CN118318405A - 信号质量监测方法 - Google Patents

Abstract

信号质量监测方法和系统。一种信号质量监测方法包括在光链路的终端点处接收包括一个或多个光信号的传入传输。该方法还包括对传入传输的一部分进行滤波以从一个或多个光信号中选择光信号。该方法还包括按时间对光信号进行分段，以获得多个光信号时间段，以及使用多个光时间信号段生成信号分析图。

Description

信号质量监测方法

技术领域

本文描述的实施例涉及信号质量监测方法和系统，具体地是用于监测光信号和生成信号分析图的信号质量监测方法和系统。

背景技术

在当前的硬件单元中，诸如电信网络中常用类型的分组交换设备和天线阵列系统，光传输是实现高带宽数据传输的常用方式。为了确保光传输和接收系统的正确运行，能够分析所发送和接收的信号的质量非常有用。这样，相对于没有信号质量分析能力的系统，可以快速发现信号传输/接收的潜在问题，并且可以减少由于故障标识和解决而导致的低容量操作或不活动的时期。自动诊断功能、根本原因分析功能和预防性维护支持都有助于减少系统运行能力降低或为零的时期。

在执行信号质量分析时，可以使用信号分析图来快速比较不同信号，并支持快速标识信号问题。各种类型的信号分析图可能适用于不同的系统，包括由光学或电频谱分析仪生成的信号分析图、用于检查光纤完整性的光时域反射计图等。在收发器和传输质量分析中特别有用的是眼图(也称为眼图案)。眼图是通过对数字信号重复采样而生成的，眼图的y轴上绘制二进制输出，x轴上绘制数据速率。产生的图显示了与不同位模式对应的不同模拟波形的叠加。从眼图中可以得出各种形式的信号损伤信息，包括有关发射器失真效应；带宽限制；时间抖动；光纤色散；噪音等信息。

通常，当需要获得信号质量测量时，工程师将被派往相关光传输/接收系统的位置，并通过将专用监测设备连接到光系统来进行测量。用于获取信号质量测量的这种过程可能是时间和劳动力密集型的。光学系统的最新发展试图通过在光学系统内提供额外的功能来减少与信号分析图生成相关的时间和劳动力成本。现场可编程门阵列(FPGA)和/或集成电路(IC)可以在其串行器/解串器(SERDES)中包括生成信号分析图(诸如，眼图)的能力，其方式是在从主信号中提取的辅助电通路上，以子位分辨率调整采样相位和判定阈值。在赛灵思公司的Fu,H所著的“利用7系列FPGA收发器实现高速串行I/O连接”中讨论了具有生成眼图功能的FPGA的示例(可从https://www.xilinx.com/support/documentation/white_papers/wp431-Trans-Serial-Connectivity.pdf获得，WP431 V1.0，2021年11月17日)。

通常，光学系统FPGA连接到具有内部放大器的光学可插拔模块(例如，小型可插拔收发器SFP)。这些内部放大器通常用于改变接收到的模拟信号的性质，例如，将模拟信号转换为数字信号。如果接收到的光信号在到达FPGA之前通过光可插拔模块，则FPGA生成的任何信号分析图可都能无法准确表示原始接收到的光信号的属性。因此，所生成的任何信号分析图对于分析光信号到达的光传输线路的质量可能作用有限。

发明内容

本公开的目的在于提供支持光学系统FPGA、IC等的能力以生成光信号分析图的方法和系统。具体地，本公开的目的在于提供允许生成光信号分析图的同时避免内部放大器和类似组件的失真影响的方法和系统。

本公开的实施例提供了一种用于光信号的信号质量监测方法。该方法包括在光链路的终端点处接收包括一个或多个光信号的传入传输。该方法还包括对传入传输的一部分进行滤波以从一个或多个光信号中选择光信号。该方法还包括按时间对光信号进行分段，以获得多个光信号时间段。该方法还包括使用多个光时间信号段生成信号分析图。

