CN113098592B - 信号处理方法及信号处理系统 - Google Patents

信号处理方法及信号处理系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113098592B
CN113098592B CN202110350734.2A CN202110350734A CN113098592B CN 113098592 B CN113098592 B CN 113098592B CN 202110350734 A CN202110350734 A CN 202110350734A CN 113098592 B CN113098592 B CN 113098592B
Authority
CN
China
Prior art keywords
route
signal
stored
frequency offset
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110350734.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113098592A (zh
Inventor
周谞
王娟
刘小军
蒋浩
高峰
程钢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Baidu Netcom Science and Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Baidu Netcom Science and Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Baidu Netcom Science and Technology Co Ltd filed Critical Beijing Baidu Netcom Science and Technology Co Ltd
Priority to CN202211308816.1A priority Critical patent/CN115694621A/zh
Priority to CN202211308828.4A priority patent/CN116318378A/zh
Priority to CN202110350734.2A priority patent/CN113098592B/zh
Priority to CN202211308523.3A priority patent/CN115694620A/zh
Priority to CN202211313422.5A priority patent/CN116346215A/zh
Publication of CN113098592A publication Critical patent/CN113098592A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113098592B publication Critical patent/CN113098592B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/03—Arrangements for fault recovery
    • H04B10/032—Arrangements for fault recovery using working and protection systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/075—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
    • H04B10/079—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using measurements of the data signal
    • H04B10/0795—Performance monitoring; Measurement of transmission parameters
    • H04B10/07955—Monitoring or measuring power
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/61—Coherent receivers
    • H04B10/616—Details of the electronic signal processing in coherent optical receivers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/61—Coherent receivers
    • H04B10/616—Details of the electronic signal processing in coherent optical receivers
    • H04B10/6161—Compensation of chromatic dispersion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/61—Coherent receivers
    • H04B10/616—Details of the electronic signal processing in coherent optical receivers
    • H04B10/6164—Estimation or correction of the frequency offset between the received optical signal and the optical local oscillator

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

本公开提供了信号处理方法及信号处理系统，涉及光通信、信息流、信号处理、数据传输、大数据、云计算领域。具体实现方案为：根据路由的切换情况，确定当前传输信号的目标路由；基于路由切换前确定的预存参数，对从目标路由接收的信号进行信号恢复处理。根据本公开的技术，提高了路由切换和数字信号处理的速度，降低了数据丢失量。

Description

信号处理方法及信号处理系统
技术领域
本公开涉及数据处理技术领域，尤其涉及光通信、信息流、信号处理、数据传输、大数据、云计算领域。
背景技术
在光传输网络中，当检测到路由所传输的信号的光功率出现跌落时，需要进行路由切换，以保护光传输网络能够继续进行数据传输。然而，由于路由切换的时间和信号恢复处理的时间较长，因此会对光传输网络中传输的数据造成大量的数据丢失。
发明内容
本公开提供了一种信号处理方法及信号处理系统。
根据本公开的一方面，提供了一种信号处理方法，包括：
根据路由的切换情况，确定当前传输信号的目标路由；
基于路由切换前确定的预存参数，对从目标路由接收的信号进行信号恢复处理。
根据本公开的另一方面，提供了一种信号处理装置，包括：
确定模块，用于根据路由的切换情况，确定当前传输信号的目标路由；
信号恢复模块，用于基于路由切换前确定的预存参数，对从目标路由接收的信号进行信号恢复处理。
根据本公开的另一方面，提供了一种信号处理系统，包括：
至少两个路由，用于传输信号；
光保护板卡，包括高速光开关、处理器和第一光功率检测器；高速光开关的输入端分别与路由连接，第一光功率检测器与路由连接，处理器与高速光开关以及第一光功率检测器连接，处理器用于根据第一光功率检测器检测的路由的光功率，控制高速光开关与路由的连接状态；
业务板卡，包括上述方面的信号处理装置，信号处理装置与高速光开关的输出端连接。
根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与该至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行本公开任一实施例中的方法。
根据本公开的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，该计算机指令用于使计算机执行本公开任一实施例中的方法。
根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本公开任一实施例中的方法。
根据本公开的技术，提高了路由切换和数字信号处理的速度，降低了数据丢失量。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：
图1是根据本申请实施例的信号处理方法的实现流程示意图；
