CN102868494A - 通信系统、xfp模块及提高系统传输系统性能的方法 - Google Patents

通信系统、xfp模块及提高系统传输系统性能的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种通信系统、XFP模块及提高通信系统传输系统性能的方法，在XFP模块中，前向纠错解码单元实时获得当前“1”纠错和“0”纠错之比Ci与相应预设值C0的第一比较结果；数据处理单元实时获得当前纠前线路误码率BERi与相应预设值BER0的第二比较结果；信号接收门限调整单元根据第一、第二比较结果实时调整信号接收门限Ni；存储单元保存调整后BER优于上一次的信号接收门限Ni以及所对应BERi，以最终保存的信号接收门限作为XFP模块的信号接收门限。本发明，通过在XFP模块接收端增加了一个数据处理单元，根据XFP模块接收状态实时调整接收判决门限，使XFP模块始终工作在最优的工作状态，降低了系统的极限OSNR，提升了系统传输性能。

Description

通信系统、XFP模块及提高系统传输系统性能的方法
技术领域
本发明涉及通信系统，具体涉及通信系统、XFP模块及提高系统传输系统性能的方法。
背景技术
在现有波分复用（WDM）传输系统中，波分侧业务传送主要采用MSA 300Pin盒式模块（Transponder）和小型化XFP模块两种设备进行传输。
Transponder模块一般采用铌酸锂调制器进行码型调制，通过数据调制产生光信号输出，因而其传输距离较长。而XFP模块通过NRZ (Not Return to Zero，非归零)反相编码数据信号直接驱动激光器部件输出NRZ光信号，受器件性能限制，通常传输距离较短。
随着传输数据量需求的攀升，光传输网（OTN）和波分复用（WDM）传输设备的超高速率、超长距离、超大容量传输需求成为发展趋势；同时，高集成度和可维护性也成为对OTN/WDM传输设备的更高需求。因此，具备智能化、小型化、热插拔、低功耗等优势，同时又能满足高速率、长距离应用，成为了XFP设备新的发展趋势。
对于现有的通信系统，XFP模块的应用类似于一个静态的应用过程，当XFP模块调试完成并在通信系统中应用后，XFP模块将处于静态状态，不再进行任何改动；此时XFP模块接收性能完全取决于系统收端的OSNR、残余色散以及模块的接收光功率。
为了满足波分系统高集成度和可维护性的要求，以XFP模块为组网基础的OTN/WDM传输设备成为了新的发展趋势。但在长距离传输中，系统由于传输距离过长导致系统接收端OSNR过低、同时传输光纤的色散系数与色散补偿光纤的色散系数的不匹配导致系统接收端不同波长的残余色散过大，系统中EDFA级联的影响也会导致XFP模块接收波形发生变化，此时XFP接收信号处于质量不好状态，致使接收信号“1”和“0”的功率或幅度产生较大的变化，影响到XFP模块对于“1”和“0”的判决，导致XFP模块误判，传输系统误码，因此，XFP模块内部器件的性能限制了XFP模块的长距离传输应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决通信系统由于XFP模块内部器件的性能限制了XFP模块的长距离传输应用的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种XFP模块，包括前向纠错解码单元、数据处理单元、信号接收门限调整单元和存储单元，所述前向纠错解码单元实时对接收到的数字信号进行FEC解码，并获得当前“1”纠错和“0”纠错之比Ci与相应预设值C0的第一比较结果；所述数据处理单元实时计算当前纠前线路误码率BERi，并获得与相应预设值BER0的第二比较结果；所述信号接收门限调整单元根据所述第一比较结果和所述第二比较结果实时调整信号接收门限Ni；所述存储单元保存调整后BER优于上一次的信号接收门限Ni以及所对应BERi，以最终保存的信号接收门限作为XFP模块的信号接收门限。
本发明还提供了一种通信系统，在通信系统的接收端设有上述的XFP模块。
本发明还提供了一种提高通信系统传输性能的方法，包括以下步骤：
实时对接收到的数字信号进行FEC解码，并获得当前“1”纠错和“0”纠错之比Ci与相应预设值C0的第一比较结果； 
实时计算当前纠前线路误码率BERi，并获得与相应预设值BER0的第二比较结果；