在一些实施例中，生成信号分析图的步骤还可以包括获取多个光信号时间段的多个实例，该多个光信号时间段的多个实例是从传入传输中按时间分隔的光信号的不同实例获得的。生成步骤还可以包括处理给定光信号时间段的多个实例以生成经处理的光信号段，以及将经处理的光信号段与其他经处理的光信号段组合以生成信号分析图。经处理的光信号段可以通过组合相应的光信号时间段的多个实例并得出平均光信号时间段作为经处理的光信号段而被生成。

在一些实施例中，按时间对光信号进行分段以及信号分析图的生成可以在FPGA处被执行。FPGA可以经由专用监测端口接收传入传输的部分，并且传入传输的部分可以是监测部分。

在一些实施例中，传入传输的另一部分可以由FPGA经由一个或多个信号端口接收。该另一部分可以用于提供参考时钟信号以用于生成信号分析图。

本公开的另一实施例提供了一种用于光信号的信号质量监测系统。该信号质量监测系统包括处理电路、一个或多个接口以及存储器，该存储器包含由处理电路可执行的指令。该信号质量监测系统可操作以在光链路的终端点处接收包括一个或多个光信号的传入传输。该信号质量监测系统还可操作以对传入传输的一部分进行滤波以从一个或多个光信号中选择光信号。该信号质量监测系统还可操作以按时间对光信号进行分段，以获得多个光信号时间段。该信号质量监测系统还可操作以使用多个光时间信号段生成信号分析图。

附图说明

仅通过示例的方式，参考以下附图来描述本公开，其中：

图1是示出根据实施例的信号质量监测方法的流程图；

图2A和图2B是根据实施例的信号质量监测系统的示意图；

图3是根据实施例的示出可以如何对光信号或电信号进行分段的示例的示图；

图4是示出其中可以实现根据实施例的信号质量监测系统的通信网络的一部分的概览的示意图；

图5是根据实施例的示例信号质量监测系统实现的示意图；

图6是根据实施例的FPGA的示意图；

图7是根据实施例的示出如何生成眼图的流程图；

图8是示出图7的眼图生成过程的图；以及

图9A和图9B是根据实施例的示例模拟信号分析图。

具体实施方式

为了便于解释，在下面的描述中阐述了细节，以便提供对所公开的实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者利用等效布置来实现实施例。

为了支持光学系统生成光信号分析图(使用FPGA、IC等)的能力，同时避免内部放大器和类似组件的失真影响，需要支持将接收到的光信号传输到能够测量信号属性的组件，而无需接收到的光信号先前通过可能使信号失真的组件(如上文所讨论的，诸如，SFP的内部放大器)。因此，在一些实施例中，接收到的光信号的一部分(在一些实施例中，可以是接收到的光信号的全部)可以沿着光路被发送到测量组件，该光路避免了可能使信号属性失真的组件。此外，可以对光信号的部分进行处理以减少噪声的影响并支持高质量信号分析图的生成。

图1是示出根据实施例的信号质量监测方法的流程图。图2A和图2B是示出根据实施例的信号质量监测系统20A和20B(统称为20)的示意图。信号质量监测系统20A、20B是可以执行图2的方法的信号质量监测系统的示例。

在图1方法的步骤S101中，包括一个或多个光信号的传入传输在光链路的终端点(例如，在光纤电缆的末端)被接收。在一些实施例中，在传入传输中接收可以是波分复用(WDM)光信号的多个光信号；在其他实施例中，可以接收利用一个波长或波长范围的单个光信号。传入传输的接收可以例如由信号质量监测系统20A来执行，其中处理器21运行存储在存储器22上的程序并利用接口23(其可以包括光信号终端点)来接收光信号，或者可以由信号质量监测系统20B的接收器24执行。

如图1的步骤S102中所示，在光链路的终端点处接收到传入传输之后，传入传输的一部分被滤波以从一个或多个光信号中选择光信号。在接收到作为WDM光信号的多个光信号的情况下，可以基于波长来滤波。在多个光信号在其他方面存在差异的情况下，可以使用替代的滤波；作为其示例，在多个光信号的相位彼此不同的情况下，可以基于相位来进行滤波。在仅接收到单个光信号的情况下，滤波可以简单地选择该光信号。对传入传输的一部分进行滤波可以例如由信号质量监测系统20A来执行，其中处理器21运行存储在存储器22上的程序并利用接口23(其可以包括光学滤波器)来对传入传输的一部分进行滤波，或者可以由信号质量监测系统20B的滤波器25来执行。