图2是根据本申请实施例的信号处理方法的实现流程示意图；
图3是根据本申请实施例的信号处理方法的实现流程示意图；
图4是根据本申请实施例的信号处理方法的实现流程示意图；
图5是根据本申请实施例的信号处理方法的实现流程示意图；
图6是根据本申请实施例的信号处理装置的结构示意图；
图7是根据本申请实施例的信号处理系统的结构示意图；
图8是根据本申请实施例的信号处理系统的结构示意图；
图9是根据本申请实施例的信号处理系统的结构示意图；
图10是根据本申请实施例的信号处理系统的结构示意图；
图11是根据本申请实施例的信号处理系统的结构示意图；
图12是用来实现本申请实施例的信号处理方法的电子设备的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
根据本公开的实施例，如图1所示，本公开提供了一种信号处理方法，应用于业务板卡，包括：
S10：根据路由的切换情况，确定当前传输信号的目标路由。
路由的切换可以由与业务板卡连接的光保护板卡实现，光保护板卡根据各路由中所传输信号的光功率跌落情况，确定是否对与业务板卡进行信号传输的路由进行切换。路由的切换也可以通过人为主动干预实现，即人工主动切换与业务板卡进行信号传输的路由。路由的切换还可以由业务板卡检测到路由的光功率掉落后，自动的触发光保护板卡进行切换。
业务板卡可以作为信号传输的终端，业务板卡也可以作为信号传输的中转站。光保护板卡发送的信号传输到业务板卡后，业务板卡可以直接利用接收的信号执行某些操作，也可以将接收的信号进行处理后再发送至其他终端。业务板卡所对应的具体产品在此不做具体限定，只要能够实现对信号进行处理的装置均可以理解为业务板卡。例如，业务板卡可以是移动终端、服务器、云端、计算机等。
当前传输信号的目标路由，可以理解为经过路由切换之后与业务板卡进行信号传输的路由。例如，传输相同信号的路由包括主路由和备路由，两个路由均能够向控制路由切换的板卡发送信号(即信号双发)，而控制路由切换的板卡仅会从中选择一个路由发送的信号传输给业务板卡(即信号选收)。因此，业务板卡需要确定目前接收到的信号是哪一路由发送的，从而才能够基于该路由的特性，对该路由针对性的进行信号恢复处理，保证光传输网络能够继续顺畅且稳定的进行数据传输。
S11：基于路由切换前确定的预存参数，对从目标路由接收的信号进行信号恢复处理。
预存参数用于加快信号恢复处理的速度。通过预存参数，业务板卡可以很快的实现基于目标路由的特性以及与目标路由进行信号传输的板卡的特征，快速的对目标路由发送的信号进行恢复处理。
预存参数可以理解为目标路由和业务板卡进行信号传输时，所获取并记录的与信号传输有关的参数。即，预存参数为在预订时间内，目标路由和业务板卡进行信号传输时，所获取并记录的与信号传输有关的参数。预设时间可以是目标路由和业务板卡进行信号传输时的任意时间段。例如，从目标路由和业务板卡开始进行信号传输到信号传输结束。又如，目标路由和业务板卡的信号传输结束前的某一时间段。预存参数可以表征目标路由传输信号的特征、业务板卡接收信号并进行信号处理的特征、向目标路由发送信号的板卡的特性(例如，向目标路由发送信号的业务板卡)等。
信号恢复处理的具体过程可以参考现有技术中的信号处理方式。例如，色散补偿、频偏补偿、时钟恢复、帧同步、偏振解复用、时钟跟踪等方式。预存参数可以理解为是上述任一信号处理过程中所需要利用的参数。通过预存参数的直接调用，可以使得上述任一信号处理过程在执行时无需再重新计算所需参数，不仅节省了信号处理的时间，参考历史的参数也可以使得信号处理的准确性提升。
本公开的技术可以应用于云计算技术，特别是数据中心互联光传输网络。根据本公开的技术，提高了路由切换和数字信号处理的速度，降低了数据丢失量，提高了光传输网络的稳定性。
需要说明的是，在传统的数字信号处理流程中，一般采用参数扫描的方法，这种方法每次都需要对业务板卡内进行信号处理的各个模块重新进行独立计算和处理，这样导致整个信号处理的时间变长。总体上，参数扫描的方法对数字信号处理的时间在10ms～30ms之间。虽然参数扫描的方法所耗费的时间符合ITU(International TelecommunicationUnion，国际电信联盟)对电信光传输系统的50ms(毫秒)的标准，但随着数据传输速率的提高，即便满足50ms的要求，也可能会造成巨大的数据丢失量。例如，随着光传输系统从10Gb/s向100Gb/s和200Gb/s，甚至不久将来的400Gb/s和600Gb/s光传输波分系统演进时，单次抖动造成的数据丢失量已经从512M(10Gb/s×50ms)，提升到20G和30G的巨大数据丢失量。而本公开的技术由于提升了信号恢复处理的时间，因此相较于传统的数字信号处理流程，可以显著的降低数据丢失量。
在一个示例中，根据路由的切换情况，确定当前传输信号的目标路由，可以理解为：在路由切换完成的情况下，确定当前传输信号的目标路由。
路由切换过程中，业务板卡会出现短暂的中断，路由切换完成后业务板卡的中断会得以恢复，业务板卡根据恢复后接收的信号(该信号是切换后的路由传输给控制路由切换的板卡，并通过控制路由切换的板卡发送至业务板卡的信号)，确定当前传输信号的目标路由。其中，控制路由切换的板卡可以是光保护板卡。
在一个示例中，根据路由的切换情况，确定当前传输信号的目标路由，可以理解为：在路由切换的过程中，确定当前传输信号的目标路由。由于在路由切换之前，业务板卡之前所连接的路由是确定的，因此在路由切换时，可以直接确定出需要切换到的另一路路由是哪个(即目标路由)。
在一个实施例中，信号处理方法包括步骤S10和S11，其中，步骤S11：基于路由切换前确定的预存参数，对从目标路由接收的信号进行信号恢复处理，可以进一步包括：
S111：基于路由切换前确定的预存参数，对从目标路由接收的信号进行色散补偿、频偏补偿、时钟恢复、帧同步、偏振解复用以及相位补偿中的至少一种信号恢复处理方式。
预存参数可以理解为是上述任一信号处理过程中所需要利用的参数。通过预存参数的直接调用，可以使得上述任一信号处理过程在执行时无需再重新计算所需参数，不仅节省了信号处理的时间，参考历史的参数也可以使得信号处理的准确性提升。
需要说明的是，具体所需要应用的信号处理方式可以根据需要进行适当的增加或删减。即步骤S111中所提及的各种信号处理过程，并不一定都需要使用，可以在此基础上进行删减。也可以为了提高信号恢复处理的质量，在此基础上进行增加。
在一个实施例中，如图2所示，信号处理方法包括步骤S10和S11，预存参数包括预存色散补偿量。其中，步骤S111：基于路由切换前确定的预存参数，对从目标路由接收的信号进行色散补偿、频偏补偿、时钟恢复、帧同步、偏振解复用以及相位补偿中的至少一种信号恢复处理方式，可以进一步包括：
S20：确定目标路由对应的预存色散补偿量，预存色散补偿量根据路由切换前目标路由在预设时间段内的各历史色散补偿量确定。
预设时间段，可以理解为在执行本公开方法之前，目标路由与业务板卡进行信号输送的最后时间段。
各历史色散补偿量，可以理解为在预设时间段内所持续监测和记录的目标路由变化的色散补偿量。
最终确定的预存色散补偿量可以是基于各历史色散补偿量的平均值、最大值、最小值确定的。也可以将预设时间段内最后一个时刻的历史色散补偿量作为预存色散补偿量，也即是说将最新的色散补偿量作为预存色散补偿量。
S21：根据预存色散补偿量，对从目标路由接收的信号进行色散补偿。
色散补偿的具体方法可以参考现有技术中的色散补偿方法，在此不做具体限定。
S22：对从目标路由接收的信号进行频偏补偿、时钟恢复、帧同步、偏振解复用以及相位补偿中的至少一种信号恢复处理方式。
频偏补偿、时钟恢复、帧同步、偏振解复用以及相位补偿的具体方法可以参考相关技术，在此不做具体限定。
需要说明的是，色散补偿、频偏补偿、时钟恢复、帧同步、偏振解复用以及相位补偿的执行顺序，可以根据需要进行调整，不应当理解为文字表述的先后顺序即为执行顺序。
在本公开的技术中，通过将基于各历史色散补偿量得到的预存色散补偿量直接确定为色散补偿时所需的色散补偿量，可以节省重新计算当前路由的色散补偿量的时间，并且由于预存色散补偿量是基于当前路由的历史数据确定的，因此直接将其作为色散补偿时的色散补偿参数也能够保证信号处理的准确性和稳定性。色散补偿量是随路由的传输距离变化的，由于路由的传输距离通常是一定的，因此预先确定的预存色散补偿量不会出现较大偏差，基本可以认为是当前路由的准确的色散补偿量。
在一个示例中，色散补偿模块主要是通过数字的方式实现对传输色散损伤的补偿，比如色度色散和部分偏振模色散。在相干光通信系统中，色散对接收信号的影响主要体现为相位偏移量，如下公式所示：
Figure BDA0003002029860000071
L表示传输距离，γ代表非线性系数，P0表示发射光功率，α表示偏振不相关衰减系数，D为色散常数。因此可以发现，如果采用已知的导频序列信号，通过已知的A(Z＝0)和接收到的A(z＝L)，可以算出传输过程中的色散影响，色散量