根据所述第一比较结果和所述第二比较结果实时调整信号接收门限值Ni；
保存调整后BER优于上一次的信号接收门限Ni以及所对应BERi，以最终保存的信号接收门限作为XFP模块的信号接收门限。
在上述方法中，实时调整信号接收门限的具体流程如下：
A31、记录系统启动时的信号接收门限的初始数值M和初始BER数值X；
A32、将X保存到变量Y中，将M保存到变量P中，Y和P用于当调整不成功时的进行回调； 
A33、通过变量N保存当前的信号接收门限，N的初始值为A1，N的最大值为A2，A1和A2为信号接收门限的初始数值M的上、下限值；
A34、在信号接收门限的初始数值M的上、下限值A1和A2之间递增调整信号接收门限Ni，判断调整后的BERi是否优于以前的数值；
如果BERi优于上一次的数值BERi－1，则保存本次调整的信号接收门限Ni；如果BERi劣于上一次的数值BERi－1，则丢弃该Ni值。
在上述方法中，步骤A34包括以下步骤：
A341、判断A1≥N≥A2是否成立，如果成立，则转步骤A342，否则转A353；
A342、将N值写入XFP模块；
A343、记录一时间段内的纠错计数总数A和B以及当前BER；
A344、判断当前BER是否大于等于D，如果BER≥D，转步骤A350；否则，转步骤A345；D为BER告警值；
A345、判断BER﹤Y是否成立，如果BER﹤Y，转步骤A346；否则，转步骤A347；
A346、用当前BER更新数值Y，用当前N更新数值P，转步骤A347；
A347、判断N>A2是否成立，如果N>A2，转步骤A348，否则转步骤A352；
A348、判断N≤M是否成立，如果N≤M，转步骤A349；否则，转步骤A353；
A349、从N值开始按照固定的步长减小信号接收门限，转步骤A33； 
A350、判断N是否大于M，如果N﹥M，说明N值已经不可以继续增大，转步骤A353；否则转步骤A351；
A351、更改N值为M，转步骤A352；
A352、从N值开始按照固定的步长增大信号接收门限，转步骤A33；
A353、提取变量P和变量Y写入XFP模块，结束信号接收门限调整。
本发明，通过在XFP模块接收端增加了一个数据处理单元，能够实时根据XFP模块接收状态调整接收判决门限，使XFP模块在任何传输条件下始终工作在最优的工作状态，降低了XFP模块在系统中的极限OSNR，提升了XFP模块的系统传输性能，实现了XFP模块的远距离传输，与未经动态调整的XFP模块相比，传输距离可提高1倍以上。
附图说明
图1为本发明提供的OTN通信系统示意图；
图2为本发明提供的WDM通信系统示意图；
图3为本发明中获取比较结果的流程图；
图4为本发明中信号接收门限自动调整的流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种通信系统和XFP模块，通过在XFP模块的接收端增加了一个数据处理单元，使XFP模块能够根据接收信号的优劣自动动态调整信号接收门限，以降低XFP模块的极限OSNR，提高通信系统的传输性能。下面结合附图对本发明作出详细的说明。
本发明提供的XFP模块，包括前向纠错解码单元、数据处理单元、信号接收门限调整单元和存储单元，所述前向纠错解码单元实时对接收到的数字信号进行FEC解码，并获得当前“1”纠错和“0”纠错之比Ci与相应预设值C0的第一比较结果；所述数据处理单元实时计算当前纠前线路误码率BERi，并获得与相应预设值BER0的第二比较结果；所述信号接收门限调整单元根据所述第一比较结果和所述第二比较结果实时调整信号接收门限Ni；所述存储单元保存调整后BER优于上一次的信号接收门限Ni以及所对应BERi，以最终保存的信号接收门限作为XFP模块的信号接收门限。
在此基础上，本发明还提供了一种通信系统，在通信系统的接收端设有上述的XFP模块。
图1为本发明提供的OTN通信系统示意图，如图1所示，设置在通信系统收、发端的OTN设备上分别设有OTU单元，OTU单元的XFP模块上设有FEC前向纠错编码单元。在通信系统的发端，业务信号从业务输入接口输入后，首先完成交叉，然后由FEC前向纠错编码单元进行编码（编码方式遵循G.709建议内容），再完成光电（E/0）转换变成特定波长的光信号，进行波分复用后由业务输出接口输出进入线路传输。