在一些实施例中，经滤波以选择光信号的传入传输的部分可以是传入传输的整体(即，该部分可以包括传入传输的100％的功率)。然而，通常传入传输的部分小于传入传输的100％，使得存在未经滤波以选择光信号的传入传输的另一部分。传入传输中经滤波以选择光信号的部分可以被称为监测部分。监测部分可以使用例如光分路器从传入传输中分离出来。在一些实施例中，监测部分包括传入传输的可用功率的一小部分；举例来说，监测部分可以包括传入传输的可用功率的5％。在存在传入传输的另一部分的情况下，该另一部分可以包括传入传输的总功率的较大百分比；继续上面提到的示例，其中监测部分包括传入传输的可用功率的5％，另一部分可以包括可用功率的剩余95％。

在一些实施例中，传入传输的经滤波以选择光信号的部分可以由要执行光信号的分段的组件接收；例如，该组件可以是FPGA或IC。传入传输的部分可以在滤波以选择光信号之后被接收，在这种情况下，该组件可以仅接收所选择的光信号。或者，传入传输的部分可以在滤波之前被接收，在这种情况下，该组件可以包括用于执行滤波的滤波器。在传入传输的部分是监测部分的情况下，该监测部分可以由专用监测端口处的组件接收；如果传入传输的另一部分也将由该组件接收，则该另一部分可以经由与监测端口分离的一个或多个信号端口被接收。

在监测部分已由组件接收的情况下(并且，如果在由组件接收之前尚未完成，则已被滤波)，监测部分可以使用光电收发器被转换。光电收发器接收监测部分(光信号)并将监测部分转换为电信号。然后可以使用线性放大器放大电信号；在监测部分包括传入传输的可用功率的小百分比(例如，5％)并且因此从监测部分获得的光信号的功率低的情况下，电信号的放大可以特别有用。备选地，从光电收发器获得的电信号可以不被放大。

然后，如图1的步骤S103所示，光信号按时间被分段，以获得多个光时间信号片段。在监测部分已经被转换为如上所述的电信号的情况下(并且可选地，电信号已经被线性放大)，分段可以在光信号的电版本上执行。图3示出了可以如何对光信号(或其电信号)进行分段的示例。在图3中示出了示例信号分析图，特别是眼图。尽管目前在信号质量监测方法中无法获得信号分析图，但这是说明光信号分段的有用方法。图3的y轴指示信号代表二进制1还是0，而x轴绘制时间。在眼图将光信号表示为整体的情况下，如图3所示，信号可以被分段成多个光信号段。在图3所示的示例中，分段的数目为4；在其他示例中，可以使用更多或更少的分段数目。图3中的4个分段被标记为A、B、C和D。可以通过组合这4个分段可以获得作为整体的光信号。下面可以找到根据一些实施例的示例分段过程的更详细讨论。光时间信号段也可以被称为位模式。光信号的分段可以例如由信号质量监测系统20A执行，其中处理器21运行存储在存储器22上的程序以对光信号进行分段，或者可以由信号质量监测系统20B的分段器26执行。在一些实施例中，分段器26或处理器21和存储器22可以形成例如FPGA或IC的一部分。

当已经执行了光信号的分段时，该方法还包括利用多个光时间信号段来生成信号分析图(例如，眼图)，如图1的步骤S104所示。在一些实施例中，可以通过重新组合从光信号的单个实例获得的分段(位模式)来生成信号分析图；返回到图3所示的示例，通过重新组合分段A、B、C和D。然而，在使用来自光信号的单个实例的分段生成信号分析图的情况下，相对于使用光信号段的多个实例的实现，通过分段过程获得的好处可能会减少。

