專利名稱：一種測量光傳輸系統(tǒng)性能的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量光傳輸系統(tǒng)性能的方法及裝置。
背景技術(shù)：
誤碼率(BER)和光信噪比(OSNR)是監(jiān)測光纖傳輸系統(tǒng)的重要的參數(shù)。誤碼率不是物理層的參數(shù)，而且當誤碼率較小時，需要相當長的時間來測量誤碼。采用測量OSNR來監(jiān)測系統(tǒng)的傳輸特性是一種替代方法，這種方法適合色散容限較大，以噪聲受限為主的系統(tǒng)，比如2.5Gbit/s的系統(tǒng)。對于更高的速率的傳輸系統(tǒng)，OSNR已經(jīng)不能很好地描述實際的傳輸性能。一個更好的辦法是采用Q因子來描述系統(tǒng)的傳輸性能。
測量Q因子的關(guān)鍵是找到最佳判決電平，最佳判決電平處對應(yīng)的誤碼率BER與Q因子有一個簡單的關(guān)系，BER≈exp(-Q2/2)Q2π,]]>通過檢測最佳電平出的誤碼率，就可以得到Q因子。但是通常最佳判決電平處的誤碼率較小，測量誤碼率不方便。Bergano提出了一種適合高斯分布噪聲條件下測量Q因子的簡單方法。這種方法的原理在圖1中給出，通過連續(xù)調(diào)整判決電平的幅值，得到相應(yīng)系列的誤碼率值。如果將判決電平定為x軸，誤碼率為y軸，可以得到″U″字型曲線。Bergano提出了間接確定最低誤碼率點的方法，通常的做法是測量判決電平偏離最優(yōu)判決電平的誤碼率(一般在10-4到10-10之間)，通過數(shù)據(jù)擬合的方法擬合出整個“U”字型誤碼率隨判決電平曲線，從而得到最低的誤碼率和最佳的判決電平。這樣就可以算出Q因子。
但這種測量方法的一個問題是在線路中測量誤碼時需要一個參考碼流來比較實際產(chǎn)生的誤碼，一般測量中參考碼流是標準信號，因而這種方法使用非常不便，尤其是不適合現(xiàn)場監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決以上問題，提供一種測量光傳輸系統(tǒng)性能的方法及裝置，無需參考碼流，便于現(xiàn)場使用。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種測量光傳輸系統(tǒng)性能的方法及裝置。
所述方法包括如下步驟1)選取第一參考電平，以該參考電平為判決電平對碼流進行恢復(fù)，得到參考碼流；將該參考碼流與變化的判決電平下恢復(fù)的碼流進行比較，從而得到第一條誤碼率與判決電平的“U”字型關(guān)系曲線，并推算出“U”字型關(guān)系曲線的最低點處的誤碼率；2)選取第二參考電平，重復(fù)上述過程，得到另一個“U”字型關(guān)系曲線的最低點處的誤碼率；3)不斷改變參考電平，得到多個“U”字型關(guān)系曲線的最低點處的誤碼率，并找出其中的最低誤碼率，此時的參考電平為最優(yōu)參考電平；4)將上述最優(yōu)參考電平作為最佳判決電平，從該最低誤碼率推算出Q因子的值。
所述測量光傳輸系統(tǒng)性能的裝置包括兩個數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊，分別與將被測量的數(shù)據(jù)相連；其中一個數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊的判決電平采用參考電平，另一個數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊的判決電平采用可調(diào)判決電平；還包括兩個D觸發(fā)器和一個或門，所述D觸發(fā)器輸入端分別接兩個恢復(fù)的數(shù)據(jù)流，輸出端接或門，進行比較；還包括錯誤計數(shù)器，其輸入端與或門的輸出端相連，用于記錄最后的不同結(jié)果；其中參考電平的數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊還包括一個時鐘恢復(fù)電路，所產(chǎn)生的時鐘在經(jīng)過延時電路后，分別進入到上述D觸發(fā)器和一個時鐘計數(shù)器，D觸發(fā)器使比較的碼流同步，時鐘計數(shù)器記錄產(chǎn)生數(shù)據(jù)個數(shù)，它與錯誤計數(shù)器的輸出一同輸入到誤碼率(BER)計算裝置上進行誤碼率(BER)計算，并進而利用擬合法得到誤碼率(BER)與判決電平(Uth)的“U”字型關(guān)系曲線。
由于采用了以上的方案，利用參考電平恢復(fù)數(shù)據(jù)作為參考碼流，實現(xiàn)誤碼測試，這個參考碼流是從被測數(shù)據(jù)流中恢復(fù)出來的，這樣就不需要事先準備一個標準信號作為參考碼流，大大方便了測試，解決了現(xiàn)場監(jiān)控的難題。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)簡化測量Q因子的原理示意圖。
圖2是本發(fā)明測量原理示意圖。
圖3是本發(fā)明一個具體實施例的電路示意圖。
