一种前向纠错FEC的补偿控制方法及装置与流程
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种前向纠错FEC的补偿控制方法及装置。
背景技术：
在密集波分复用系统中，前向纠错(Forward Error Correction，FEC)技术在实现信息可靠传输起到关键性作用，特别是在100G信号相干检测中，信号光与本振光在接收机中相干混频，之后输出的差频光信号经处理后转换到电域恢复原始信号。之后在数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)中进行FEC算法调整，从而恢复数据。光纤通信中的FEC经历了从经典硬判决，到级联码再到目前100G相干技术的出现使得软判决成为演进的方向。
其中，在接收机中，当信号光跟本振光相位一致时，有零差电流为：其中，Is(t)为恢复出来的信号电流，R为接收机的响应速度，Ps(t)为信号光功率，PL为本振光功率。由此可知，最终恢复出来的信号质量跟信号光和本振光的功率有关。
经验证发现，通过调节接收机本振光功率的大小，观察误码比(Bit Error Rate，BER)的变化，如图1所示，横轴的Pn表示本振光功率，纵轴的Q为接收机的Q值。由图1可知，随着Pn的增加，光接收机Q值越大，即解调的信号BER值就越小。但是本振光功率不能无限增大，当本振光功率达到某值时，BER达到最优，继续增大本振光功率，BER反而会变大。因为本振光功率的大小会影响外部噪声环境，作用于接收机中，会使从接收机恢复出来的信号产生变化，最终作用在DSP中，从而影响BER的大小。
然而，目前100G中的FEC判决算法却无法对外部的噪声环境进行优化，即在外部环境噪声不变的条件下，FEC调节算法会有一个瓶颈点。
技术实现要素：
为了克服现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提供了一种前向纠错FEC的补偿控制方法及装置，能够通过调节本振光功率，优化外部噪声环境，提升信号质量。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
依据本发明实施例的一个方面，提供了一种前向纠错FEC的补偿控制方法，包括：
获取信号光与本振光相干混频之后在恢复原始信号的过程中进行FEC算法时产生的BER值；
依据所述BER值，判断是否满足预设的通信要求；
当满足通信要求时，根据获取的多个所述BER值确定调节依据，并将所述调节依据发送给一接收设备，使得所述接收设备按照所述调节依据调节当前本振光功率；
获取本振光功率调节之后的BER值，直到确定获取到最小的BER值为止。
其中，上述方案中，所述调节依据包括调节方向和预设调节系数。
其中，上述方案中，所述根据获取的多个所述BER值确定调节依据，并将所述调节依据发送给一接收设备的步骤包括：
根据当前BER值Bn+1以及所述当前BER值的上一次获取的BER值Bn的大小关系，获取本振光功率的调节方向，其中，n为大于1的整数；
将所述本振光功率的调节方向和预设调节系数发送给一接收设备。
其中，上述方案中，所述根据当前BER值Bn+1以及所述当前BER值的上一次获取的BER值Bn的大小关系，获取本振光功率的调节方向的步骤包括：
若Bn≥Bn+1，则所述本振光功率的调节方向为正方向；
若Bn≤Bn+1，则所述本振光功率的调节方向为反方向。
其中，上述方案中，所述确定获取到最小的BER值为：
比较所述当前BER值与所述当前BER值的前两次获取的BER值的大小关系；
当Bn-1≥Bn≤Bn+1时，确定最小的BER值为Bn，其中，Bn-1为Bn的上一次获取的BER值。
依据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种前向纠错FEC的补偿控制装置，包括：
第一获取模块，用于获取信号光与本振光相干混频之后在恢复原始信号的过程中进行FEC算法时产生的BER值；
判断模块，用于依据所述BER值，判断是否满足预设的通信要求；
发送模块，用于当所述判断模块判断满足通信要求时，根据获取的多个所述BER值确定调节依据，并将所述调节依据发送给一接收设备，使得所述接收设备按照所述调节依据调节当前本振光功率；
第二获取模块，用于获取本振光功率调节之后的BER值，直到确定获取到最小的BER值为止。
其中，上述方案中，所述调节依据包括调节方向和预设调节系数。
其中，上述方案中，所述发送模块包括：
方向确定单元，用于根据当前BER值Bn+1以及所述当前BER值的上一次获取的BER值Bn的大小关系，获取本振光功率的调节方向，其中，n为大于1的整数；
发送单元，用于将所述本振光功率的调节方向和预设调节系数发送给一接收设备。
其中，上述方案中，所述方向确定单元具体用于：
若Bn≥Bn+1，则所述本振光功率的调节方向为正方向；
若Bn≤Bn+1，则所述本振光功率的调节方向为反方向。
其中，上述方案中，所述第二获取模块包括：
比较单元，用于比较所述当前BER值与所述当前BER值的前两次获取的BER值的大小关系；
确定单元，用于当Bn-1≥Bn≤Bn+1时，确定获取到最小的BER值为Bn，其中，Bn-1为Bn的上一次获取的BER值。
本发明实施例的有益效果是：
本发明实施例的前向纠错FEC的补偿控制方法，建立在BER的值已经满足预设通信要求的前提下，即针对FEC已经达到的可靠传输的基础上，通过调节本振光功率的大小，获得最小的BER值(即最优的BER值)，即找到最 优的本振光功率点，优化了外部环境噪声，提高了FEC算法的纠错能力，进而提高了信号质量。
附图说明
图1表示光接收机的Q值随本振光功率变化示意图；
图2表示本发明实施例的前向纠错FEC的补偿控制方法流程示意图；
图3表示本发明实施例的前向纠错FEC的补偿控制装置的结构框图；
图4表示本发明实施例的发送模块的结构框图；
图5表示本发明实施例的第二获取模块的结构框图；
图6表示本发明实施例中BER值随本振光功率Pn的变化示意图之一；
图7表示本发明实施例中BER值随本振光功率Pn的变化示意图之二；
图8表示本发明实施例中BER值随本振光功率Pn的变化示意图之三；
图9表示本发明实施例的前向纠错FEC的补偿控制方法所应用的FEC纠错控制反馈系统构架示意图；
图10表示本发明实施例所涉及的FPGA、DSP及本振光单元之间的信号流向示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例一
依据本发明实施例的一个方面，提供了一种前向纠错FEC的补偿控制方法，该方法首先，获取信号光与本振光相干混频之后在恢复原始信号的过程中进行FEC算法时产生的BER值；接着，依据所述BER值，判断是否满足预设的通信要求；再次，当满足通信要求时，根据获取的多个所述BER值确定调节依据，并将所述调节依据发送给一接收设备，使得所述接收设备按照所述调节依据调节当前本振光功率；最后，获取本振光功率调节之后的BER值， 直到确定获取到最小的BER值为止。
因此，本发明实施例的前向纠错FEC的补偿控制方法，在FEC纠错能力已经有效的基础上，通过调节本振光的光功率，优化信号的噪声环境，最终达到对FEC纠错能力的优化，大大提高了通信的可靠性和准确性。
如图2所示，该方法包括：
步骤S21、获取信号光与本振光相干混频之后在恢复原始信号的过程中进行FEC算法时产生的BER值。
本发明实施例的前向纠错FEC的补偿控制方法，可在现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)上执行。通过FPGA控制算法，配合控制单元(MCU)的本振光单元(RX ITLA)的光功率调节算法以及DSP上报BER来实现。
即，如图9所示，从本振光单元发出的本振光和信号光一同进入相干接收机中进行相干混频，转换为四路电信号后，进入到DSP中，DSP内部进行FEC算法调整，恢复原始信号。其中，在进行FEC算法的过程中，会获得BER值。该BER值是通过DSP上报给FPGA的。
当然，可以理解的是，对于本发明实施例的前向纠错FEC的补偿控制方法，并不仅仅局限于通过FPGA来实现，还可通过其他具有相应功能的电子器件来代替。
步骤S23、依据所述BER值，判断是否满足预设的通信要求。
本发明实施例的前向纠错FEC的补偿控制方法，最终目的是达到优化FEC算法，进而提高信号质量的效果。因而，在对FEC算法进行补偿控制时，需要判断上一次进行FEC算法时，是否到达了可靠传输的要求，即判断上一次FEC算法中计算的BER值是否满足预设的通信要求。
其中，对于预设的通信要求，可通过多次试验获得。例如，通过试验验证，当BER值小于e-8时，满足通信要求，则在步骤S23中，即可判断获取的BER值是否小于e-8，经判断小于时，可进行到步骤S25，否则结束流程。
步骤S25、当满足通信要求时，根据获取的多个所述BER值确定调节依据，并将所述调节依据发送给一接收设备，使得所述接收设备按照所述调节依据调节当前本振光功率。
本发明实施例的前向纠错FEC的补偿控制方法中，会根据获取的BER值确定调节本振光功率的调节依据，其中，该调节依据包括调节方向和预设调节系数。
其中，预设调节系数是根据多次试验后的试验数据设定的。也可在本发明实施例的前向纠错FEC的补偿控制方法的实际实施过程中，针对实际情况进行修改。
此外，调节方向，则通过获取的多个BER值进行确定。因为通过试验验证，发现：本振光功率由小逐渐增大时，BER值会逐渐变小，但是当本振光功率增大到一定程度时，BER值最小，此后，继续增大本振光功率值时，BER值却会变大。因此，通过比较多次获得的BER值可以确定需要增大当前本振光功率，还是需要减小当前本振光功率。
具体地，若当前BER值为Bn+1，当前BER值的上一次获取的BER值为Bn，其中，n为大于1的整数，则当Bn≥Bn+1时，所述本振光功率的调节方向为正方向，则后续需要增大当前本振光功率；当Bn≤Bn+1时，所述本振光功率的调节方向为反方向，则后续需要减小当前本振光功率。
当步骤S25中确定调节依据后，会将该调节依据发送给一接收设备，该接收设备首先，接收本振光功率的调节依据；然后，根据所述调节依据调节当前本振光功率。
其中，该接收设备可为如图9所示的本振光单元。即由本振光单元发出的本振光和信号光一同由相干接收机接收，并在相干接收机中相干混频后，转换为四路电信号到DSP中进行处理。DSP内部进行FPC算法调整后，上报此时的BER值到FPGA，FPGA判断确定满足预设通信要求后，根据上报的BER值确定调节依据，并将调节依据下发给本振光单元，使得本振光单元依据调节依据进行本振光功率的调节。
当然，可以理解的是，其中接收调节依据并进行本振光功率调节的接收设备，并不局限于本振光单元，其他与本振光单元具有同样功能的电子器件均可替代。
其中，当所述调节方向为正方向时，按照所述调节系数增大所述当前本振光功率；当所述调节方向为反方向时，按照所述调节系数减小所述当前本振光 功率。
进一步地，为了使得FPGA一侧方便针对本振光功率进行某些运算或处理，本振光单元可在依据调节依据，调节当前本振光功率之后，将调节后的本振光功率上报给FPGA。
因此，本发明实施例的前向纠错FEC的补偿控制方法，是在不对硬件结构对任何修改，不对FEC本身纠错算法做更改的基础上实施，实现方便快捷，并且不会影响到其他原始设计。
步骤S27、获取本振光功率调节之后的BER值，直到确定获取到最小的BER值为止。
本发明实施例的前向纠错FEC的补偿控制方法中，每调节一次本振光功率，就会获取一次BER值，为了能够找到调节过程中最小的BER值，在步骤S27中，会在每一次获取当前BER值后，将当前BER值与当前BER值的前两次获取的BER值进行比较。
具体地，若当前BER值为Bn+1，当前BER值的上一次获取的BER值为Bn，Bn的上一次获取的BER值为Bn-1，则如图6所示，当Bn-1≥Bn≥Bn+1时，说明在调节本振光功率的过程中，BER值处于减小的趋势，需要继续按照上一次的调节方向继续进行调节，并继续获取本振光功率调节之后的BER值；如图7所示，当Bn-1≤Bn≤Bn+1时，说明在调节本振光功率的过程中，BER值处于增大的趋势，需要改变调节方向，并继续获取本振光功率调节之后的BER值；如图8所示，当Bn-1≥Bn≤Bn+1时，可以确定在以预设调节系数进行调节的情况下的，最小BER值为Bn，即获得最优BER值，并找到了本振光功率的最佳功率点Pm。
综上所述，如图10所示，当DSP进行FPC算法调整后，将BER值上报给FPGA，FPGA内部对Bn-1、Bn及Bn+1进行比较，获得本振光功率的调节方向，并将调节方向和预设调节系数发送给本振光单元，使得本振光单元进行本振光功率的调节，直到FPGA确定获取到最小的BER值为止。
实施例二
依据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种前向纠错FEC的补偿控制装置，如图3所示，该装置400包括：
第一获取模块401，用于获取信号光与本振光相干混频之后在恢复原始信号的过程中进行FEC算法时产生的误码比BER值；
判断模块403，用于依据所述BER值，判断是否满足预设的通信要求；
发送模块405，用于当所述判断模块判断满足通信要求时，根据获取的多个所述BER值确定调节依据，并将所述调节依据发送给一接收设备，使得所述接收设备按照所述调节依据调节当前本振光功率；
第二获取模块407，用于获取本振光功率调节之后的BER值，直到确定获取到最小的BER值为止。
可选地，所述调节依据包括调节方向和预设调节系数。
可选地，如图4所示，所述发送模块405包括：
方向确定单元4051，用于根据当前BER值Bn+1以及所述当前BER值的上一次获取的BER值Bn的大小关系，获取本振光功率的调节方向，其中，n为大于1的整数；
发送单元4052，用于将所述本振光功率的调节方向和预设调节系数发送给一接收设备。
可选地，所述方向确定单元4051具体用于：
若Bn≥Bn+1，则所述本振光功率的调节方向为正方向；
若Bn≤Bn+1，则所述本振光功率的调节方向为反方向。
可选地，如图5所示，所述第二获取模块407包括：
比较单元4071，用于比较所述当前BER值与所述当前BER值的前两次获取的BER值的大小关系；
确定单元4072，用于当Bn-1≥Bn≤Bn+1时，确定获取到最小的BER值为Bn，其中，Bn-1为Bn的上一次获取的BER值。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！