Figure BDA0003002029860000072
主要与传输距离L相关。当计算得到色散量
Figure BDA0003002029860000073
时，即可对所有接收信号进行色散补偿。色散补偿错误的话，信号会叠加额外的相位噪声，会导致后续信号处理失效。
在一个示例中，当路由为多个时，需要针对每个路由计算预存色散补偿量。每个路由的色散补偿量可以通过人工主动切换路由与业务板卡连接状态进行确认。也可以在路由与业务板卡处于信号传输状态时进行持续监测，当路由的色散补偿量发生变化时，则记录下新的色散补偿量。
在一个实施例中，如图3所示，信号处理方法包括步骤S10和S11，预存参数包括预存信号频偏值。其中，步骤S111：基于路由切换前确定的预存参数，对从目标路由接收的信号进行色散补偿、频偏补偿、时钟恢复、帧同步、偏振解复用以及相位补偿中的至少一种信号恢复处理方式，可以进一步包括：
S30：确定目标路由对应的预存信号频偏值，预存信号频偏值根据路由切换前一时刻内部的接收激光器中心波长和发送端的发射激光器中心波长之间的频偏差确定。
路由切换前一时刻，可以理解为路由切换之前业务板卡与第一路由进行数据传输的最后时刻。第一路由可以理解为在切换至目标路由与业务板卡进行数据传输之前，与业务板卡进行数据传输的路由。
内部的接收激光器，可以理解为执行本公开方法的业务板卡内部设置的用于接收信号的激光器。
发送端，可以理解为向路由发送信号以使路由将信号发送至业务板卡的某一板卡。发射激光器，可以理解为发送端内部设置的用于发送信号的激光器。发送端可以是与业务板卡相同结构的另一个业务板卡。两个业务板卡位于不同物理位置。
S31：根据预存信号频偏值，对从目标路由接收的信号进行频偏补偿。
频偏补偿的具体方法可以参考现有技术中的频偏补偿方法，在此不做具体限定。
S32：对从目标路由接收的信号进行色散补偿、时钟恢复、帧同步、偏振解复用以及相位补偿中的至少一种信号恢复处理方式。
色散补偿、时钟恢复、帧同步、偏振解复用以及相位补偿的具体方法可以参考现有技术，在此不做具体限定。
需要说明的是，色散补偿、频偏补偿、时钟恢复、帧同步、偏振解复用以及相位补偿的执行顺序，可以根据需要进行调整，不应当理解为文字表述的先后顺序即为执行顺序。
在本公开的技术中，通过将预存信号频偏值直接确定为频偏补偿时所需的参数，可以节省重新计算发射激光器和接收激光器之间频偏的时间。并且由于预存信号频偏值是基于历史时刻的发射激光器和接收激光器之间频偏确定的，因此直接将其作为频偏补偿时的频偏值也能够保证信号处理的准确性和稳定性。
在一个示例中，如下公式所示：
xin[k]＝xsym[k]exp(j[φ[k]+2πΔfkTsym])
其中，xin[k]表示第k个时刻接收到的输入数字信号，xsym[k]表示对应第k个时刻的原发送信号，Tsym表示信号采样周期间隔。
接收数字信号的载波恢复主要需要补偿两部分的相位噪声，分别是发送激光器中心波长和接收激光器中心波长之间的频偏Δf，以及发送光信号载波和接收光信号载波之间的相位差
Figure BDA0003002029860000081
其中频偏估计用于消除大量的相位噪声，从而使得相位补偿的效率得到提升。以QPSK码型为例，频偏估计公式如下：
Figure BDA0003002029860000082
通过前向反馈的方式找到
Figure BDA0003002029860000083
在频谱上的峰值。Arg为求复平面的角度， max求最大值，频偏Δf代表发送激光器中心波长和接收激光器中心波长之间的频偏，Tsym表示信号采样周期间隔。
在一个示例中，光在光纤路由中传输的速度为3*10^8m/s，即使在极端情况下，当主、备路由的距离相差80km时，光保护系统向两个路由发出的光信号到达接收端(业务板卡或光保护板卡)的时间差也只相差了0.4ms。考虑到激光器的稳定性，在0.4ms的时间内，激光器自身频率漂移在MHz量级。因此。可以在业务正常时，通过需要进行数字信号处理的业务板卡持续记录并刷新收发激光器的频偏值，当业务出现中断和恢复时，用刷新记录的频偏值进行频偏补偿。
频偏补偿可以包括粗估频偏补偿和细估频偏补偿，其中，粗估频偏补偿根据步骤S30、S31执行，细估频偏补偿保持动态均衡的工作模式，对信号进行动态频偏估计，即细估频偏补偿基于粗估频偏补偿的结果进行进一步的动态补偿。
在一个实施例中，如图4所示，信号处理方法包括步骤S10和S11，预存参数包括预存时钟频偏值。其中，步骤S111：基于路由切换前确定的预存参数，对从目标路由接收的信号进行色散补偿、频偏补偿、时钟恢复、帧同步、偏振解复用以及相位补偿中的至少一种信号恢复处理方式，包括：
S40：确定目标路由对应的预存时钟频偏值，预存时钟频偏值根据路由切换前的预设时间段内内部时钟采样频率和发送端的发出信号的信号时钟频率确定。
预设时间段，可以理解为在执行本公开方法之前，目标路由与业务板卡进行信号输送的最后时间段。
内部时钟采样频率，可以理解为执行本公开方法的业务板卡的内部设置的时钟的采样频率。
发送端，可以理解为向路由发送信号以使路由将信号发送至业务板卡的某一板卡。发出信号的信号时钟频率，可以理解为发出的信号自身的信号时钟频率。
S41：根据预存时钟频偏值，对当前的内部时钟采样频率进行恢复。
内部时钟采样频率进行恢复的具体方法可以参考现有技术中的内部时钟采样频率恢复方法，在此不做具体限定。
S42：对从目标路由接收的信号进行色散补偿、频偏补偿、帧同步、偏振解复用以及相位补偿中的至少一种信号恢复处理方式。
色散补偿、频偏补偿、帧同步、偏振解复用以及相位补偿的具体方法可以参考现有技术，在此不做具体限定。
需要说明的是，色散补偿、频偏补偿、时钟恢复、帧同步、偏振解复用以及相位补偿的执行顺序，可以根据需要进行调整，不应当理解为文字表述的先后顺序即为执行顺序。
在本公开的技术中，通过将预存时钟频偏值直接确定为时钟恢复时所需的参数，可以节省重新计算时钟频偏值的时间。并且由于时钟频偏值是基于历史时钟频偏值取平均值确定的，因此直接将其作为时钟恢复时的时钟频偏值也能够保证信号处理的准确性和稳定性。
在一个示例中，步骤S40：确定目标路由对应的预存时钟频偏值，预存时钟频偏值根据路由切换前的预设时间段内内部时钟采样频率和发送端的发出信号的信号时钟频率确定，可以进一步包括：
基于路由的长度，确定发送端发出的信号经过路由到达业务板卡的传输时间；
采集发送端发出信号的信号时钟频率，以及根据传输时间，采集经过该传输时间后业务板卡的内部时钟采样频率；基于信号时钟频率和内部时钟采样频率，确定当前时刻的时钟频偏值；
对预设时间段内确定的各时钟频偏值进行平均值计算，得到预存时钟频偏值。
在一个示例中，信号处理方法由业务板卡执行，能够与业务板卡进行信号传输的路由包括主路由和备路由，主路由和备路由接收同一个发送端发送的信号，并同时将从发送端(另一个业务板卡)接收的信号向业务板卡发送，但业务板卡在光保护板卡的作用下，仅会与主路由和备路由中的一个进行信号传输。
如图5所示，在执行信号处理方法之前，还包括：
确定主、备路由分别对应的预存色散补偿量。预存色散补偿量根据路由切换前，在预设时间段内持续记录的主、备路由的各历史色散补偿量确定。
确定主、备路由分别对应的预存信号频偏值。预存信号频偏值根据路由切换前一时刻，持续记录的业务板卡内部的接收激光器中心波长和发送端的发射激光器中心波长之间的频偏差确定。
确定主、备路由分别对应的预存时钟频偏值。主路由的预存时钟频偏值，根据路由切换前的预设时间段内通过主路由传输信号时，持续记录业务板卡内部时钟采样频率和发送端的发出信号的信号时钟频率进行的确定。
备路由的预存时钟频偏值，根据路由切换前的预设时间段内通过备路由传输信号时，持续记录业务板卡内部时钟采样频率和发送端的发出信号的信号时钟频率确定。
执行信号处理方法，包括：
在光保护板卡确定与业务板卡连接的主路由出现光功率跌落的情况下，切换与业务板卡进行数据传输的路由，将备路由与业务板卡连接；
在业务板卡确定路由切换完成的情况下，确定当前传输信号的目标路由(即备路由)；
接收目标路由传输的信号。
确定目标路由对应的预存色散补偿量，根据预存色散补偿量，对从目标路由接收的信号进行色散补偿。
确定目标路由对应的预存信号频偏值，根据预存信号频偏值，对色散补偿后的信号进行粗估频偏补偿。
确定目标路由对应的预存时钟频偏值，根据预存时钟频偏值，对业务板卡当前的内部时钟采样频率进行恢复。
在内部时钟采样频率恢复后，对信号进行帧同步。
对帧同步后的信号进行偏振解复用。
对内部时钟采样频率恢复后的时钟进行时钟跟踪，以对内部时钟采样频率进行调优。
基于粗估频偏补偿后的信号，进行细估频偏补偿，进而完成信号恢复。
在一个示例中，业务板卡接收信号后，对接收的光信号的进行光电转换，通过相干光接收机实现光信号到电信号的转变。再通过模数转换器对电信号进行取样抽取和数字量化，为后续的数字信号处理提供前提基础。