具體實施例方式下面通過具體的實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述。本專利的方法在圖2中得到體現(xiàn)，它是基于這樣的事實當參考電平改變時，得到的誤碼率與判決電平關(guān)系曲線總是U字形。假設(shè)一個參考電平，如圖2中的A點。以這個參考電平下恢復(fù)的碼流(即以這個參考電平為判決電平恢復(fù)的碼流)為參考碼流，與變化的判決電平下恢復(fù)的碼流進行比較，從而得到誤碼率BER與判決電平Uth的“U”字型關(guān)系曲線，并推算出(用擬合法)相關(guān)的參數(shù)，從而計算最低的誤碼率，即曲線最低點處的誤碼率。推算的方法可用數(shù)據(jù)擬合法，例如可以采用公式BER(V,VR)=12erfc(|u1-V|σ1)*(1-12erfc(|u1-VR|σ1))]]>+12erfc(|V-u0|σ0)*(1-12erfc(|VR-u0|σ0))]]>其中u1和u0是″0″和″1″電平均值。σ1和σ0是″0″和″1″噪聲的方差。V和VR是判決電平和參考電平。這一步與Bergano提出的間接確定最低誤碼率點的方法相似，只是其中的參考碼流不是專門的標準碼流，而是改成了參考電平下從被測數(shù)據(jù)流恢復(fù)的碼流。顯然，后者較易于得到，但由于它不是真正的標準碼流，所測得的最低誤碼率也不是真正的最低，還需要以下步驟進一步測量。
考慮另一個參考點C，重復(fù)上一步中所描述的過程，得到另一個最低的誤碼率。
改變參考電平，直到找到所有最低的誤碼率中的最低誤碼率(如圖中B點)，或者當計算出來的最低誤碼率變化小于10-15時，就停止改變參考電平。這時的參考電平為最優(yōu)參考電平，此電平也同時是最優(yōu)判決電平，據(jù)此，可以認為誤碼率BER與Q因子的關(guān)系式BER≈exp(-Q2/2)Q2π]]>成立，這樣即可從這時的誤碼率推算出最后的Q值。
參考電平和判決電平的選取原則是使測得的誤碼率在10-4到10-10之間，此時判決電平偏離最優(yōu)判決電平，誤碼率比最低誤碼率高，可以較快地測得結(jié)果。
圖3給出的是測量Q因子的實施電路的示意圖。該電路包括兩個數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊，分別與將被測量的數(shù)據(jù)相連；其中一個數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊的判決電平采用參考電平，另一個數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊的判決電平采用可調(diào)判決電平；還包括兩個D觸發(fā)器和一個或門，所述D觸發(fā)器輸入端分別接兩個恢復(fù)的數(shù)據(jù)流，輸出端接或門，進行比較；還包括錯誤計數(shù)器，其輸入端與或門的輸出端相連，用于記錄最后的不同結(jié)果；其中參考電平的數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊還包括一個時鐘恢復(fù)電路，所產(chǎn)生的時鐘在經(jīng)過延時電路后，分別進入到上述D觸發(fā)器和一個時鐘計數(shù)器，D觸發(fā)器使比較的碼流同步，時鐘計數(shù)器記錄產(chǎn)生數(shù)據(jù)個數(shù)，它與錯誤計數(shù)器的輸出一同輸入到誤碼率(BER)計算裝置——CPU上進行誤碼率(BER)計算，并進而利用擬合法得到誤碼率(BER)與判決電平(Uth)的“U”字型關(guān)系曲線。CPU還與其中一個數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的參考判決電平產(chǎn)生電路相連，控制參考電平的大小。
被測量的數(shù)據(jù)流分為兩路，分別進入兩個數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊。一個數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊的判決電平采用參考電平(由CPU控制該參考電平的大小)，另一個數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊的判決電平采用可調(diào)電平。恢復(fù)的數(shù)據(jù)流分別經(jīng)過兩個D觸發(fā)器后，進入一個或門進行比較。最后的不同結(jié)果由錯誤計數(shù)器紀錄。其中參考電平的數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊還產(chǎn)生一個時鐘，這個時鐘在經(jīng)過適當延時后，分別進入到D觸發(fā)器和時鐘計數(shù)器。其中D觸發(fā)器的目的是使比較的碼流同步。時鐘計數(shù)器紀錄產(chǎn)生數(shù)據(jù)個數(shù)，結(jié)合錯誤計數(shù)器就可以計算出誤碼率。誤碼率的計算由CPU完成，最后經(jīng)過CPU處理后，輸出最后的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種測量光傳輸系統(tǒng)性能的方法，其特征是包括如下步驟1)選取第一參考電平，以該參考電平為判決電平對碼流進行恢復(fù)，得到參考碼流；將該參考碼流與變化的判決電平下恢復(fù)的碼流進行比較，從而得到第一條誤碼率(BER)與判決電平(Uth)的“U”字型關(guān)系曲線，并推算出“U”字型關(guān)系曲線的曲線最低點處的誤碼率；2)選取第二參考電平，重復(fù)上述過程，得到另一個“U”字型關(guān)系曲線最低點處(B)處的誤碼率；3)不斷改變參考電平，得到多個“U”字型關(guān)系曲線的最低點處的誤碼率，并找出其中的最低誤碼率，此時的參考電平為最優(yōu)參考電平；4)將上述最優(yōu)參考電平作為最佳判決電平，從該最低誤碼率推算出Q因子的值。