在其他实施例中，分段过程可以用于帮助减轻噪声对生成的信号分析图的影响。为了帮助减轻噪声的影响，根据一些实施例的生成信号分析图的过程包括获得多个光信号时间段(位模式)的多个实例。多个光信号时间段的多个实例可以从传入传输中按时间分隔的光信号的不同实例获得；参考图3，所获得的分段可以包括分段A的多个实例(每个分段实例来自不同的光信号)、分段B的多个实例等等。以传入传输中按时间分隔的光信号的5个实例用于获得分段实例为例，所获得的分段A的实例可以是光信号时间段A₁、A₂、A₃、A₄和A₅(其中下标表示从中获得分段的光信号的实例)。还可以获得等效分段实例B_1-5、C_1-5和D_1-5。在该示例中，假设获得了来自5个光信号实例的所有分段实例，然而，情况并非一定如此，并且可以省略一些分段实例(作为示例，分段实例C₂可能未被获得)。例如，省略分段实例的原因可以包括有噪声的光信号实例。

在已经从传入传输中按时间分隔的光信号的不同实例获得多个光信号时间段的多个实例的情况下，如上所述，然后给定光信号时间段的多个实例可以被处理以生成经处理的光信号段。该处理可以包括例如组合给定光信号时间段的多个实例并且得出平均光信号时间段作为经处理的光信号段。以这种方式，相对于对任一实例的噪声影响，可以减轻噪声的影响。平均值可以是多个实例的平均值(平均信号段)，或者多个实例的中值(中值信号段)。在一些实施例中，给定光信号段的被标识为异常值的实例可以在组合光信号段的实例以得出经处理的光信号段之前从经处理的光信号段生成过程中排除。在已经获得了多个光信号时间段的大量实例的情况下，例如在已经获得了多个光信号时间段的1000个实例的情况下，异常值的排除可能是特别有用的。可以使用任何合适的过程来标识异常值，例如，可以获得每个光时间信号段的标准偏差和平均值，然后在处理给定光信号时间段的多个实例以生成经处理的光信号段时，可以排除与该分段的平均值相差两个标准偏差以上的任何实例。

获得多个光信号时间段的多个实例并将其组合以生成信号分析图可能特别有效，其中，例如，监测部分包括传入传输的可用功率的小百分比并且监测部分使用线性放大器进行处理。对监测部分的线性放大可以将监测部分的功率增加到有用水平，但是监测部分上的任何噪声可能同等地增加，这可能影响使用所述监测部分生成的信号分析图的质量。通过根据上面讨论的一些实施例处理多个光信号时间段的多个实例，可以基本上减轻噪声放大的影响，因此可以使用传入传输的仅包括可用传入传输功率的一小部分的一部分(监测部分)来获得高质量的信号分析图。

在存在传入信号的另一部分(除了监测部分之外)的一些实施例中，该另一部分本身可以用于生成信号分析图。具体地，另一部分可以用于提供参考时钟信号以用于生成信号分析图。在已经从另一部分获得参考时钟信号的情况下，监测部分可以与该另一部分(参考时钟)相位对齐，以增加随后生成的信号分析图的准确性。

当已经生成信号分析图时，然后可以输出该图。在一些实施例中，该图可以被输出到存储单元以供后续检索(如果需要)。备选地，信号分析图可以被输出到另一装置用于分析，例如，其中信号质量监测系统形成通信网络的一部分，诸如，第三代合作伙伴计划(3GPP)第三代(3G)、第四代(4G)或第五代(5G)网络，信号分析图可以被输出到核心网络节点用于分析；如本领域技术人员将理解的，所述分析可以由任何合适的系统执行，诸如机器学习代理。