在一个示例中，帧同步是在时钟同步的基础上，在帧粒度上进行一个对齐，方便进行开销和导频信号的提取和检测。
在一个示例中，当前相干光通信一般将业务信息调制在相互正交的两个偏振态上，相互正交的偏振态在传输过程中能够保持相互独立，并且在接收端被分离接收。一般对QPSK(Quadrature Phase Shift Keying，正交相移键控)调制码型可以使用恒模算法，对高阶QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅调制)码型可以采用多模算法实现偏振解复用。
在一个示例中，时钟跟踪模块主要是用于检测信号时钟恢复后的偏差余量，从而反馈给时钟恢复模块进行参数优化。
在一个示例中，除了频偏补偿，还需要对发送光信号载波和接收光信号载波之间的相位差
Figure BDA0003002029860000121
进行补偿。对于不同的调制模型有不同的相位估计方法，以QPSK为例，相位的估计公式如下：
Figure BDA0003002029860000122
这是由于QPSK调制码型分别为0，π/2，π，3π/2四个角度，对接收信号取四次方后，正常信号相位角度均变为2π的整数倍，分别是0，2 π，4π，6π，此时正常接收信号在坐标系上的角度回到0点。此时信号在坐标系上的角度即是发送光信号和接收光信号的相位偏差
Figure BDA0003002029860000123
对多个接收信号进行平均可以得到相位估计。Arg为求复平面的角度。相位估计一般采用前向反馈，基于最小均方差算法进行收敛。
根据本公开的实施例，如图6所示，本公开还提供了一种信号处理装置 600，包括：
确定模块610，用于根据路由的切换情况，确定当前传输信号的目标路由。
信号恢复模块620，用于基于路由切换前确定的预存参数，对从目标路由接收的信号进行信号恢复处理。
在一个实施例中，信号恢复模块还用于基于路由切换前确定的预存参数，对从目标路由接收的信号进行色散补偿、频偏补偿、时钟恢复、帧同步、偏振解复用以及相位补偿中的至少一种信号恢复处理方式。
在一个实施例中，预存参数包括预存色散补偿量，信号恢复模块包括：
第一确定子模块，用于确定目标路由对应的预存色散补偿量，预存色散补偿量根据路由切换前目标路由在预设时间段内的各历史色散补偿量确定。
色散补偿子模块，用于根据预存色散补偿量，对从目标路由接收的信号进行色散补偿。
第一信号恢复子模块，用于对从目标路由接收的信号进行频偏补偿、时钟恢复、帧同步、偏振解复用以及相位补偿。
在一个实施例中，预存参数包括预存信号频偏值，信号恢复模块包括：
第二确定子模块，用于确定目标路由对应的预存信号频偏值，预存信号频偏值根据路由切换前一时刻内部的接收激光器中心波长和发送端的发射激光器中心波长之间的频偏差确定。
频偏补偿子模块，用于根据预存信号频偏值，对从目标路由接收的信号进行频偏补偿。
第二信号恢复子模块，用于对从目标路由接收的信号进行色散补偿、时钟恢复、帧同步、偏振解复用以及相位补偿。
在一个实施例中，预存参数包括预存时钟频偏值，信号恢复模块包括：
第三确定子模块，用于确定目标路由对应的预存时钟频偏值，预存时钟频偏值根据路由切换前的预设时间段内内部时钟采样频率和发送端的发出信号的信号时钟频率确定。
时钟恢复子模块，用于根据预存时钟频偏值，对当前的内部时钟采样频率进行恢复。
第三信号恢复子模块，用于对从目标路由接收的信号进行色散补偿、频偏补偿、帧同步、偏振解复用以及相位补偿。
本公开实施例各装置中的各单元、模块或子模块的功能可以参见上述方法实施例中的对应描述，在此不再赘述。
根据本公开的实施例，如图7所示，本公开还提供了一种信号处理系统，包括：
至少两个路由，用于传输光信号。
各路由可以采用现有技术中的任意路由结构，在此不做具体限定。
光保护板卡73，包括高速光开关731、处理器732和第一光功率检测器 733。高速光开关731的输入端分别与各路由连接，第一光功率检测器733与各路由连接，处理器732与高速光开关731以及第一光功率检测器733连接，处理器732用于根据第一光功率检测器733检测的各路由的光功率，控制高速光开关731与各路由的连接状态。
业务板卡74，包括上述任一实施例的信号处理装置600，信号处理装置与高速光开关731的输出端连接。
需要说明的是，各路由可以同时与一个第一光功率检测器733连接，也可以分别与一个第一光功率检测器733连接。只要能够实现利用第一光功率检测器733对各路由的光功率分别进行检测即可。
第一光功率检测器733可以采用现有技术中的任意光功率检测器，例如，光功率计、光功率仪或传感器等，在此不做具体限定。第一光功率检测器733 的数量可以根据需要进行选择和调整。例如，各个路由可以分别连接一个第一光功率检测器733，以实现每个第一光功率检测器733对对应路由进行单独的光功率检测。又如，各个路由与同一个第一光功率检测器733连接，以实现通过一个第一光功率检测器733对各路路由进行光功率检测。具体的，第一光功率检测器733的检测端可以并联分支出多个支路，各支路与各路由一一对应连接，各支路依据采样顺序，依次分别采样每个路由的光功率，并按照采样顺序依次反馈至第一光功率检测器733。
高速光开关731可以是任意非机械式的光开关,其中，光开关是一种具有一个或多个可选的传输端口的光学器件，其作用是对光传输线路或集成光路中的光信号进行物理切换。。例如，高速光开关731可以为磁光开关、电光开关或SOA(Semiconductor OpticalAmplifier，半导体光放大器)光开关等。具体所选择的高速光开关1可以根据路由切换速度的需求进行调整。
高速光开关731的输入端的数量可以根据需要进行选择和调整。在高速光开关731的输入端的数量为多个的情况下，高速光开关731的输入端分别与各路由连接可以理解为：高速光开关731的每个输入端可以分别与一一对应的与一路路由连接，例如，高速光开关731具有输入端A和输入端B，路由包括路由C和路由D，则输入端A与路由C连接，输入端B与路由D连接。也即是说，每个高速光开关731的输入端均能够实现将对应路由传输的信号发送至高速光开关731的输出端。
处理器732可以采用MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)或FPGA (FieldProgrammable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)。
高速光开关731与各路由的连接状态可以进行切换。处理器732控制高速光开关731与各路由的连接状态，可以理解为处理器732可以控制高速光开关731具体与哪一路路由连通实现信号传输至高速光开关731的输出端，以及与哪一路路由连接但不连通，使得路由传输的信号无法传输至高速光开关731的输出端。也即是说，高速光开关731能够实现各路由所发送信号的选收。
传统的机械式光开关受硬件切换的物理极限限制，路由切换耗时约6ms (毫秒)，这无法满足路由快速切换的需求。本公开的技术由于采用了高速光开关731，因此切换过程无需受硬件切换的物理极限限制，可以提升路由切换的速度，降低路由切换耗费的时间，使得路由切换耗时达到μs(微秒) 级别，甚至ns(纳秒)级别。有效的缓解了路由切换过程中信号传输不稳定造成的数据丢失情况，降低了数据丢失量。
在一个示例中，磁光开关是利用法拉第磁光效应的光开关，通过外加磁场的改变，来改变磁光晶体对入射偏振光的偏振面角度，从而达到光路切换的效果。点光开关一般是利用铁电体、化合物半导体、有机物聚合等材料的电光效应或电吸收效应以及硅材料的等离子体色散效应，在电场的作用下改变材料的折射率和光的相位，再利用光的干涉或者偏振等方法使光强突变或光路转变的元器件。当太赫兹电场加载在电光晶体上时，电光晶体的折射率会改变。而线偏振光脉冲通过电光晶体后，其偏振方向会随着太赫兹电场的变化而变化。以上高速光开关的工作方式都是非机械式的路由切换，因此可以有效提升路由的切换速度和降低路由切换耗费的时间。
在一个示例中，由于各路由均与高速光开关731的各输入端一一对应连接，因此各个路由能够将信号传输至高速光开关731的各输入端。但由于高速光开关731在工作状态下仅能够与一个路由连通，因此高速光开关731只能够将一个输入端当前所连通的一路路由的信号通过输出端传输至业务板卡 74。
在一个实施例中，如图7所示，各路由可以包括第一路由71和第二路由 72。高速光开关731的输入端分别与第一路由71和第二路由72连接，第一光功率检测器733与第一路由71和第二路由72连接，处理器732与高速光开关731以及第一光功率检测器733连接，处理器732用于根据第一光功率检测器733检测的各路由的光功率，控制高速光开关731与第一路由71和第二路由72的连接状态。
在一个实施例中，在处理器732采用FPGA的情况下，光功率的轮询检测时间间隔可以达到μs级别，通过硬件FPGA对采集的各光功率进行硬件平均，次数＜100次，可以滤除极端功率抖动情况。保证光保护板卡对光功率的检测时间＜100μs。因此，加快了光功率跌落检测的速度和时间，进一步提升了路由切换所需的时间。