2.如權(quán)利要求1所述的一種測量光傳輸系統(tǒng)性能的方法，其特征是參考電平和判決電平的選取原則是使測得的誤碼率在10-4到10-10之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種測量光傳輸系統(tǒng)性能的方法，其特征是當計算出來的最低誤碼率變化小于設(shè)定值時，就停止改變參考電平。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種測量光傳輸系統(tǒng)性能的方法，其特征是最佳判決電平處對應(yīng)的誤碼率與Q因子的關(guān)系是BER≈exp(-Q2/2)Q2π.]]>
5.如權(quán)利要求1或2所述的一種測量光傳輸系統(tǒng)性能的方法，其特征是在步驟1)至3)中，得到“U”字型關(guān)系曲線的方法為將被測量的數(shù)據(jù)流分為兩路，分別進入兩個數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊；一個數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊的判決電平采用參考電平，另一個數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊的判決電平采用可調(diào)判決電平；恢復(fù)的數(shù)據(jù)流分別經(jīng)過兩個D觸發(fā)器后，進入一個或門進行比較；最后的不同結(jié)果由錯誤計數(shù)器紀錄；其中參考電平的數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊還產(chǎn)生一個時鐘，這個時鐘在經(jīng)過延時后，分別進入到D觸發(fā)器和時鐘計數(shù)器，D觸發(fā)器使比較的碼流同步，時鐘計數(shù)器記錄產(chǎn)生數(shù)據(jù)個數(shù)，結(jié)合錯誤計數(shù)器計算出誤碼率(BER)，并進而利用擬合法得到誤碼率(BER)與判決電平(Uth)的“U”字型關(guān)系曲線。
6.如權(quán)利要求3所述的一種測量光傳輸系統(tǒng)性能的方法，其特征是誤碼率的計算由CPU完成，并且由CPU控制參考電平的大小，最后經(jīng)過CPU處理后，輸出最后的結(jié)果。
7.一種測量光傳輸系統(tǒng)性能的裝置，其特征是包括兩個數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊，分別與將被測量的數(shù)據(jù)相連；其中一個數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊的判決電平采用參考電平，另一個數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊的判決電平采用可調(diào)判決電平；還包括兩個D觸發(fā)器和一個或門，所述D觸發(fā)器輸入端分別接兩個恢復(fù)的數(shù)據(jù)流，輸出端接或門，進行比較；還包括錯誤計數(shù)器，其輸入端與或門的輸出端相連，用于記錄最后的不同結(jié)果；其中參考電平的數(shù)據(jù)恢復(fù)模塊還包括一個時鐘恢復(fù)電路，所產(chǎn)生的時鐘在經(jīng)過延時電路后，分別進入到上述D觸發(fā)器和一個時鐘計數(shù)器，D觸發(fā)器使比較的碼流同步，時鐘計數(shù)器記錄產(chǎn)生數(shù)據(jù)個數(shù)，它與錯誤計數(shù)器的輸出一同輸入到誤碼率(BER)計算裝置上進行誤碼率(BER)計算，并進而利用擬合法得到誤碼率(BER)與判決電平(Uth)的“U”字型關(guān)系曲線。
8.如權(quán)利要求7所述的一種測量光傳輸系統(tǒng)性能的裝置，其特征是所述誤碼率(BER)計算裝置是中央處理單元(CPU)，它還與其中一個數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的參考判決電平產(chǎn)生電路相連，控制參考電平的大小。
全文摘要
本發(fā)明公開一種測量光傳輸系統(tǒng)性能的方法及裝置，所述方法包括如下步驟1)選取一個參考電平，以該參考電平為判決電平對碼流進行恢復(fù)，得到參考碼流；將該參考碼流與變化的判決電平下恢復(fù)的碼流進行比較，從而得到第一條誤碼率與判決電平的“U”字型關(guān)系曲線，并推算出“U”字型關(guān)系曲線的最低點處的誤碼率；不斷改變參考電平，得到多個“U”字型關(guān)系曲線的最低點處的誤碼率，并找出其中的最低誤碼率，從該最低誤碼率推算出Q因子的值。由于利用參考電平恢復(fù)數(shù)據(jù)作為參考碼流，這樣就不需要事先準備一個標準信號作為參考碼流，大大方便了測試，解決了現(xiàn)場監(jiān)控的難題。
文檔編號H04B10/08GK1481084SQ0214178
公開日2004年3月10日 申請日期2002年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月5日
發(fā)明者余力, 余 力 申請人:華為技術(shù)有限公司