光信号经过光纤线路传输后到达通信系统的收端，在通信系统的收端，光信号由业务输入接口输入，然后进行O/E转换变成电信号，再经FEC前向纠错解码单元解码后恢复成业务信号，完成交叉后从业务输出接口输出。
其中，前向纠错解码单元将解码时的“1”纠错和“0”纠错分别进行实时计数，并确定在当前一段较短时间段内所产生的“1”纠错和“0”纠错的总数，并上报给数据处理单元。数据处理单元统计当前时间段内的“1”纠错和“0”纠错总数、当前的纠前线路误码率（BER）以及当前“1”纠错和“0”纠错之比，并与预设的相应预设值进行比较。当BER超出预设的信号接收门限时，自动调整信号接收门限，以降低XFP模块的极限OSNR，提高通信系统的传输性能。
在自动调整过程中，FEC前向纠错解码单元上报纠错计数，数据处理单元统计一预定时间段内FEC解码的“1”纠错和“0”纠错，同时计算“1”纠错和“0”纠错之比，当该比值超出预设值时，则在XFP模块可供设置的接收门限范围内按照一定的步长逐次设置信号接收门限，每次设置一次信号接收门限后，配合采集同一预定时间段内的FEC解码的“1”纠错和“0”纠错计数，计算出当前实时BER并记录。当接收门限范围内的所有点均设置完成后，数据处理单元通过比较分析出最优BER以及产生最优的信号接收判决门限，并将该信号接收门限下发给XFP模块完成动态调整过程。
图2为本发明提供的WDM通信系统示意图，与图1所示的OTN通信系统不同的是，OTU单元上没有交叉单元，其他处理过程相同。
本发明还提供了一种提高通信系统传输性能的方法，包括以下步骤：
步骤1：在通信系统的接收端对接收到的数字信号进行FEC解码，并对该数字信号中的错误码字进行实时统计，获得当前“1”纠错和“0”纠错之比Ci与相应预设值C0的第一比较结果；
步骤2：实时计算当前纠前线路误码率BERi，并与相应预设值BER0进行比较，获得第二比较结果；
步骤3：根据所述第一比较结果和所述第二比较结果实时调整信号接收门限值Ni。
步骤4：保存调整后BER优于上一次的信号接收门限Ni以及所对应BERi，以最终保存的信号接收门限作为XFP模块的信号接收门限写入XFP模块。
图3为获得第一比较结果和第二比较结果的具体流程，如图3所示，包括以下步骤：
A21、FEC前向纠错解码单元采集一时间段的“1”纠错数A和“0”纠错数B，计算出当前的纠前线路误码率BER。
A22、判断当前的BER是否大于M，如果BER不大于M，说明不需要调整信号接收门限，转步骤A21；否则，转步骤A23。M为预设的BER门限值。
A23：计算A与B的比值C，判断Y≤C≤X是否成立，如果不成立，说明不需要调整信号接收门限，转步骤A21，否则开始自动调整接收门限。X、Y为C的上下限。
图4为实时调整信号接收门限的具体流程，如图4所示，包括以下步骤：
A31、记录系统启动时的信号接收门限的初始数值M和初始BER数值X；
A32、将X保存到变量Y中，将M保存到变量P中，Y和P用于当调整不成功时的进行回调（重新使用初始值）； 
A33、通过变量N保存当前的信号接收门限，N的初始值为A1，N的最大值为A2，A1和A2为信号接收门限的初始数值M的上、下限值；
A34、在信号接收门限的初始数值M的上、下限值A1和A2之间递增调整信号接收门限Ni，判断调整后的BERi是否优于以前的数值；
如果BERi优于上一次的数值BERi－1，则认为调整有效，保存本次调整门限值Ni；
如果BERi劣于上一次的数值BERi－1，则认为调整无效，则丢弃本次调整门限值Ni。 
记录保存最优的调整门限值N以及该N值下的BER，并将该N值写入XFP模块。
步骤A34包括以下步骤；
A341、判断A1≥N≥A2是否成立，如果成立，则转步骤A342，否则转A353；
A342、将N值写入XFP模块；
A343、记录一时间段内的纠错计数总数A和B以及当前BER；
A344、判断当前BER是否大于等于D，如果BER≥D，说明当前N值不合适，转步骤A350；否则，转步骤A345；D为BER告警值。
A345、判断BER﹤Y是否成立，如果BER﹤Y，转步骤A346；否则，转步骤A347；
A346、用当前BER更新数值Y，用当前N更新数值P，转步骤A347；
A347、判断N>A2是否成立，如果N>A2，转步骤A348，否则转步骤A352；
A348、判断N≤M是否成立，如果N≤M，转步骤A349；否则，转步骤A353；
A349、从N值开始按照固定的步长减小信号接收门限，转步骤A33； 
A350、判断N是否大于M，如果N﹥M，说明N值已经不可以继续增大，转步骤A353；否则转步骤A351；
A351、更改N值为M，转步骤A352；
A352、从N值开始按照固定的步长增大信号接收门限，转步骤A33；
A353、提取变量P和变量Y写入XFP模块，退出信号接收门限自动调整。
本发明具有如下明显的优点：
能够实时根据XFP模块接收状态调整信号接收门限，使XFP模块在任何传输条件下始终工作在最优的工作状态，降低了XFP模块在系统中的极限OSNR，提升了XFP模块的系统传输性能，实现了XFP模块的远距离传输，与未经动态调整的XFP模块相比，传输距离可提高1倍以上。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.XFP模块，包括：
前向纠错解码单元，实时对接收到的数字信号进行FEC解码，并获得当前“1”纠错和“0”纠错之比Ci与相应预设值C0的第一比较结果；
其特征在于，还包括：
数据处理单元，实时计算当前纠前线路误码率BERi，并获得与相应预设值BER0的第二比较结果；
信号接收门限调整单元，根据所述第一比较结果和所述第二比较结果实时调整信号接收门限Ni；
存储单元，保存调整后BER优于上一次的信号接收门限Ni以及所对应BERi，以最终保存的信号接收门限作为XFP模块的信号接收门限。
2.通信系统，其特征在于，在通信系统的接收端设有如权利要求1所述的XFP模块。
3.提高通信系统传输性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：
实时对接收到的数字信号进行FEC解码，并获得当前“1”纠错和“0”纠错之比Ci与相应预设值C0的第一比较结果； 
实时计算当前纠前线路误码率BERi，并获得与相应预设值BER0的第二比较结果；
根据所述第一比较结果和所述第二比较结果实时调整信号接收门限值Ni；
保存调整后BER优于上一次的信号接收门限Ni以及所对应BERi，以最终保存的信号接收门限作为XFP模块的信号接收门限。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，实时调整信号接收门限的具体流程如下：
A31、记录系统启动时的信号接收门限的初始数值M和初始BER数值X；
A32、将X保存到变量Y中，将M保存到变量P中，Y和P用于当调整不成功时的进行回调； 
A33、通过变量N保存当前的信号接收门限，N的初始值为A1，N的最大值为A2，A1和A2为信号接收门限的初始数值M的上、下限值；
A34、在信号接收门限的初始数值M的上、下限值A1和A2之间递增调整信号接收门限Ni，判断调整后的BERi是否优于以前的数值；
如果BERi优于上一次的数值BERi－1，则保存本次调整的信号接收门限Ni；如果BERi劣于上一次的数值BERi－1，则丢弃该Ni值。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤A34包括以下步骤：
A341、判断A1≥N≥A2是否成立，如果成立，则转步骤A342，否则转A353；
A342、将N值写入XFP模块；
A343、记录一时间段内的纠错计数总数A和B以及当前BER；
A344、判断当前BER是否大于等于D，如果BER≥D，转步骤A350；否则，转步骤A345；D为BER告警值；
A345、判断BER﹤Y是否成立，如果BER﹤Y，转步骤A346；否则，转步骤A347；
A346、用当前BER更新数值Y，用当前N更新数值P，转步骤A347；
A347、判断N>A2是否成立，如果N>A2，转步骤A348，否则转步骤A352；
A348、判断N≤M是否成立，如果N≤M，转步骤A349；否则，转步骤A353；
A349、从N值开始按照固定的步长减小信号接收门限，转步骤A33； 
A350、判断N是否大于M，如果N﹥M，说明N值已经不可以继续增大，转步骤A353；否则转步骤A351；
A351、更改N值为M，转步骤A352；
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