图4是示出其中可以实现根据实施例的信号质量监测系统的通信网络(诸如，3GPP3G、4G或5G网络)的一部分的概述的示意图。

图4示出了集中式无线电接入网(C-RAN)，其中主站点处的基带单元41使用WDM前传网络连接到多个远程站点无线电单元(RU)42。主站点处的转发器43使用不同波长范围生成多个信号，这些信号由复用器/解复用器(MUX/DMUX)聚合，然后在密集波分复用(DWDM)光连接45上发送到远程站点。在远程站点处，另一MUX/DMUX 46对DWDM信号解聚合并且分量信号通过或不通过中间转发器单元47被发送到不同的无线电单元42。根据实施例的系统可以在主站点和(多个)远程站点中的一者或两者处使用以支持对光连接45的监测，而无需使用附加的外部设备。同样，来自远程站点处的第三方RU的信号可以在主站点处被监测，在不存在中间转发器来充当WDM分段的分界点的情况下，这可能具有特殊价值。

图5是更详细地示出可以如何实现根据实施例的示例信号质量监测系统的示意图。在图5所示的示例中，信号质量监测系统被纳入主站点架构中；主站点可以如图4所示。从图5中可以看出，在其中示出的示例信号质量监测系统中，分路器51用于提取传入传输的可用功率的5％作为监测部分。传入传输的剩余95％的可用功率是另一部分；该部分沿着数据路径继续至MUX/DMUX单元44。监测部分继续到可调谐滤波器52；在图5所示的示例中，该可调谐滤波器位于监测路径中，在专用监测端口处的FPGA接收监测部分之前。可调谐滤波器用于从多个光信号中选择一个光信号用于分析；图5所示的系统采用波分复用，因此滤波器执行波长滤波来选择光信号。然后，所选择的光信号由线性SFP 53(在该示例中，其形成转发器43的一部分)接收。线性SFP将输入光信号转换为电信号，但由于线性SFP没有内部限制放大器，因此它可以保留输入信号的模拟性质。为了实现这一点，线性SFP使用具有足够大的带宽以与线路信号相同的比特率操作的光检测电路。线性SFP也没有A/D转换器。从线性SFP输出的输入光信号的电版本(如上所述，仍为模拟信号)然后被传递到FPGA 54。下面将参考图6更详细地解释FPGA的操作细节。传入传输的另一部分由数据路径上的MUX/DMUX单元解复用，然后经解复用的信号各自被传递到多个DWDM SFP 55之一(在该示例中，它们也形成转发器的一部分)。DWDM SFP执行信号的光电转换和信号放大，然后电信号也传递到FPGA(如图6中更详细地所示)。

图6是FPGA的详细示意图。如图6所示，来自与所选择的光信号对应的另一部分的信号被SERDES 61选择(从SERDES从DWDM SFP接收的电信号中)，并且被发送到信号监测模块62。来自另一部分的该信号将被用作生成信号分析图的参考时钟信号，并且还经由锁相环(PLL)64被发送到另一SERDES 63。另一SERDES还接收从线性SFP输出的输入光信号的电信号版本。另一SERDES可能无法从输入光信号的电版本中恢复可靠的时钟；因此，接收另一部分的SERDES在时钟和数据恢复(CDR)模式下工作，而接收输入光信号的电版本的SERDES设置为在“锁定到参考”模式下工作，并锁定到经由PLL提供的参考时钟信号。然后，已锁定到参考时钟的输入光信号的电版本被发送到信号监测模块。因此，信号监测模块接收到的信号是时间对齐的，但不一定是相位对齐的。

然后，信号监测模块用于对输入光信号的电版本和参考时钟信号进行相位对齐。信号监测模块对所有可能的延迟进行扫描，以便找到最小延迟。为此，两个信号(输入光信号的电版本和参考时钟信号)之一被移位并与两个信号中的另一个信号相比较，每次移位都会计算出两个信号之间的差值(例如，两个信号之间的逐位差值)。当找到差值的最小值时，这可以指示两个信号相位对齐。

一旦执行了相位对齐，信号监测模块就可以完成信号分析图。在此示例中，信号分析图是眼图。图7是解释可以如何根据一些实施例生成眼图的流程图。图7示出了在眼图中确定要检查的与针对每一个光信号时间段的每个相位(i)相对应的垂直位置(Vm,i)的步骤(m范围为1到2^M)。图8中示出了有助于说明图7的流程的图。

