断所述光路的OSNR是否在第二代FEC的OSNR容限内，若是，将第二代FEC作为所述光路的FEC编码类型，若否将第三代FEC作为所述光路的FEC编码类型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算预设光网络中任意一条光路的光信噪比OSNR的过程，包括：

利用公式 $P_{\mathrm{Ase}}^i\left(\mathrm{dBm}\right)=-58\left(\mathrm{dBm}\right)+G\left(\mathrm{dB}\right)+\mathrm{NF}\left(\mathrm{dB}\right)$ 计算所述光路所包括的第s条光纤链路上各个光纤放大器的自发辐射噪声ASE，所述为所述第s条光纤链路上第i个光纤放大器的ASE，所述G为所述第s条光纤链路上第i个光纤放大器的增益，所述i＝{1,2，…，n}，所述n为大于1的整数，所述NF为对应所述G的噪声，所述NF根据噪声数据和放大器增益之间的预设关系图得到；

利用公式 $P_{\mathrm{Ase}}\left(\mathrm{mw}\right)={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{P}_{\mathrm{Ase}}^i\left(\mathrm{mw}\right)={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{10}^{P_{\mathrm{Ase}}^i\left(\mathrm{dBm}\right)/10}$ 计算所述第s条光纤链路上的ASE之和，所述P_Ase为所述第s条光纤链路上的ASE之和，所述n为所述第s条光纤链路上的光纤放大器的个数，为对所述第s条光纤链路上各个光纤放大器的ASE进行求和的函数；

利用公式OSNR_s＝P_out/P_Ase＝1/P_Ase(mw)计算所述第s条光纤链路的OSNR，所述OSNR_s为所述光路的第s条光纤链路的OSNR，所述P_out为光纤放大器的放射功率；

利用公式1/OSNR_total＝∑_s∈S|1/OSNR_s计算所述光路的初始OSNR，所述S为所述光路所包括的光纤链路的集合，所述OSNR_total为所述光路的初始OSNR，所述∑_s∈S为对所述光路上各个光纤链路的OSNR进行求和的函数；

将所述光路的初始OSNR减去非ASE噪声，得到所述光路的OSNR。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述光纤放大器为掺铒光纤放大器；

在所述光纤放大器为掺铒光纤放大器时，所述第s条光纤链路上各个光纤放大器等距离放置，在i＝1时，所述G等于预设值，在i不等于1时，所述所述l为所述第s条光纤链路的长度，所述为两个相邻光纤放大器之间的距离，所述0.25为光纤衰减效率，所述80为两个相邻光纤放大器之间的最大距离。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述第一代FEC的OSNR容限具体为大于等于14.5dB；

所述第二代FEC的OSNR容限具体为大于等于12.6dB且小于14.5dB；

所述第三代FEC的OSNR容限具体为大于等于9.1dB且小于12.6dB。

5.一种光路的FEC选择装置，其特征在于，包括：计算单元、第一判断单元和第二判断单元，其中：

所述计算单元，用于计算预设光网络中任意一条光路的光信噪比OSNR；

所述第一判断单元，用于判断所述光路的OSNR是否在第一代FEC的OSNR容限内，若是，将第一代FEC作为所述光路的FEC编码类型，若否，触发所述第二判断单元判断所述光路的OSNR是否在第二代FEC的OSNR容限内；

所述第二判断单元，用于在判断结果为是时，将第二代FEC作为所述光路的FEC编码类型，在判断结果为否时，将第三代FEC作为所述光路的FEC编码类型。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算单元包括：

第一计算子单元，用于利用公式 $P_{\mathrm{Ase}}^i\left(\mathrm{dBm}\right)=-58\left(\mathrm{dBm}\right)+G\left(\mathrm{dB}\right)+\mathrm{NF}\left(\mathrm{dB}\right)$ 计算所述光路所包括的第s条光纤链路上各个光纤放大器的自发辐射噪声ASE，所述为所述第s条光纤链路上第i个光纤放大器的ASE，所述G为所述第s条光纤链路上第i个光纤放大器的增益，所述i＝{1,2，…，n}，所述n为大于1的整数，所述NF为对应所述G的噪声，所述NF根据噪声数据和放大器增益之间的预设关系图得到；

第二计算子单元，用于利用公式 $P_{\mathrm{Ase}}\left(\mathrm{mw}\right)={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{P}_{\mathrm{Ase}}^i\left(\mathrm{mw}\right)={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n{10}^{P_{\mathrm{Ase}}^i\left(\mathrm{dBm}\right)/10}$ 计算所述第s条光纤链路上的ASE之和，所述P_Ase为所述第s条光纤链路上的ASE之和，所述n为所述第s条光纤链路上的光纤放大器的个数，为对所述第s条光纤链路上各个光纤放大器的ASE进行求和的函数；

第三计算子单元，用于利用公式OSNR_s＝P_out/P_Ase＝1/P_Ase(mw)计算所述第s条光纤链路的OSNR，所述OSNR_s为所述光路的第s条光纤链路的OSNR，所述P_out为光纤放大器的放射功率；

第四计算子单元，用于利用公式计算所述光路的OSNR，所述S为所述光路所包括的光纤链路的集合，所述OSNR_total为所述光路的OSNR，所述∑_s∈S为对所述光路上各个光纤链路的OSNR进行求和的函数；

第五计算子单元，用于将所述光路的初始OSNR减去非ASE噪声，得到所述光路的OSNR。