在一个实施例中，高速光开关731的输出端连接有第二光功率检测器734，第二光功率检测器734与处理器732连接，处理器732根据第一光功率检测器733和第二光功率检测器734的检测结果，确定高速光开与各路由的连接状态。
确定高速光开与各路由的连接状态，可以理解为通过处理器732确定高速光开关731当前是与哪个路由进行信号传输。
第二光功率检测器734可以采用现有技术中的任意光功率检测器，例如，光功率计、光功率仪或传感器等，在此不做具体限定。
在一个实施例中，高速光开关731为磁光开关、电光开关或半导体SOA(semiconductor optical amplifier，半导体光放大器)光开关。
在一个示例中，光保护板卡73包括MCU和FPGA。高速光开关731的输入端分别与第一路由71和第二路由72连接，第一光功率检测器733与第一路由71和第二路由72连接，FPGA与高速光开关731以及第一光功率检测器733连接，FPGA用于根据第一光功率检测器733检测的第一路由71和第二路由72的光功率，控制高速光开关731与第一路由71和第二路由72的连接状态。MCU与FPGA连接，MCU用于控制FPGA以及光保护板卡73 中的其他器件，例如分光器735。
在一个示例中，光保护板卡73包括MCU和FPGA。高速光开关731的输入端分别与第一路由71和第二路由72连接，第一光功率检测器733与第一路由71和第二路由72连接，FPGA与高速光开关731以及第一光功率检测器733连接。高速光开关731的输出端连接有第二光功率检测器734，第二光功率检测器734与FPGA连接，FPGA根据第一光功率检测器733和第二光功率检测器734的检测结果，确定高速光开与第一路由71和第二路由72的连接状态。FPGA还用于根据第一光功率检测器733检测的第一路由71 和第二路由72的光功率，控制高速光开关731与第一路由71和第二路由72 的连接状态。MCU与FPGA连接，MCU用于控制FPGA以及光保护板卡73 中的其他器件。
在一个示例中，光保护板卡73可以应用于信号发送端也可以应用于信号接收端。因此，光保护板卡73中可以同时包括接收信号的器件以及发送信号的器件。
在一个示例中，如图8所示，光保护板卡73包括高速光开关731、处理器732和第一光功率检测器733。光保护板卡73还包括分光器735。其中，光保护板卡73应用于信号发送端时，利用分光器735将发送端的业务板卡 74发送的信号分成完全相同的两路信号，并将两路信号分别发送给路由71 和路由72，以便两路路由将信号发送给接收端的业务板卡。
而当光保护板卡73应用于信号接收端时，光保护板卡73通过高速光开关731与两路路由连接，并通过高速光开关731将其中一路路由的信号传输给接收端的业务板卡74。
由于信号传输通常是双向的，即有信号的发送也有信号的反馈，因此光保护板卡73内可以同时包括分光器735和高速光开关731结构，两个结构的线路互不干涉。即光保护板卡73可以作为接收端也可以作为发送端。
具体的，在包括第一业务板卡和第二业务板卡的情况下，第一业务板卡发送的信号可以通过各路由发送至光保护板卡73的高速光开关731，以使高速光开关731将一路路由的信号发送至第二业务板卡。第二业务板卡发送的信号可以通过光保护板卡73的分光器735发送至各路由，以使第二业务板卡发送的信号通过各路由传输至第一业务板卡。
在一种实施方式中，路由的数量为两路。在光保护板卡73处于光保护倒换的工作模式的情况下，两路路由分别连接高速光开关731的一个输入端，两路路由分别连接一个第一光功率检测器733，高速光开关731的输出端与业务板卡74连通。
在光保护板卡73处于分配信号的工作模式的情况下，分光器735的上行光接口(输入端)与业务板卡74连通，分光器735的各下行光接口(输出端) 与各路由连通。
在一个应用示例中，如图9所示，信号处理系统包括位于A地的发送端和位于B地的接收端。需要说明的是，发送端和接收端根据信号传输方向定义，A地也可以作为接收端，B地也可以作为发送端。
发送端包括第一业务板卡91、第一光保护板卡92、第一波分复用器 93以及第一光放大器94。第一业务板卡91与第一光保护板卡92连接，第一光保护板卡92通过分光器分别与光纤路由一和光纤路由二连接。第一光保护板卡92和光纤路由一之间以及第一光保护板卡92和光纤路由二之间，均设置有第一波分复用器93和第一光放大器94。
接收端包括第二业务板卡98、第二光保护板卡97、第二波分复用器 96以及第二光放大器95。光纤路由一和光纤路由二分别与第二光保护板卡97的高速光开关的输入端连接。第二光保护板卡97和光纤路由一之间以及第二光保护板卡97和光纤路由二之间，均设置有第二波分复用器96 和第二光放大器95。第二光保护板卡97的高速光开关的输出端与第二业务板卡98连接。
其中，第一光保护板卡92和第二光保护板卡97可以为上述任一实施例的光保护装置。第一业务板卡91和第二业务板卡98可以为上述任一实施例的业务端。
在一个可变化的应用示例中，如图10所示，发送端包括第一业务板卡91、第一光保护板卡92、第一波分复用器93以及第一光放大器94。第一业务板卡91与第一波分复用器93连接，第一波分复用器93与第一光保护板卡92连接，第一光保护板卡92通过分光器分别与光纤路由一和光纤路由二连接。第一光保护板卡92和光纤路由一之间以及第一光保护板卡92和光纤路由二之间，均设置有第一光放大器94。
接收端包括第二业务板卡98、第二光保护板卡97、第二波分复用器 96以及第二光放大器95。光纤路由一和光纤路由二分别与第二光保护板卡97的高速光开关的输入端连接。第二光保护板卡97和光纤路由一之间以及第二光保护板卡97和光纤路由二之间，均设置有第二光放大器95。第二光保护板卡97的高速光开关的输出端与第二波分复用器96连接，第二波分复用器96与第二业务板卡98连接。
其中，第一光保护板卡92和第二光保护板卡97可以为上述任一实施例的光保护装置。第一业务板卡91和第二业务板卡98可以为上述任一实施例的业务端。
在一个可变化的应用示例中，如图11所示，发送端包括第一业务板卡91、第一光保护板卡92、第一波分复用器93以及第一光放大器94。第一业务板卡91与第一波分复用器93连接，第一波分复用器93与第一光放大器94连接，第一光放大器94与第一光保护板卡92连接，第一光保护板卡92通过分光器分别与光纤路由一和光纤路由二连接。
接收端包括第二业务板卡98、第二光保护板卡97、第二波分复用器 96以及第二光放大器95。光纤路由一和光纤路由二分别与第二光保护板卡97的高速光开关的输入端连接。第二光保护板卡97的高速光开关的输出端与第二光放大器95连接，第二光放大器95与第二波分复用器96连接，第二波分复用器96与第二业务板卡98连接。
其中，第一光保护板卡92和第二光保护板卡97可以为上述任一实施例的光保护装置。第一业务板卡91和第二业务板卡98可以为上述任一实施例的业务端。
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种信号处理的方法，可以应用于上述实施例的信号处理系统，其中，处理器采用FPGA，FPGA包括多个寄存器，信号处理的方法包括：
S1：FPGA基于获取到的路由的光功率检测结果，对路由对应的寄存器组中寄存器存储的光功率检测结果进行更新。其中，寄存器组为预先为路由所配置。
S2：FPGA根据更新后的寄存器组中各寄存器中存储的光功率检测结果，计算路由的光功率。
S3：业务板卡在确定路由的光功率低于阈值的情况下，控制光开关与路由中断信号传输，并控制光开关切换至与另一路由连通，以继续进行信号传输。
S4：业务板卡根据路由的切换情况下，确定当前传输信号的目标路由。
S5：业务板卡基于路由切换前确定的预存参数，对从目标路由接收的信号进行信号恢复处理。
在一个示例中，S5：基于路由切换前确定的预存参数，对从目标路由接收的信号进行信号恢复处理，包括：基于路由切换前确定的预存参数，对从目标路由接收的信号进行色散补偿、频偏补偿、时钟恢复、帧同步、偏振解复用以及相位补偿中的至少一种信号恢复处理方式。
其中，步骤S4、S5的具体方式参考本公开的上述实施例，在此不再赘述。
在一个示例中，S1：FPGA基于获取到的路由的光功率检测结果，对路由对应的寄存器组中各寄存器存储的光功率检测结果进行更新，可以进一步包括：
S50：在获取到第一路由的光功率检测结果的情况下，确定第一路由对应的寄存器组中光功率检测结果最早存入的目标寄存器。
光功率检测结果最早存入的目标寄存器，可以理解为在寄存器组中的各个寄存器均存储有第一路由的光功率检测结果时，存储的光功率检测结果保留时间最长的寄存器即为目标寄存器。
