CN108964757A - 信号误码告警方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种信号误码告警方法，涉及通信技术领域。方法包括：光模块通过线路侧接口接收光纤发送的光信号，将光信号转换成数字信号，将数字信号发送至FEC模块；FEC模块统计数字信号中误码的数量，计算数字信号的误码率，当误码率低于预设阈值时，对数字信号进行纠错，并将纠错后的数字信号发送至PCS模块，当误码率高于预设阈值时，进行误码告警。本申请解决了一旦数字信号存在误码，则可能导致处理设备发生处理错误的问题；达到了当误码率低于预设阈值时，将纠错后的数字信号发送至处理设备，当误码率高于预设阈值时，进行误码告警，提醒技术人员进行光纤维护的效果。

Description

信号误码告警方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种信号误码告警方法及装置。
背景技术
误码的产生是由于在信号传输的过程中，信号的衰变改变了信号的质量，致使信号遭到破坏，从而产生误码。噪音、交流电或闪电造成的脉冲、传输链路故障及其他因素都会导致误码。
网络接口是用于将光信号转换为数字信号的部件。通常，当网络接口的光模块通过系统侧接口接收到光纤传输入光信号时，会将光信号转换成数字信号，并将该数字信号传输给PCS模块，由PCS模块对该数字信号进行编解码，并将编解码后的数字信号传输给MAC模块，由MAC模块将该数字信号通过设备侧接口传输给处理设备。
这样，一旦数字信号存在误码，则可能导致处理设备发生处理错误。
发明内容
为了解决相关技术的问题，本发明实施例提供了一种信号误码告警方法及装置。所述技术方案如下：
第一方面，提供一种信号误码告警方法，所述方法应用于光电转换接口结构中，包括顺次连接的线路侧接口、光模块、前向纠错FEC模块、物理编解码子层PCS模块、介质访问控制MAC模块以及设备侧接口，其中：所述光模块通过所述线路侧接口接收光纤发送的光信号，将所述光信号转换成数字信号，将所述数字信号发送至所述FEC模块；所述FEC模块统计所述数字信号中误码的数量，计算所述数字信号的误码率，当所述误码率低于预设阈值时，对所述数字信号进行纠错，并将纠错后的数字信号发送至所述PCS模块，当所述误码率高于预设阈值时，进行误码告警；所述PCS模块对所述数字信号进行解码，将解码后的数字信号发送至所述MAC模块；所述MAC模块将所述编码后的数字信号通过所述设备侧接口发送至处理设备。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实施方式中，由于所述PCS模块对所述数字信号进行解码，将解码后的数字信号发送至所述MAC模块，包括：所述PCS模块对所述数字信号转换为比特流，将所述比特流传发送至所述MAC模块。
结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，所述MAC模块将所述编码后的数字信号通过所述设备侧接口发送至处理设备，包括：所述MAC模块将按照预定规则将所述比特流传转换为MAC帧，并将所述MAC帧通过所述设备侧接口发送至处理设备。
结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现或者第一方面的第二种可能的实现，在第一方面的第三种可能的实现中，由于误码包括纠前误码和纠后误码，FEC模块无法对纠后误码进行纠错，因此所述FEC模块统计所述数字信号中误码的数量，计算所述数字信号的误码率；当所述误码率高于预设阈值时，进行误码告警；当所述误码率低于预设阈值时，对所述数字信号进行纠错，并将纠错后的数字信号发送至所述PCS模块，包括：所述FEC模块统计所述数字信号中纠前误码的数量，计算所述数字信号中纠前误码的纠前误码率；当所述纠前误码率高于预设阈值时，进行误码告警；当所述纠前误码率低于预设阈值时，对所述数字信号进行纠错，并将纠错后的数字信号发送至所述PCS模块。
结合第一方面、第一方面的第一种至第三种可能的实现，在第一方面的第四种可能的实现中，由于误码包括纠前误码和纠后误码，FEC模块无法对纠后误码进行纠错，所述方法还包括：所述FEC模块检测所述数字信号中是否存在纠后误码；若所述数字信号中存在纠后误码，则进行误码告警。