如步骤S701所示，探索所有可能的相位i(即，量化格式的位时间间隔内的所有可能的水平位置，基本上沿x轴步进)。图8示出了指示Phase_i(相位)的标记。如步骤S702所示，对于每个相位，建立一组量化电压阈值Thr。然后，确定光信号时间段(位模式)的存在(参见步骤S703)，并且对于每个固定电压阈值(Thr_j)，通过等待待接收的光信号的N个实例并选择相关时间段来获得所分析的光信号时间段(位模式)的N个实例(参见步骤S704)，即位模式的N个实例被获得。对于所分析的光信号时间段的每个实例，确定电压值是否低于阈值(Thr_j)，并且应将0分配给光时间信号段的实例，如果高于阈值，则分配1；光时间信号段的每个实例的值(0或1)被求和并存储在存储器中。对于给定相位i，获得所有阈值(j)的值(即，对不同阈值j重复步骤S702至S704，直到达到最后一个阈值，如步骤S705所示)。然后，将各阈值对应的N值相加，除以N，以获得平均值；然后将给定相位i的每个阈值的平均值相加；获得的值是眼图的Vm,i值，即Phase_i的y值，并且与光时间信号段m相关(如步骤S706所示)。获得的值在图8中用星号表示。然后针对下一相位(i+1)重复该过程，直到所有相位都处理完毕并获得所有相位的光时间信号段m的值，即，获得平均位模式。然后针对下一光时间信号段重复该过程，直到所有光时间信号段(位模式)都已被处理并生成眼图。所产生的眼图包括所有(平均)光时间信号段。

可以通过增加光时间信号段的数目(m)；和/或增加获得的光时间信号片段的实例数目(N)；和/或增加y轴的量化程度(即，y轴分为多少个相位值i)来提高生成的眼图的精度。同样，可以通过减少m、N和i中的一个或多个来减少生成眼图所需的处理资源。因此，m、N和i的值可以根据所述实施例的具体信号质量监测要求而进行定制。

图9A和图9B是示例模拟信号分析图，其示出改变用于生成信号分析图(在图9A和图9B示例中为眼图)的光信号时间段实例的数目可以如何改变生成的图的准确性。图9A示出了模拟的良好睁开的眼图，指示高信号质量和低误码率；该图是使用单模光纤(SMF)上的模拟25Gb/s短距离传输(5千米)生成的。图9B示出了模拟的部分闭合的眼图，指示与图9A相比，信号质量较低，误码率较高。图9B是使用15千米SMF上的模拟传输生成的；如图9B中的各种符号间干扰(ISI)交叉线所示，25Gb/s的色散会显著关闭眼图。

图9A和图9B都分为三个部分，标记为A、B和C。图9A和图9B各自的A部分示出了参考眼图；这是在理想情况下(假设没有噪声等)可能获得的眼图。图9A和图9B各自的B部分示出了使用根据实施例的方法(诸如，图7的方法)获得的眼图，其中用于生成眼图的光信号时间段的实例的数目是1(即，N＝1)。图9A和图9B的C部分示出了使用与B部分相同的方法获得的眼图，不同之处在于，其中用于生成眼图的光信号时间段的实例数目为1024(即，N＝1024)。在图9A和图9B的示例中，部分B和C是使用3位(M＝3)，16个相位(16个i值)和256个等级的阈值(256个j值)的模式生成的。两幅图的C部分中所示的眼图相对于两幅图的B部分中所示的眼图的准确度的改进是明显的。

通过将光信号分段成多个光信号时间段，然后使用多个光信号时间段生成信号分析图，可以减轻噪声对所生成的图的影响。在获得每个光信号时间段的多个实例的情况下，噪声的减轻可能特别有效，因为这允许取平均值和/或排除离群的分段实例，两者都如上所述。因此，可以根据期望的精度水平，从传入传输的一部分获得信号分析图，其中该部分可能包括传入传输的总功率的一小部分(从而不干扰传入传输的功率的其余部分的使用)。