例如，寄存器组由A、B、C、D四个寄存器组成。其中，寄存器A是在第一毫秒存入的光功率检测结果，寄存器B是在第二毫秒存入的光功率检测结果，寄存器C是在第三毫秒存入的光功率检测结果，寄存器D是在第四毫秒存入的光功率检测结果。根据各光功率检测结果在寄存器内的存储时间，确定寄存器A存储的光功率检测结果的时间最长，即寄存器A为目标寄存器。
S51：基于获取到的第一路由的光功率检测结果，对目标寄存器中存储的光功率检测结果进行更新。
对目标寄存器中存储的光功率检测结果进行更新，可以理解为将获取的第一路由的光功率检测结果覆盖目标寄存器中已存储的光功率检测结果，也可以理解为将目标寄存器中已存储的光功率检测结果删除，并存入获取的第一路由的光功率检测结果。
在本公开的技术中，通过每次更新寄存器组中的一个寄存器所存储数据的方式，既能够有效监控路由当前的光功率，也能够保证光功率计算结果的稳定性，不会使得在采集到一个不稳定的第一路由的光信号的光功率检测结果时，对整个寄存器组的计算结果产生影响，避免对第一路由的光功率情况的错误判断。
在一个关于步骤S50和S51的具体应用示例中，寄存器组由A、B、 C、D四个寄存器组成。其中，寄存器A是在第一毫秒存入的光功率检测结果，寄存器B是在第二毫秒存入的光功率检测结果，寄存器C是在第三毫秒存入的光功率检测结果，寄存器D是在第四毫秒存入的光功率检测结果。根据各光功率检测结果在寄存器内的存储时间，确定寄存器A存储的光功率检测结果的时间最长，即寄存器A为目标寄存器。因此，将获取到的第一路由的光功率检测结果更新到寄存器A中。
在一个示例中，S1：FPGA基于获取到的路由的光功率检测结果，对路由对应的寄存器组中各寄存器存储的光功率检测结果进行更新，可以进一步包括：
S60：在获取到第一路由的光功率检测结果的情况下，按照各寄存器存储光功率检测结果的时间顺序，将预定时间节点上的第一个寄存器内的光功率检测结果删除。
例如，寄存器组由A、B、C、D四个寄存器组成。其中，寄存器A是在第一毫秒存入的光功率检测结果，寄存器B是在第二毫秒存入的光功率检测结果，寄存器C是在第三毫秒存入的光功率检测结果，寄存器D是在第四毫秒存入的光功率检测结果。则按照各寄存器存储光功率检测结果由早到晚的顺序，第一个寄存器为寄存器A，第二个寄存器为寄存器B，第三个寄存器为寄存器C，第四个寄存器为寄存器D。因此，需要将寄存器A(即预定时间节点上的第一个寄存器)内已存储的光功率检测结果删除。
S61：将寄存器组中除第一个寄存器之外的其他寄存器内存储的光功率检测结果，依次存入前一个寄存器。
例如，寄存器组由A、B、C、D四个寄存器组成。按照各寄存器存储光功率检测结果由早到晚的顺序，第一个寄存器为寄存器A，第二个寄存器为寄存器B，第三个寄存器为寄存器C，第四个寄存器为寄存器D。删除第一寄存器A中存储的光功率检测结果，将寄存器B中已存储的光功率检测结果存入前一个寄存器(即寄存器A)中，将寄存器C中已存储的光功率检测结果存入前一个寄存器(即寄存器B)中，将寄存器D中已存储的光功率检测结果存入前一个寄存器(即寄存器C)中。
S62：将获取到的第一路由的光功率检测结果存入最后一个寄存器。
最后一个寄存器，可以理解为按照各寄存器存储光功率检测结果由早到晚的顺序，最后一个存入光功率检测结果的寄存器。
例如，寄存器组由A、B、C、D四个寄存器组成。其中，寄存器A是在第一毫秒存入的光功率检测结果，寄存器B是在第二毫秒存入的光功率检测结果，寄存器C是在第三毫秒存入的光功率检测结果，寄存器D是在第四毫秒存入的光功率检测结果。则按照各寄存器存储光功率检测结果由早到晚的顺序，寄存器D作为最后一个寄存器。
在删除了第一寄存器A中存储的光功率检测结果，并将寄存器B中已存储的光功率检测结果存入前一个寄存器(即寄存器A)，寄存器C中已存储的光功率检测结果存入前一个寄存器(即寄存器B)，寄存器D中已存储的光功率检测结果存入前一个寄存器(即寄存器C)之后，寄存器D内则无存储数据，因此可以直接将获取到的第一路由的光功率检测结果存入到最后一个寄存器D中。
在本公开的技术中，通过每次更新寄存器组中的一个寄存器所存储数据的方式，既能够有效监控路由当前的光功率，也能够保证光功率计算结果的稳定性，不会使得在采集到一个不稳定的第一路由的光信号的光功率检测结果时，对整个寄存器组的计算结果产生影响，避免对第一路由的光功率情况的错误判断。
在一个示例中，步骤S2：FPGA根据更新后的各寄存器中存储的光功率检测结果，计算路由的光功率，可以进一步包括：
根据更新后的各寄存器中存储的光功率检测结果，计算平均值，以确定第一路由的光功率。
在公开技术中，通过硬件平均的方式，不仅能够快速的计算出第一路由的光功率，还能够保证计算结果的准确性和可参考价值。
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。
图12示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备1200的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或要求的本公开的实现。
如图12所示，电子设备1200包括计算单元1201，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1202中的计算机程序或者从存储单元120 8 加载到随机访问存储器(RAM)1203中的计算机程序来执行各种适当的动作和处理。在RAM 1203中，还可存储电子设备1200操作所需的各种程序和数据。计算单元1201、ROM 1202以及RAM 1203通过总线1204彼此相连。输入输出(I/O)接口1205也连接至总线1204。
电子设备1200中的多个部件连接至I/O接口1205，包括：输入单元 1206，例如键盘、鼠标等；输出单元1207，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元1208，例如磁盘、光盘等；以及通信单元1209，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元1209允许电子设备1200 通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
计算单元1201可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元1201的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元1201执行上文所描述的各个方法和处理，例如信号处理方法。例如，在一些实施例中，信号处理方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元1208。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 1202和/或通信单元1209而被载入和/或安装到电子设备1200上。当计算机程序加载到RAM 1203并由计算单元1201执行时，可以执行上文描述的信号处理方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元 1201可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行信号处理方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/ 或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入、或者触觉输入来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。
计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (14)

1.一种信号处理方法，所述方法由业务板卡执行，包括：
根据路由的切换情况，确定当前传输信号的目标路由；
基于路由切换前确定的预存参数中的预存信号频偏值以及预存时钟频偏值，其中，所述预存时钟频偏值是通过如下操作得到的：基于路由的长度，确定发送端发出的信号经过路由到达业务板卡的传输时间，采集发送端发出信号的信号时钟频率，以及根据所述传输时间，采集经过所述传输时间后路由切换前业务板卡的内部时钟采样频率，基于所述信号时钟频率和所述内部时钟采样频率，确定当前时刻的时钟频偏值，对路由切换前的预设时间段内确定的各时钟频偏值进行平均值计算，得到所述预存时钟频偏值；
根据所述预存时钟频偏值，对当前的内部时钟采样频率进行恢复；
根据所述预存信号频偏值，对从所述目标路由接收的信号进行粗估频偏补偿，基于所述粗估频偏补偿后的信号，进行细估频偏补偿。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：