结合第一方面、第一方面的第一种至第四种可能的实现，在第一方面的第五种可能的实现中，由于纠前误码的数量和纠后误码的数量在一定程度上可反应传输该光信号的光纤的性能优劣，因此，FEC模块可统计数字信号中纠后误码的数量，计算所述数字信号中纠后误码的纠后误码率Post-BER，将Pre-BER和Post-BER上报给监测设备，由技术人员判定光纤的性能的优劣程度，并及时采取相应措施对光纤进行处理，因此所述方法还包括：所述FEC模块统计所述数字信号中纠后误码的数量，计算所述数字信号中纠后误码的纠后误码率Post-BER，将所述Pre-BER和所述Post-BER上报给监测设备。
结合第一方面、第一方面的第一种至第五种可能的实现，在第一方面的第六种可能的实现中，由于应用4电平调制技术(4PulseAmplitudeModulation，PAM4)的接口可将接收到的高于处理设备自身带宽标准的信号转换成符合处理设备自身带宽标准的信号后，传输给处理设备，因此所述将所述光信号转换成数字信号，包括：将光信号转换成符合预定标准的至少一路数字信号。
结合第一方面、第一方面的第一种至第六种可能的实现，在第一方面的第七种可能的实现中，所述数字信号为不归零码NRZ信号。
第二方面，提供了一种光电转换接口，所述光电转换接口用于实现上述第一方面的信号误码告警方法中的相关步骤。
第三方面，提供了一种信号误码告警装置，所述信号误码告警装置包括至少一个单元，该至少一个单元分别用于实现上述第一方面的信号误码告警方法所涉及的相应步骤。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过FEC模块统计数字信号中误码的数量，计算数字信号的误码率，当误码率低于预设阈值时，对数字信号进行纠错，并将纠错后的数字信号发送至PCS模块，当误码率高于预设阈值时，进行误码告警，由于FEC模块检测出数字信号存在误码，即该数字信号对应的光信号存在误码，也就是说，传输该光信号的光纤出现了问题。因此本实施例可数字信号进行误码检测，以此判断用于传输光信号的传输链路的性能优劣，解决了一旦数字信号存在误码，则可能导致处理设备发生处理错误的问题；达到了当误码率低于预设阈值时，将纠错后的数字信号发送至处理设备，当误码率高于预设阈值时，进行误码告警，提醒技术人员进行光纤维护的效果。
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，显而易见地，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A是本发明一个示例性实施例提供的信号误码告警方法的流程图；
图1B是本发明一个示例性实施例提供的光电转换接口的结构示意图；
图2是本申请一个示例性实施例应用的误码率与光功率的对应关系示意图；
图3是本申请一个示例性实施例应用的是在特定的光功率情况下，MPI与Pre-BER的对应关系示意图；
图4是本申请一个示例性实施例应用的使用50GE接口的PTN设备的连接示意图；
图5是本申请一个示例性实施例应用的应用50GE接口的通讯设备的连接示意图；
图6是本发明一个实施例提供的信号误码告警装置的框图。
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，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
在本文提及的“模块”是指存储在存储器中的能够实现某些功能的程序或指令；在本文中提及的“单元”是指按照逻辑划分的功能性结构，该“单元”可以由纯硬件实现，或者，软硬件的结合实现。
请参考图1A，其示出了本发明一个示例性实施例提供的信号误码告警方法的流程图。本实施例以该方法用于光电转换接口结构中，包括顺次连接的线路侧接口、光模块、FEC模块、PCS模块、MAC模块以及设备侧接口，其中，FEC模块、PCS模块和MAC模块可以通过一块处理芯片实现，该电转换接口结构如图1B所示，该信号误码告警方法包括以下几个步骤：
步骤101，光模块通过线路侧接口接收光纤发送的光信号，将光信号转换成数字信号，将数字信号发送至FEC模块。
可选的，将光信号转换成符合预定标准的至少一路数字信号。
随着接口技术的发展，接口速率越来越高，而处理设备的带宽发展还未跟上接口速率发展的需要，由于应用4电平调制技术(4PulseAmplitudeModulation，PAM4)的接口可将接收到的高于处理设备自身带宽标准的信号转换成符合处理设备自身带宽标准的信号后，传输给处理设备，因此PAM4逐渐开始应用于接口中，比如应用于以太网标准为50GE/200GE/400GE的以太网接口中。
比如，处理设备自身带宽标准为25GE，与该处理设备连接的应用PAM4的光电转换接口可先将带宽为50GE的光信号转换成两路带宽为25GE的带数字信号后，将该两路带宽为25GE的数字信号传输给处理设备。
可选的，数字信号为不归零码(NotReturntoZero，NRZ)信号。
步骤102，FEC模块统计数字信号中误码的数量，计算数字信号的误码率。当误码率低于预设阈值时，对数字信号进行纠错，并将纠错后的数字信号发送至PCS模块；当误码率高于预设阈值时，进行误码告警。
FEC模块自身具备比特出错概率(BitErrorRatio，BER)统计和误码纠错的功能，当FEC模块接收到光模块发送的数字信号后，统计数字信号中误码的数量，计算数字信号的误码率。
需要说明的是，该预设阈值为FEC的纠错能力对应的误码率，或者低于该FEC的纠错能力的误码率。
当误码率低于预设阈值时，由于FEC模块误码率未超过FEC的纠错能力，因此FEC模块可以对数字信号进行纠错，并将纠错后的数字信号发送至PCS模块，以保证PCS模块所接收到的数字信号的正确性。
当误码率高于预设阈值时，说明FEC模块误码率超过FEC的纠错能力，FEC模块已无法对数字信号进行纠错，由于误码的产生是由于在信号传输的过程中，信号的衰变改变了信号的电压，致使信号遭到破坏，从而产生误码，因此当误码率高于预设阈值时，FEC模块可进行误码告警，及时提醒技术人员光纤的性能不佳。
在一种可能实现的方式中，误码包括纠前误码和纠后误码。步骤202还包括步骤A和步骤B。
步骤A，FEC模块统计数字信号中纠前误码的数量，计算数字信号中纠前误码的纠前误码率Pre-BER；当纠前误码率高于预设阈值时，进行误码告警；当纠前误码率低于预设阈值时，对数字信号进行纠错，并将纠错后的数字信号发送至PCS模块。
步骤B，FEC模块检测数字信号中是否存在纠后误码；若数字信号中存在纠后误码，则进行误码告警。
可选的，FEC模块统计数字信号中纠后误码的数量，计算数字信号中纠后误码的纠后误码率Post-BER，计算数字信号中纠后误码的纠后误码率Post-BER，将Pre-BER和Post-BER上报给监测设备。
由于纠前误码的数量和纠后误码的数量在一定程度上可反应传输该光信号的光纤的性能优劣，因此，FEC模块可统计数字信号中纠后误码的数量，计算所述数字信号中纠后误码的纠后误码率Post-BER，将Pre-BER和Post-BER上报给监测设备，由技术人员判定光纤的性能的优劣程度，并及时采取相应措施对光纤进行处理。
步骤103，PCS模块对数字信号进行解码，将解码后的数字信号发送至MAC模块。
PCS模块对数字信号转换为比特流，将比特流传发送至MAC模块。
步骤104，MAC模块将编码后的数字信号通过设备侧接口发送至处理设备。
MAC模块将按照预定规则将比特流传转换为MAC帧，并将MAC帧通过设备侧接口发送至处理设备。
综上所述，通过FEC模块统计数字信号中误码的数量，计算数字信号的误码率，当误码率低于预设阈值时，对数字信号进行纠错，并将纠错后的数字信号发送至PCS模块，当误码率高于预设阈值时，进行误码告警，由于FEC模块检测出数字信号存在误码，即该数字信号对应的光信号存在误码，也就是说，传输该光信号的光纤出现了问题。因此本实施例可数字信号进行误码检测，以此判断用于传输光信号的传输链路的性能优劣，解决了一旦数字信号存在误码，则可能导致处理设备发生处理错误的问题；达到了当误码率低于预设阈值时，将纠错后的数字信号发送至处理设备，当误码率高于预设阈值时，进行误码告警，提醒技术人员进行光纤维护的效果。
本实施例中，FEC模块检测出数字信号存在误码，即该数字信号对应的光信号存在误码，也就是说，传输该光信号的光纤出现了问题。因此本实施例可数字信号进行误码检测，以此判断用于传输光信号的传输链路的性能优劣。
需要说明的是，本公开的实施例不仅仅用于测试光纤的传输性能，还可用于光模块的性能检测。由于对于特定接口，光信号的传输性能由FEC模块，光模块，光纤三者共同决定，因此在FEC和光纤确定时，光模块性能优劣将影响Pre-BER的大小，也就是说，本公开的实施例还通过误码率检测来衡量光模块的性能。
对于电气和电子工程师协会(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，IEEE)标准50GE接口，FEC模块可为RS(544,514)-FEC模块，RS(544,514)-FEC模块的纠错能力约为2e-4。因此，要达到链路检测是否满足50GE接口传输的目的，关键是要确定出误码率的预设阈值k。对于k值的定义至少有下述几个约束条件：
1、k不能大于RS(544，514)-FEC模块的纠错能力(即2e-4)。若数字信号的误码率超过FEC的纠错能力，FEC模块则无法对数字信号进行纠错。
2、k值不能太小。如果k值太小，则对光纤的要求太严格，FEC模块的告警次数较多，导致技术人员可能错误判定光纤的性能较差，提高光纤网络建网和维护的成本。
此外，k值大小还影响FEC模块进行误码检测的时间长短，k值越小，FEC模块进行误码纠错的数字信号的误码率越小，在业务速率一定的情况下，意味着FEC模块对数字信号进行检测的时间越长。
实际应用中，影响光纤传输性能的两个主要因素分别是光功率的衰减和和光信号的噪声。由于光信号的噪声，主要来源于由接头反射导致的多径干涉(Multi-PathInterference，MPI)干扰噪声，其中接头是连接光纤的与光电转换接口对接的部件，对于光功率影响因素，在实际应用中，考虑到光纤的自然老化，光纤所处的环境变化等多种因素，在确定k值的时候可预留1-2dB的裕量。所以，需要分析光功率以及MPI对误码率的影响，以此确定出合适的k值。
图2是本申请一个示例性实施例应用的误码率与光功率的对应关系示意图。如图2所示，经过大量的理论及实验数据得出，50GE的光电转换接口接收到的光信号的光功率与该光信号的误码率之间存在一定关系。假设在没有MPI的理想场景下：
接收光功率(ROP)＝-14.8dB时，对应的前纠错码Pre-BER＝2e-4，
接收光功率(ROP)＝-13.8dB时，对应的Pre-BER＝2e-5，
接收光功率(ROP)＝-12.8dB时，对应的Pre-BER＝6e-6,
而在MPI为-33时，对应的ROP与Pre-BER关系为：
接收光功率(ROP)＝-13.7dB时，对应的Pre-BER＝2e-4,
接收光功率(ROP)＝-12.7dB时，对应的Pre-BER＝9e-5,
接收光功率(ROP)＝-11.7dB时，对应的Pre-BER＝5e-5,
由此可知，针对各种情况，若为光功率预留1-2dB的裕量，可将误码率的预设阈值与之设置在1e-4至1e-5之间。
另外考虑到MPI的影响，将图2变换一下坐标后得到图3，图3是本申请一个示例性实施例应用的是在特定的光功率情况下，MPI与Pre-BER的对应关系示意图。
如图3所示，根据理论分析和实验测试验证可知，一条光纤中，对MPI影响最大的因素是接头的反射率(reflectivity，RL)，在光纤连接完毕后，该光纤的RL会保持恒定，基本不受外界条件影响，也就是说，光纤所传输的光信号的MPI也是恒定的。实际调研数据表明，MPI越低，代价(技术难度、光纤制造成本、光电转换制造成本等等)越高，所以综合考虑误码率和代价等因素，可设置将MPI在-40dB～-31dB之间，即误码率的预设阈值在1e-5～1e-4之间。
可选的，误码率的预设阈值设置为1e-5，这样既能实现光纤的传输性能接近极限时提前告警，也保证光纤可靠工作，同时又能避免出现过多告警，导致光纤建网、维护成本上升。
需要说明的是，本公开提到的IEEE标准的50GE接口，还适用于200GE和400GE接口。对于同样采用50GPAM4技术的设备，该设备中的FEC模块亦可为RS(544,514)-FEC模块。
本实施例中提到的光电转换接口结构还适用于其它使用FEC功能的接口，比如光传送网(OpticalTransportNetwork，OTN)接口以及通讯设备的背板所应用的接口。
在一种可能实现的方式中，本实施例所公开的光电网络接口可应用于分组传送网(PacketTransportNetwork，PTN)设备中。图4是本申请一个示例性实施例应用的使用50GE接口的PTN设备的连接示意图。
如图4所示，两个PTN设备均设置有50GE接口，两个PTN设备的50GE接口通过光纤相连。在首次使用时，按照本申请公开的信号误码告警方法对光纤的性能进行检测，如果未出现告警，则表明光纤的性能达到预定标准，如果出现告警，则表明光纤的性能未达到预定标准，技术人员需对相应的光纤进行检修。
在另一种可能实现的方式中，本实施例所公开的光电网络接口还可用于通讯设备。图5是本申请一个示例性实施例应用的应用50GE接口的通讯设备的连接示意图。
如图5所示，通讯设备内部的PTN7900的线卡和交换网板之间通过背板连接，采用的连接链路为50GPAM4的链路，因此PTN7900的线卡和交换网板的接口内部设置FEC模块，利用FEC模块自带的误码统计功能实现误码告警，提高通讯设备的开发及生产效率。
需要说明的是，在设备开发过程中，由于信号的速率越来越高，且在设置FEC模块后，允许传输链路存在一定程度的误码，也就是说，信号质量的测量和衡量标准定义会变得越来越难，因此本公开所提到的误码检测机智，将会使评估传输性能变得较为简单，只需要通过充分的实验和理论分析，即可确定合适的k值。
请参考图6，其示出了本发明一个实施例提供的信号误码告警装置的框图。该信号误码告警装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为网络设备的全部或者一部分。该信号误码告警装置可以包括：光模块201、FEC模块202、PCS模块203和MAC模块204。
光模块201，用于实现上述步骤101的功能。
FEC模块202，用于实现上述步骤202的功能
PCS模块203，用于实现上述步骤103的功能。
MAC模块204，用于实现上述步骤104的功能。
相关细节可结合参考上述方法实施例。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种信号误码告警方法，其特征在于，所述方法应用于光电转换接口结构中，包括顺次连接的线路侧接口、光模块、前向纠错FEC模块、物理编解码子层PCS模块、介质访问控制MAC模块以及设备侧接口，其中：
所述光模块通过所述线路侧接口接收光纤发送的光信号，将所述光信号转换成数字信号，将所述数字信号发送至所述FEC模块；
所述FEC模块统计所述数字信号中误码的数量，计算所述数字信号的误码率，当所述误码率低于预设阈值时，对所述数字信号进行纠错，并将纠错后的数字信号发送至所述PCS模块，当所述误码率高于预设阈值时，进行误码告警；
所述PCS模块对所述数字信号进行解码，将解码后的数字信号发送至所述MAC模块；
所述MAC模块将所述编码后的数字信号通过所述设备侧接口发送至处理设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PCS模块对所述数字信号进行解码，将解码后的数字信号发送至所述MAC模块，包括：
所述PCS模块对所述数字信号转换为比特流，将所述比特流传发送至所述MAC模块。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MAC模块将所述编码后的数字信号通过所述设备侧接口发送至处理设备，包括：
所述MAC模块将按照预定规则将所述比特流传转换为MAC帧，并将所述MAC帧通过所述设备侧接口发送至处理设备。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述误码包括纠前误码和纠后误码，所述FEC模块统计所述数字信号中误码的数量，计算所述数字信号的误码率；当所述误码率高于预设阈值时，进行误码告警；当所述误码率低于预设阈值时，对所述数字信号进行纠错，并将纠错后的数字信号发送至所述PCS模块，包括：
所述FEC模块统计所述数字信号中纠前误码的数量，计算所述数字信号中纠前误码的纠前误码率Pre-BER；当所述纠前误码率高于预设阈值时，进行误码告警；当所述纠前误码率低于预设阈值时，对所述数字信号进行纠错，并将纠错后的数字信号发送至所述PCS模块。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述FEC模块检测所述数字信号中是否存在纠后误码；若所述数字信号中存在纠后误码，则进行误码告警。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述FEC模块统计所述数字信号中纠后误码的数量，计算所述数字信号中纠后误码的纠后误码率Post-BER，计算所述数字信号中纠后误码的纠后误码率Post-BER，将所述Pre-BER和所述Post-BER上报给监测设备。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述光信号转换成数字信号，包括：
将光信号转换成符合预定标准的至少一路数字信号。
8.根据权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述数字信号为不归零码NRZ信号。
9.一种信号误码告警装置，其特征在于，所述装置应用于光电转换接口结构中，包括顺次连接的线路侧接口、光模块、前向纠错FEC模块、物理编解码子层PCS模块、介质访问控制MAC模块以及设备侧接口，其中：
所述光模块，用于通过所述线路侧接口接收光纤发送的光信号，将所述光信号转换成数字信号，将所述数字信号发送至所述FEC模块；
所述FEC模块，用于统计所述数字信号中误码的数量，计算所述数字信号的误码率，当所述误码率低于预设阈值时，对所述数字信号进行纠错，并将纠错后的数字信号发送至所述PCS模块，当所述误码率高于预设阈值时，进行误码告警；
所述PCS模块，用于对所述数字信号进行解码，将解码后的数字信号发送至所述MAC模块；
所述MAC模块，用于将所述编码后的数字信号通过所述设备侧接口发送至处理设备。
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