总体而言，各种示例性实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或其任何组合来实现。例如，一些方面可以以硬件来实现，而其他方面可以以固件或软件来实现，这些固件或软件可以由控制器、微处理器或其他计算设备执行，但是本公开不限于此。尽管本公开的示例性实施例的各个方面可以被示出和描述为框图、流程图或使用一些其他图示表示，但是很好理解的是，本文描述的这些框、装置、系统、技术或方法可以用，作为非限制性示例，硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其他计算设备、或其某种组合来实现。

因此，应当理解，本公开的示例性实施例的至少一些方面可以在诸如集成电路芯片和模块等各种组件中实践。因此，应当理解，本公开的示例性实施例可以在并入集成电路的装置中实现，其中集成电路可以包括用于实现以下至少一项的电路(以及可能的固件)：数据处理器、数字信号处理器、基带电路和射频电路，其可配置以便根据本公开的示例性实施例进行操作。

本公开中对“一个实施例”、“实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是不一定每个实施例都包括特定的实施例特征、结构或特征。此外，这些短语不一定指同一个实施例。此外，当结合一个实施例描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，都认为在其他实施例中实现这样的特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识范围内。

应当理解，尽管本文可以使用“第一”、“第二”等术语来描述各种元素，但是这些元素不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元素与另一元素。例如，第一元素可以被称为第二元素，并且类似地，第二元素可以被称为第一元素，而不脱离本公开的范围。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的术语的任何和所有组合。

本文中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文清楚地另有说明。还应当理解，本文中使用的术语“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涵盖”和/或“组成”指定所述的特征、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、元素、组件和/或其组合的存在或添加。本文使用的术语“连接”、“多个连接”、“相连”、和/或“被连接”覆盖两个元素之间的直接和/或间接连接。

本公开包括本文明确公开的任何新颖特征或特征的组合或其任何概括。根据上述描述，在结合附图阅读时，对本公开的上述示例性实施例的各种修改和调整对于相关领域的技术人员而言将变得显而易见。然而，任何和所有修改仍将落入本公开的非限制性和示例性实施例的范围内。为避免疑义，本公开的范围由权利要求限定。

Claims (30)

1.一种用于光信号的信号质量监测方法，所述方法包括：

在光链路的终端点接收包括一个或多个光信号的传入传输；

对所述传入传输的一部分进行滤波以从所述一个或多个光信号中选择光信号；

按时间对所述光信号进行分段，以获得多个光信号时间段；

使用所述多个光时间信号段生成信号分析图。

2.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述信号分析图的所述步骤包括：

获得所述多个光信号时间段的多个实例，所述多个光信号时间段的所述多个实例是从所述传入传输中按时间分隔的所述光信号的不同实例获得的；

处理给定光信号时间段的多个实例以生成经处理的光信号段；以及

将经处理的所述光信号段与其他经处理的光信号段组合以生成所述信号分析图。

3.根据权利要求2所述的方法，其中经处理的所述光信号段是通过组合相应的所述光信号时间段的多个实例并得出平均光信号时间段作为经处理的所述光信号段而被生成的。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述平均光信号段是通过计算以下项而得出的：

从相应的单独光信号时间段的多个实例得出的平均信号段；或者

从所述相应的单独光信号时间段的所述多个实例得出的中值信号段。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中在利用所述给定光信号时间段的所述多个实例以生成经处理的所述光信号段之前，所述给定光信号段的被标识为异常值的实例从经处理的所述光信号段生成过程中被排除。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述按时间对所述光信号进行分段以及所述信号分析图的生成是在现场可编程门阵列FPGA处执行的。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述FPGA经由专用监测端口接收所述传入传输的所述部分，并且其中所述传入传输的所述部分是监测部分。

8.根据权利要求7所述的方法，其中在所述终端点处接收的所述传入传输的另一部分由所述FPGA经由与所述专用监测端口分离的一个或多个信号端口接收。

9.根据权利要求8的方法，其中所述传入传输的所述另一部分是所述传入传输的剩余部分。

10.根据权利要求8和9中任一项所述的方法，其中在所述专用监测端口处接收之后，所述监测部分使用光电收发器被转换，并且产生的电信号使用线性放大器被放大。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述传入传输的所述另一部分用于提供参考时钟信号以用于生成所述信号分析图。

12.根据权利要求11的方法，其中在生成所述信号分析图之前，所述监测部分与所述另一部分相位对齐。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括输出所生成的所述信号分析图。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述信号分析图被输出到存储单元，或者其中所述信号分析图被传输到另一装置。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：

在所述终端点处接收到的所述传入传输中的所述光信号为波分复用光信号；并且

按波长对所述传入传输的所述部分进行滤波，以从所述波分复用光信号中选择光信号。

16.一种用于光信号的信号质量监测系统，所述信号质量监测系统包括处理电路、一个或多个接口以及存储器，所述存储器包含由所述处理电路可执行的指令，由此所述信号质量监测系统可操作以：

在光链路的终端点处接收包括一个或多个光信号的传入传输；

对所述传入传输的一部分进行滤波以从所述一个或多个光信号中选择光信号；

按时间对所述光信号进行分段，以获得多个光信号时间段；以及

使用所述多个光时间信号段生成信号分析图。

17.根据权利要求16所述的信号质量监测系统，在生成所述信号分析图时，可操作以：

获得所述多个光信号时间段的多个实例，其中所述多个光信号时间段的所述多个实例是从所述传入传输中按时间分隔的所述光信号的不同实例获得的；

处理给定光信号时间段的多个实例以生成经处理的光信号段；以及

将经处理的所述光信号段与其他经处理的光信号段组合以生成所述信号分析图。

18.根据权利要求17所述的信号质量监测系统，可操作以通过组合相应的所述光信号时间段的多个实例并得出平均光信号时间段作为经处理的所述光信号段来生成经处理的所述光信号段。

19.根据权利要求17所述的信号质量监测系统，可操作以通过计算以下项而得出所述平均光信号段：

从相应的单独光信号时间段的多个实例得出的平均信号段；或者

从所述相应的单独光信号时间段的所述多个实例得出的中值信号段。

20.根据权利要求17至19中任一项所述的信号质量监测系统，可操作以在利用所述给定光信号时间段的所述多个实例以生成经处理的所述光信号段之前，从经处理的所述光信号段生成过程中排除所述给定光信号段的被标识为异常值的实例。

21.根据权利要求17至20中任一项所述的信号质量监测系统，其中所述信号质量监测系统包括现场可编程门阵列FPGA，并且所述FPGA可操作以执行按时间对所述光信号的所述分段以及所述信号分析图的生成。

22.根据权利要求21所述的信号质量监测系统，其中所述FPGA可操作以经由专用监测端口接收所述传入传输的所述部分，并且其中所述传入传输的所述部分是监测部分。

23.根据权利要求22所述的信号质量监测系统，其中所述FPGA可操作以经由与所述专用监测端口分离的一个或多个信号端口接收所述传入传输的另一部分。

24.根据权利要求23所述的信号质量监测系统，其中所述传入传输的所述另一部分是所述传入传输的剩余部分。

25.根据权利要求23和24中任一项所述的信号质量监测系统，还可操作以所述专用监测端口接收所述监测部分之后，使用光电收发器转换所述监测部分，并且使用线性放大器放大产生的电信号。

26.根据权利要求23至25中任一项所述的信号质量监测系统，可操作以使用所述传入传输的所述另一部分来提供参考时钟信号以用于生成所述信号分析图。

27.根据权利要求26所述的信号质量监测系统，可操作以在生成所述信号分析图之前，将所述监测部分与所述另一部分进行相位对齐。

28.根据权利要求16至27中任一项所述的信号质量监测系统，还可操作以输出所生成的所述信号分析图。

29.根据权利要求28所述的信号质量监测系统，可操作以将所述信号分析图输出到存储单元，或者将所述信号分析图传输到另一装置。

30.根据权利要求16至29中任一项所述的信号质量监测系统，其中：

在所述终端点处接收到的所述传入传输中的所述光信号为波分复用光信号；并且

所述信号质量监测系统可操作以按波长对所述传入传输的所述部分进行滤波，以从所述波分复用光信号中选择光信号。