基于路由切换前确定的预存参数，对从所述目标路由接收的信号进行色散补偿、帧同步、偏振解复用以及相位补偿中的至少一种信号恢复处理。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预存参数包括预存色散补偿量；
所述基于路由切换前确定的预存参数，对从所述目标路由接收的信号进行色散补偿，包括：
确定所述目标路由对应的预存色散补偿量，所述预存色散补偿量根据路由切换前所述目标路由在预设时间段内的各历史色散补偿量确定；
根据所述预存色散补偿量，对从所述目标路由接收的信号进行色散补偿。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预存信号频偏值根据路由切换前一时刻内部的接收激光器中心波长和发送端的发射激光器中心波长之间的频偏差确定。
5.一种信号处理装置，业务板卡包括所述信号处理装置，所述信号处理装置包括：
确定模块，用于根据路由的切换情况，确定当前传输信号的目标路由；
信号恢复模块，用于基于路由切换前确定的预存参数中的预存信号频偏值以及预存时钟频偏值，其中，所述预存时钟频偏值是通过如下操作得到的：基于路由的长度，确定发送端发出的信号经过路由到达业务板卡的传输时间，采集发送端发出信号的信号时钟频率，以及根据所述传输时间，采集经过所述传输时间后路由切换前业务板卡的内部时钟采样频率，基于所述信号时钟频率和所述内部时钟采样频率，确定当前时刻的时钟频偏值，对路由切换前的预设时间段内确定的各时钟频偏值进行平均值计算，得到所述预存时钟频偏值；根据所述预存时钟频偏值，对当前的内部时钟采样频率进行恢复；根据所述预存信号频偏值，对从所述目标路由接收的信号进行粗估频偏补偿，基于所述粗估频偏补偿后的信号，进行细估频偏补偿。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述信号恢复模块还用于基于路由切换前确定的预存参数，对从所述目标路由接收的信号进行色散补偿、帧同步、偏振解复用以及相位补偿中的至少一种信号恢复处理。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述预存参数包括预存色散补偿量，所述信号恢复模块包括：
第一确定子模块，用于确定所述目标路由对应的预存色散补偿量，所述预存色散补偿量根据路由切换前所述目标路由在预设时间段内的各历史色散补偿量确定；
色散补偿子模块，用于根据所述预存色散补偿量，对从所述目标路由接收的信号进行色散补偿。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述预存信号频偏值根据路由切换前一时刻内部的接收激光器中心波长和发送端的发射激光器中心波长之间的频偏差确定。
9.一种信号处理系统，包括：
至少两个路由，用于传输信号；
光保护板卡，包括高速光开关、处理器和第一光功率检测器；所述高速光开关的输入端分别与所述路由连接，所述第一光功率检测器与所述路由连接，所述处理器与所述高速光开关以及所述第一光功率检测器连接，所述处理器用于根据所述第一光功率检测器检测的所述路由的光功率，控制所述高速光开关与所述路由的连接状态；
业务板卡，包括如权利要求5至8任一项所述的信号处理装置，所述信号处理装置与所述高速光开关的输出端连接。
10.根据权利要求9所述的信号处理系统，其中，所述高速光开关的输出端连接有第二光功率检测器，所述第二光功率检测器与所述处理器连接，所述处理器根据所述第一光功率检测器和所述第二光功率检测器的检测结果，确定所述高速光开与所述路由的连接状态。
11.根据权利要求9所述的信号处理系统，其中，所述高速光开关为磁光开关、电光开关或半导体光放大器SOA光开关。
12.根据权利要求9所述的信号处理系统，其中，所述处理器为微控制单元MCU或现场可编程逻辑门阵列FPGA。
13.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至4中任一项所述的方法。
14.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至4中任一项所述的方法。
CN202110350734.2A 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统 Active CN113098592B (zh)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211308816.1A CN115694621A (zh) 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统
CN202211308828.4A CN116318378A (zh) 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统
CN202110350734.2A CN113098592B (zh) 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统
CN202211308523.3A CN115694620A (zh) 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统
CN202211313422.5A CN116346215A (zh) 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110350734.2A CN113098592B (zh) 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统

Related Child Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211308523.3A Division CN115694620A (zh) 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统
CN202211313422.5A Division CN116346215A (zh) 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统
CN202211308828.4A Division CN116318378A (zh) 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统
CN202211308816.1A Division CN115694621A (zh) 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113098592A CN113098592A (zh) 2021-07-09
CN113098592B true CN113098592B (zh) 2022-11-18

Family

ID=76673181

Family Applications (5)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211308816.1A Pending CN115694621A (zh) 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统
CN202211313422.5A Pending CN116346215A (zh) 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统
CN202211308828.4A Pending CN116318378A (zh) 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统
CN202110350734.2A Active CN113098592B (zh) 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统
CN202211308523.3A Pending CN115694620A (zh) 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统

Family Applications Before (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211308816.1A Pending CN115694621A (zh) 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统
