CN104935380A

CN104935380A - 一种光谱幅度码生成方法、装置及误码率测试方法和装置

Info

Publication number: CN104935380A
Application number: CN201510234650.7A
Authority: CN
Inventors: 曹永盛; 张思越; 陈福深; 孙豹
Original assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Current assignee: University of Electronic Science and Technology of China
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2015-05-11
Publication date: 2015-09-23

Abstract

本发明公开了一种光谱幅度码生成方法、装置及误码率测试方法和装置，属于光通信技术领域。本发明的SAC生成方法为：将N路不同波长的光信号和N路电标记信号分别输入N个电控光开关；根据电标记信号中的“0”、“1”脉冲变化，各电控光开关选择不同的通断状态，产生与电标记信号的信息相符合的SAC光标记信号；最后将N路SAC光标记信号合成一路SAC光标记信号并输出。同时本发明还公开了对应上述方法的谱幅度码生成装置，以及基于其的误码率测试方法和装置，在进行误码率测试时，将控制电控光开关的电标记信号同时作为参考信号，与光电转换后的输出SAC光标记信号进行比对，得到误码率。本发明用于光标记交换系统，标记处理灵活性高，且实现简单。

Description

一种光谱幅度码生成方法、装置及误码率测试方法和装置

技术领域

本发明属于光通信技术，具体涉及一种利用电控光开关产生光谱幅度码的方法、装置及误码率测试方法和装置。

背景技术

随着互联网业务的迅猛发展，IP数据量与业务量的爆炸式增长对通信网络提出了更高的要求。虽然目前光通信主干网的传输容量已达到Tb/s量级，但作为光通信网中不可缺少的一个部分——交换节点，仍需对数据包进行光/电/光转换与电域处理。由于电子交换和电信息处理速度已达到极限，这大大制约了现有通信网络的传输速度，造成了数据处理和传输的“电子瓶颈”。这导致光波长通道链路承载的速率信号在交换节点处需要进行速率匹配，进而造成交换节点成为整个通信网的瓶颈，两个子网之间大量光/电接口适配和速率匹配操作降低了网络资源利用率，降低了网络性能与效率，增加了网络成本。为解决这一问题，人们提出了光标记交换(OLS，Optical Label Switching)技术，以期在网络核心节点处摆脱对电处理的依赖，实现能对信息进行全光交换和全光处理的全光网(AON，All-Optical Network)。在全光网中，信息从发送节点传输至接收节点的过程中，始终以光信号的形式存在，无需光电转换，从而大幅提升网络性能。

随着对光码分复用(OCDM，Optical Code Division Multiplexing)技术研究的深入，光码(OC：Optical Code)的概念被逐步扩展至光标记交换领域中。作为一项最新的光标记交换技术，OC标记技术的最大优势在于：基于OCDM技术中的编/解码原理，在光标记交换系统的核心节点处，利用全光相关器对OC标记进行识别，并使用光阈值判决器与光控光开关完成对净荷的转发，从而可彻底摆脱光标记交换系统核心节点处的光/电/光转换过程，在理论上实现真正的全光交换。

目前，在OCDM技术与OC标记交换系统中，已有多种编码方式可供选择。光谱幅度码(SAC，Spectral Amplitude Code)则作为一种一维频域编码方式，凭借其工作原理简单，系统复杂度低，标记生成及识别容易实现等优点，已引起了众多研究者的关注，多种基于SAC编码方式的新码型也被陆续提出，并正在被广泛应用于OC标记交换系统中。如图1所示，当前常见的SAC标记编码器包括多波长激光器陈列、标记编码器、2个合波器与1个分波器，其中标记编码器由分波器与光带通滤波器(OBPF，Optical Band-pass Filter)阵列构成，多波长激光器的数量与OBPF数量一致，图1中以4个激光器与4个OBPF为例。其实现过程为：多波长激光器阵列产生λ₁～λ₄，共4波长的4路光源，4路光源经合波器后，合成为1路包含了4个波长(λ₁～λ₄)的多波长光源；多波长光源输入标记编码器，经分波器分为4路，每路均包含4个波长。此时，4路多波长光束输入OBPF阵列。在OBPF阵列中，每个OBPF的中心波长将根据系统所需的标记码，进行预先设定，以得到所需的SAC标记(SAC光标记信号)。最后OBPF的4路输出再进入合波器进行合波，即可得带含有1～4个波长的SAC光标记信号。

在现有SAC标记交换系统中，标记编码器与标记解码器只能根据仿真或实验要求，使用固定光码序列对SAC标记进行编码。因此，这类编码器不仅编码灵活性与可控性很差，且在标记接收端，由于缺少参考序列，因而无法对SAC标记的误码率(BER，Bit Error Rate)特性进行测量，故只能通过标记接收眼图对SAC标记的接收质量进行粗略估计。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种利用电控光开关产生SAC光标记信号的方法和装置，以及基于其的误码率测试方法和装置，

为了实现对SAC光标记信号灵活、可调节的编码，本发明提出了一种用电标记信号控制电控光开关阵列对SAC光标记信号进行编码，从而生成速率与编码序列任意可调的SAC光标记信号。本发明的一种光谱幅度码生成方法，包括下列步骤：

将N(N≥1)路不同波长的光信号和N路电标记信号分别输入N个电控光开关；将每路电标记信号作为各电控光开关的控制信号，根据电标记信号中的“0”、“1”脉冲变化，选择不同的通断状态，产生与电标记信号的信息相符合的光谱幅度码SAC光标记信号；将N路SAC光标记信号合成一路SAC光标记信号并输出。

对应上述方法，本发明还公开了一种光谱幅度码生成装置，包括多波长激光器阵列、N个(N≥1)随机数字信号发生器和电控光开关，以及合波器；

多波长激光器阵列，用于产生不同波长的N路光信号并分别传输至N个电控光开关；随机数字信号发生器，用于产生电标记信号并传输至电控光开关；电控光开关，根据电标记信号中的“0”、“1”脉冲变化，选择不同的通断状态，产生与电标记信号的信息相符合的光谱幅度码SAC光标记信号并传输至合波器；合波器，将N路SAC光标记信号合成一路SAC光标记信号并输出。

进一步的，设置各电控光开关产生与所输入的电标记信号的信息相符合的光谱幅度码SAC光标记信号具体可以是：当电标记信号的脉冲为“0”时，电控光开关无输出，对应光标记信号的“0”码；当电标记信号的脉冲为“1”时，电控光开关将光信号输出至合波器，对应光标记信号的“1”码。

为了进一步简化实现，本发明的电控光开关选用为1×2电控光开关(1个输入两个输出端)，输入端与多波长激光器阵列的各激光器连接，一个输出端口接地，一个输出端口与合波器连接，当电标记信号的脉冲为“0”时，将接地的输出端接通(即该输出端口的开关状态为“通”，而与合波器连接的输出端的开关状态为“断”)；当电标记信号的脉冲为“1”时，将与合波器连接的输出端口接通(即该输出端口的开关状态为“通”，而接地的输出端的开关状态为“断”)。

基于本发明的光谱幅度码生成方法，还可以实现对SAC光标记信号的BER特性的精确测量。本发明的一种对光谱幅度码标记的误码率测试方法，包括下列步骤：

步骤1：将N(N≥1)路不同波长的光信号和N路电标记信号分别输入N个电控光开关；

步骤2：将每路电标记信号作为各电控光开关的控制信号，根据电标记信号中的“0”、“1”脉冲变化，选择不同的通断状态，产生与电标记信号的信息相符合的光谱幅度码SAC光标记信号；

步骤3：将N路SAC光标记信号合成一路SAC光标记信号；

步骤4：将步骤1中的电标记信号作为参考信号，将步骤3合成后的SAC光标记信号转换为对应的电标记信号(即基于预设置的电标记信号的信息(“0”、“1”的脉冲)与SAC光标记信号中的“0”码、“1”码的对应关系，将该SAC光标记信号转换为对应的电标记信号)后与参考信号进行比对，输出误码率。

为了进一步简化误码率测试过程，在步骤1中，可由一个随机数字信号发生器产生一路电标记信号，对该电标记信号进行分路处理得到N路1位的数字信号并分别输入N个电控光开关；则步骤4中，将随机数字信号发生器产生的电标记信号作为参考信号，从而进一步降低测试成本。

对应上述误码率测试方法，本发明还公开了一种对光谱幅度码标记的误码率测试装置，包括一个随机数字信号发生器、分路器、多波长激光器阵列、N(N≥1)个电控光开关、合波器、标记识别单元和误码测试仪；

其中，随机数字信号发生器，用于产生电标记信号并传输至分路器和误码率测试仪；分路器，用于将电标记信号分成N路1位的数字信号并分别输入N个电控光开关；多波长激光器阵列，用于产生不同波长的N路光信号并分别传输至N个电控光开关；电控光开关，根据电标记信号中的“0”、“1”脉冲变化，选择不同的通断状态，产生与电标记信号的信息相符合的光谱幅度码SAC光标记信号并传输至合波器；合波器，将N路SAC光标记信号合成一路SAC光标记信号并传输至标记识别单元；标记识别单元，用于将SAC光标记信号转换为对应的电标记信号并输入误码测试仪；误码率测试仪，用于比对随机数字信号发生器发送的电标记信号和标记识别单元发送的电标记信号，输出误码率。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：利用电控光开关可生成由电标记信号(随机数字信号发生器)控制的标记速率与编码序列任意可调的SAC光标记信号，从而显著提高了SAC标记交换系统编码与标记速率的灵活性。另一方面，基于本发明的SAC光标记信号的生成方式，还可以实现对SAC光标记信号的BER特性的精确测量，且实现简单，可操作性强。

附图说明

图1是现有的SAC编码器结构示意图；

图2是具体实施方式中，光谱幅度码生成装置结构示意图；

图3是具体实施方式中，对光谱幅度码标记的误码率测试装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施方式和附图，对本发明作进一步地详细描述。

参照图2，其中产生标记光源的多波长激光器阵列采用分布反馈(DFB)激光器构成，标记编码器由若干个随机数字信号发生器与同样数量的1×2电控光开关构成；合波器用于将不同路的SAC光标记信号合成1路SAC光标记信号。

图2所示的本发明SAC生成装置结构示意图，是以4波长、4位电标记信号为例。其中，4个1×2电控光开关受随机数字信号发送器所产生的电标记信号的控制，其2个输出端口，上路接地，下路接合波器。当电标记信号为“0”时，该路电控光开关无信号输出，对应SAC标记的“0”码；当电标记信号为“1”时，该路光信号(来自多波长激光器阵列)通过电控光开关下路输出口，输入合波器，对应SAC标记的“1”码。

参照图3，以4路波长、4位电控光开关控制信号为例描述本发明的对SAC的误码率测试装置的测试过程：

由1个随机数字信号发生器、分路器、采用4个DFB激光器构成的多波长激光器阵列、标记编码器和合波器构成测试用的标记生成器，其中，随机数字信号发生器产生的4位电标记信号将分为两路，一路输入1×4分路器，形成4路1位的数字信号(位数为1位)，将用以控制同样路数的1×2电控光开关；一路信号则作为参考信号(参考序列)输入至误码率测试仪，由多波长激光器阵列产生波长不同的4路光信号并分别输入1×2电控光开关，4个1×2电控光开关受来自分路器的对应数字信号的控制，其2个输出端口，上路接地，下路接合波器：当数字信号为“0”时，该路电控光开关无信号输出，对应SAC标记的“0”码；当数字信号为“1”时，该路光信号通过电控光开关下路输出口，输入合波器，对应SAC标记的“1”码。而标记识别单元用于对标记生成器输出的SAC光标记信号进行识别，将SAC光标记信号转换为电标记信号；误码率测试仪的2路输入分别来自标记识别单元输出的电标记信号，随机数字信号发生器产生的电标记信号，误码率测试仪对上述2路信号进行比对后，输出误码率数值。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。

Claims

1.一种光谱幅度码生成方法，其特征在于，包括下列步骤：

将N路不同波长的光信号和N路电标记信号分别输入N个电控光开关，其中N大于或等于1；

将每路电标记信号作为各电控光开关的控制信号，根据电标记信号中的“0”、“1”脉冲变化，选择不同的通断状态，产生与电标记信号的信息相符合的光谱幅度码SAC光标记信号；

将N路SAC光标记信号合成一路SAC光标记信号并输出。

2.一种光谱幅度码生成装置，其特征在于，包括多波长激光器阵列、N个随机数字信号发生器和电控光开关，以及合波器，其中N大于或等于1；

多波长激光器阵列，用于产生不同波长的N路光信号并分别传输至N个电控光开关；

随机数字信号发生器，用于产生电标记信号并传输至电控光开关；

电控光开关，根据电标记信号中的“0”、“1”脉冲变化，选择不同的通断状态，产生与电标记信号的信息相符合的光谱幅度码SAC光标记信号并传输至合波器；

合波器，将N路SAC光标记信号合成一路SAC光标记信号并输出。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，当电标记信号的脉冲为“0”时，电控光开关无输出；当电标记信号的脉冲为“1”时，电控光开关将光信号输出至合波器。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，电控光开关为1×2电控光开关，输入端与多波长激光器阵列的各激光器连接，一个输出端口接地，一个输出端口与合波器连接，当电标记信号的脉冲为“0”时，将接地的输出端接通；当电标记信号的脉冲为“1”时，将与合波器连接的输出端口接通。

5.一种对光谱幅度码标记的误码率测试方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤1：将N路不同波长的光信号和N路电标记信号分别输入N个电控光开关，其中N大于或等于1；

步骤3：将N路SAC光标记信号合成一路SAC光标记信号；

步骤4：将步骤1中的电标记信号作为参考信号，将步骤3合成后的SAC光标记信号转换为对应的电标记信号后与参考信号进行比对，输出误码率。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤1中，由一个随机数字信号发生器产生一路电标记信号，对所述电标记信号进行分路处理得到N路1位的数字信号并分别输入N个电控光开关；则步骤4中，将随机数字信号发生器产生的电标记信号作为参考信号。

7.一种对光谱幅度码标记的误码率测试装置，其特征在于，包括一个随机数字信号发生器、分路器、多波长激光器阵列、N个电控光开关、合波器、标记识别单元和误码测试仪，其中N大于或等于1；

随机数字信号发生器，用于产生电标记信号并传输至分路器和误码率测试仪；

分路器，用于将电标记信号分成N路1位的数字信号并分别输入N个电控光开关；

合波器，将N路SAC光标记信号合成一路SAC光标记信号并传输至标记识别单元；

标记识别单元，用于将SAC光标记信号转换为对应的电标记信号并输入误码测试仪；

误码率测试仪，用于比对随机数字信号发生器发送的电标记信号和标记识别单元发送的电标记信号，输出误码率。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，当电标记信号的脉冲为“0”时，电控光开关无输出；当电标记信号的脉冲为“1”时，电控光开关将光信号输出至合波器。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，电控光开关为1×2电控光开关，输入端与多波长激光器阵列的各激光器连接，一个输出端口接地，一个输出端口与合波器连接，当电标记信号的脉冲为“0”时，将接地的输出端接通；当电标记信号的脉冲为“1”时，将与合波器连接的输出端口接通。