CN202211313422.5A Pending CN116346215A (zh) 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统
CN202211308828.4A Pending CN116318378A (zh) 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211308523.3A Pending CN115694620A (zh) 2021-03-31 2021-03-31 信号处理方法及信号处理系统

Country Status (1)

Country Link
CN (5) CN115694621A (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115720123A (zh) * 2021-08-24 2023-02-28 中兴通讯股份有限公司 路由切换方法、节点、路由设备、存储介质
CN113949455B (zh) * 2021-09-16 2023-02-14 武汉光迅科技股份有限公司 光通信设备及光通信系统
CN115642953B (zh) * 2022-12-05 2023-04-07 北京百度网讯科技有限公司 光传输系统中的信号处理方法、装置、芯片、系统和介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102546484A (zh) * 2010-12-17 2012-07-04 上海明波通信技术有限公司 基于信标帧的信道训练方法和接收机装置
WO2016019851A1 (zh) * 2014-08-06 2016-02-11 华为技术有限公司 一种倒换实现方法、站点及系统
CN107135179A (zh) * 2017-04-10 2017-09-05 京信通信系统（广州）有限公司 一种设备频率校准方法及设备
CN108886464A (zh) * 2016-08-31 2018-11-23 华为技术有限公司 一种时钟恢复装置以及时钟恢复的方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3957136B2 (ja) * 2001-10-16 2007-08-15 富士通株式会社 波長分散量の測定方法及び光伝送システム
JP2007096499A (ja) * 2005-09-27 2007-04-12 Fujitsu Ltd 光受信装置及び光受信装置における分散補償方法
CN104022981B (zh) * 2014-06-27 2018-02-16 重庆邮电大学 一种正交幅度调制信号的盲载波频偏估计方法
CN105827319B (zh) * 2015-01-06 2019-08-20 中兴通讯股份有限公司 数据处理方法及装置
TW201715860A (zh) * 2015-10-27 2017-05-01 智邦科技股份有限公司 網路設備、時間同步方法及其網路系統
CN105721375B (zh) * 2016-03-28 2019-06-04 电子科技大学 一种低信噪比短前导突发信号的解调系统及方法
CN106411494B (zh) * 2016-08-31 2019-08-09 重庆大学 频偏补偿方法及系统
CN107342960B (zh) * 2016-11-29 2019-12-31 重庆邮电大学 一种适合幅度相移键控的非数据辅助频偏估计方法
CN106992835B (zh) * 2017-04-28 2019-04-02 中山大学 模分复用光纤通信系统的构建方法及构建的光纤通信系统
CN110417503B (zh) * 2019-07-31 2021-03-05 锐捷网络股份有限公司 一种用于测试时钟网络延时的方法及数字通信设备
CN110831147B (zh) * 2019-11-08 2020-12-01 北京邮电大学 一种适用于毫米波星间链路的载波频率同步方法
CN111064515A (zh) * 2019-12-16 2020-04-24 佛山科学技术学院 光纤传输系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102546484A (zh) * 2010-12-17 2012-07-04 上海明波通信技术有限公司 基于信标帧的信道训练方法和接收机装置
WO2016019851A1 (zh) * 2014-08-06 2016-02-11 华为技术有限公司 一种倒换实现方法、站点及系统
CN108886464A (zh) * 2016-08-31 2018-11-23 华为技术有限公司 一种时钟恢复装置以及时钟恢复的方法
CN107135179A (zh) * 2017-04-10 2017-09-05 京信通信系统（广州）有限公司 一种设备频率校准方法及设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN116346215A (zh) 2023-06-27
CN115694620A (zh) 2023-02-03
CN113098592A (zh) 2021-07-09
CN116318378A (zh) 2023-06-23
CN115694621A (zh) 2023-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113098592B (zh) 信号处理方法及信号处理系统
CN107517080B (zh) 一种光功率检测方法、装置、设备及光模块
US10050702B1 (en) Real-time Raman gain monitoring
CN113169797B (zh) 用于相互控制光交换机中放大和切换状态的方法和装置
CN102368691B (zh) 以太网无源光网络系统中光链路保护倒换的实现方法
RU2642482C1 (ru) Способ настройки автоматической адаптивной компенсации дисперсии
US10547920B2 (en) Method and apparatus for establishing transmission path for exchanging optical signal
Luís et al. Impact of spatial channel skew on the performance of spatial-division multiplexed self-homodyne transmission systems
US20140119395A1 (en) Laser Driver Modulation and Bias Control Scheme
KR101909547B1 (ko) 광 전송 시스템 및 전송 방법, 광 스위칭 장치 그리고 제어 방법
JP6019750B2 (ja) Ｖｃｓｅｌベースの光通信リンクを制御する方法及び装置
CN101989879B (zh) 突发模式下电色散补偿方法、装置和系统
CN111211844A (zh) 一种量子密钥接收芯片及装置
CN113098597A (zh) 光保护装置以及光功率检测的方法
US8538271B2 (en) Combined burst mode level and clock recovery
CN105629518B (zh) 偏振稳定控制装置及方法
Suzuki et al. Device response time reduction for large-scale and fast optical switching systems
CN115955275A (zh) 一种光信号传输损伤的轻量化数字域补偿系统及补偿方法
CN109495182A (zh) 一种相干光模块的收端定标方法和装置
JP6684066B2 (ja) 局側光終端装置及び等化処理共通化方法
CN102291183A (zh) 突发光信号接收方法及装置
CN201282467Y (zh) 单纤三向模块
Jorge et al. Transmission of PAM4 signals in ICXT-impaired intra-datacenter connections with PAM2 signal interference
US20210184775A1 (en) A method and system for determining a model representation for an optical transmitter
CN105409143A (zh) 发射机和用于发射光信号的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant