光相干接收机及其性能监测装置和方法.pdf

本发明涉及光相干接收机及其性能监测装置和方法。该光相干接收机性能监测装置利用来自光相干接收机的第一信号和第二信号对所述光相干接收机的性能进行监测，所述光相干接收机性能监测装置包括：第一减法单元(202)，用于将第二信号从第一信号中减去，获得第一相减结果；平方器(203)，用于获得所述第一相减结果的平方；延时器(211)，用于延时所述第一相减结果；乘法器(212)，用于将所述第一相减结果与经延时的第一相减结果进行相乘；以及第二减法器(207)，用于将所述乘法器(212)的结果从所述平方器(20

1、  一种光相干接收机性能监测装置，利用来自光相干接收机的第一信号和第二信号对所述光相干接收机的性能进行监测，所述光相干接收机性能监测装置包括：
第一减法器(202)，用于将第二信号从第一信号中减去，获得第一相减结果；
平方器(203)，用于获得所述第一相减结果的平方；
延时器(211)，用于延时所述第一相减结果；
乘法器(212)，用于将所述第一相减结果与经所述延时器(211)延时的第一相减结果进行相乘；以及
第二减法器(207)，用于将所述乘法器(212)的结果从所述平方器(203)的结果中减去。

2、  依据权利要求1所述的光相干接收机性能监测装置，所述光相干接收机性能监测装置还包括：
平均器(213′)，用于对所述第二减法器(207)的输出结果求平均。

3、  依据权利要求1或2所述的光相干接收机性能监测装置，所述光相干接收机性能监测装置还包括：
第一平均器(205)，用于对所述平方器(203)所获得的所述第一相减结果的平方求平均；
第二平均器(213)，用于对所述乘法器(212)的相乘结果求平均；
其中，所述第二减法器将所述第二平均器(213)的结果从所述第一平均器(205)的结果中减去。

4、  一种光相干接收机，所述光相干接收机包括数据恢复装置(111)，其特征在于，所述光相干接收机还包括权利要求1-3任一项所述的光相干接收机性能监测装置，所述第一信号是输入所述数据恢复装置的信号，所述第二信号是所述数据恢复装置输出的信号。

5、  根据权利要求4所述的光相干接收机，所述光相干接收机还包括报告单元(116)，所述报告单元用于将所述第二减法单元(207)的输出或经过平均的所述第二减法单元(207)的输出转换为常用的接收机的性能参数和/或信道的噪声参数。

6、  根据权利要求4所述的光相干接收机，所述光相干接收机为偏振复用模式光相干接收机，所述光相干接收机包括两个光相干接收机性能监测装置，分别用于监测第一偏振态接收支路和第二偏振态接收支路的性能。

7、  根据权利要求6所述的光相干接收机，所述第一偏振态接收支路包括第一均衡滤波器，所述第二偏振态接收支路包括第二均衡滤波器，所述光相干接收机还包括：
第一滤波器系数控制装置，用于根据监测第一偏振态接收支路的所述光相干接收机性能监测装置的输出控制所述第一均衡滤波器；以及
第二滤波器系数控制装置，用于根据监测第二偏振态接收支路的所述光相干接收机性能监测装置的输出控制所述第二均衡滤波器。

8、  根据权利要求6所述的光相干接收机，所述第一偏振态接收支路包括第一自适应滤波器，所述第二偏振态接收支路包括第二自适应滤波器，所述光相干接收机还包括：
自适应滤波器系数控制装置(801)，用于根据监测第一偏振态接收支路的所述光相干接收机性能监测装置的输出和监测第二偏振态接收支路的所述光相干接收机性能监测装置的输出控制所述第一自适应滤波器和第二自适应滤波器。

9、  根据权利要求8所述的光相干接收机，其特征在于，所述自适应滤波器系数控制装置(801)包括：
指令接收单元，用于接收来自所述光相干接收机的性能信息；
物理层性能判断单元，用于判断所述光相干接收机的物理层的性能；以及
滤波器系数调整单元，用于在所述物理层性能判断单元判断出物理层的性能良好时，对所述第一自适应滤波器和第二自适应滤波器进行系数更新控制。

10、  一种光相干接收机性能监测方法，利用来自光相干接收机的第一信号和第二信号对所述光相干接收机的性能进行监测，所述光相干接收机性能监测方法包括以下步骤：
第一减法步骤，用于将第二信号从第一信号中减去，获得第一相减结果；
平方步骤，用于获得所述第一相减结果的平方；
延时步骤，用于延时所述第一相减结果；
乘法步骤，用于将所述第一相减结果与经延时的第一相减结果进行相乘；以及
第二减法步骤，用于将所述乘法步骤的结果从所述平方步骤的结果中减去。

光相干接收机及其性能监测装置和方法
技术领域
本发明涉及光通信，更具体地说，本发明涉及光相干接收机。
背景技术
随着对光通信系统的容量要求和灵活性要求的逐步提高，相干光通信技术变得越来越重要。和非相干技术(比如“开-关”键控，on-offkey，OOK)或自相干技术(如差分四相相移键控DQPSK)相比，相干技术有如下优点：3dB的光信噪比(OSNR)增益；可以采用更高效的调制技术(如正交调制QAM)来提高传输容量，可以方便地采用电均衡技术来应对信道变化，降低成本等。
光相干接收机的结构也较传统的非相干或自相干接收机复杂，比如除了传统的光电检测模块之外，光相干接收机中还必须包括相位恢复模块、自适应电均衡模块等等。复杂的结构和接收机的自适应特性要求对接收机的物理层工作性能进行监测以便进行快速的故障定位和排除。而传统上，光接收机的性能监测是由统计最终恢复出的数字比特的错误率(即误码率)来实现的，这种统计是在恢复出传输帧结构后进行的。所以这样统计出的误码率还受到非物理层因素(比如接收机的复用模式、传输数据帧结构等等)的影响，所以误码率并不能直接而准确地反映接收机的物理层工作性能。另外误码率的统计通常需要一定的时间，比如15分钟或1个小时，这样长的时间显然不利于故障的定位和排除。所以需要一种能够快速而准确的直接监测光相干接收机的物理层工作性能的装置和方法。
发明内容
本发明鉴于现有技术的上述问题而作出，用以克服现有技术的一个或更多个缺陷。本发明提出了光相干接收机工作性能监测的装置和方法，用于直接对光相干接收机的物理层工作性能进行监测。
为实现以上目的，本申请提出了以下发明。
发明1、一种光相干接收机性能监测装置，利用来自光相干接收机的第一信号和第二信号对所述光相干接收机的性能进行监测，所述光相干接收机性能监测装置包括：
第一减法单元，用于将第二信号从第一信号中减去，获得第一相减结果；
平方器，用于获得所述第一相减结果的平方；
延时器，用于延时所述第一相减结果；
乘法器，用于将所述第一相减结果与经所述延时器延时的第一相减结果进行相乘；以及
第二减法器，用于将所述乘法器的结果从所述平方器的结果中减去。
发明2、依据发明1所述的光相干接收机性能监测装置，其特征在于，所述光相干接收机具有数据恢复装置，所述第一信号是输入所述数据恢复装置的信号，所述第二信号是所述数据恢复装置输出的信号。
发明3、依据发明1所述的光相干接收机性能监测装置，所述光相干接收机性能监测装置还包括：
平均器，用于对所述第二减法器的输出结果求平均。
发明4、依据发明1-3任一项所述的光相干接收机性能监测装置，所述光相干接收机性能监测装置还包括：
第一平均器，用于对所述平方器所获得的所述第一相减结果的平方求平均；
第二平均器，用于对所述乘法器的相乘结果求平均；
其中，所述第二减法器将所述第二平均器的结果从所述第一平均器的结果中减去。
发明5、一种光相干接收机，所述光相干接收机包括数据恢复装置，其特征在于，所述光相干接收机还包括权利要求1-4任一项所述的光相干接收机性能监测装置，所述第一信号是输入所述数据恢复装置的信号，所述第二信号是所述数据恢复装置输出的信号。
发明6、根据发明5所述的光相干接收机，所述光相干接收机还包括下采样装置，用于对所述第一信号和所述第二信号进行下采样，所述光相干接收机性能监测装置根据经下采样的所述第一信号和所述第二信号对所述光相干接收机的性能进行监测。
发明7、根据发明5所述的光相干接收机，所述光相干接收机还包括报告单元，所述报告单元用于将所述第二减法单元的输出或经过平均的所述第二减法单元的输出转换为常用的接收机的性能参数和/或信道的噪声参数。
发明8、根据发明5所述的光相干接收机，所述光相干接收机为偏振复用模式光相干接收机，所述光相干接收机包括两个光相干接收机性能监测装置，分别用于监测第一偏振态接收支路和第二偏振态接收支路的性能。
发明9、根据发明8所述的光相干接收机，所述第一偏振态接收支路包括第一均衡滤波器，所述第二偏振态接收支路包括第二均衡滤波器，所述光相干接收机还包括：
第一滤波器系数控制装置，用于根据监测第一偏振态接收支路的所述光相干接收机性能监测装置的输出来控制所述第一均衡滤波器；以及
第二滤波器系数控制装置，用于根据监测第二偏振态接收支路的所述光相干接收机性能监测装置的输出来控制所述第二均衡滤波器。
发明10、根据发明8所述的光相干接收机，所述第一偏振态接收支路包括第一自适应滤波器，所述第二偏振态接收支路包括第二自适应滤波器，所述光相干接收机还包括：
自适应滤波器系数控制装置，用于根据监测第一偏振态接收支路的所述光相干接收机性能监测装置的输出和监测第二偏振态接收支路的所述光相干接收机性能监测装置的输出来控制所述第一自适应滤波器和第二自适应滤波器。
发明11、根据发明10所述的光相干接收机，其特征在于，所述自适应滤波器系数控制装置包括：
指令接收单元，用于接收来自所述光相干接收机的性能信息；
物理层性能判断单元，用于判断所述光相干接收机的物理层的性能；以及
滤波器系数调整单元，用于在所述物理层性能判断单元判断出物理层的性能良好时，对所述第一自适应滤波器和第二自适应滤波器进行系数更新控制。
发明12、一种光相干接收机性能监测方法，利用来自光相干接收机的第一信号和第二信号对所述光相干接收机的性能进行监测，所述光相干接收机性能监测方法包括以下步骤：
第一减法步骤，用于将第二信号从第一信号中减去，获得第一相减结果；
平方步骤，用于获得所述第一相减结果的平方；
延时步骤，用于延时所述第一相减结果；
乘法器，用于将所述第一相减结果与经延时的第一相减结果进行相乘；以及
第二减法步骤，用于将所述乘法步骤的结果从所述平方步骤的结果中减去。
发明13、依据发明12的方法，其特征在于，还包括平均步骤，改平均步骤用于对所述第二减法器的输出结果求平均。
发明14、依据发明12-13任一项所述的光相干接收机性能监测方法，所述光相干接收机性能监测方法还包括：
第一平均步骤，用于对所述平方步骤所获得的所述第一相减结果的平方求平均；
第二平均步骤，用于对所述乘法步骤的相乘结果求平均；
其中，所述第二减法步骤将所述第二平均步骤的结果从所述第一平均步骤的结果中减去。
发明15、一种计算机程序，所述计算机程序在被逻辑器件执行时，使所述逻辑器件充当以上发明所述的性能监测装置或可以使所述逻辑器件实现以上发明所述的方法。
发明16、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储发明15所述的计算机程序。
依据本发明的监测装置和方法能够快速而准确地反映接收机的性能变化。该装置和方法提供的监测结果可以应用于接收机的故障定位、接收机控制参数的调整、信道特性的估计等。
附图说明
根据以下参照附图对本发明具体实施方式的详细描述，可以更清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征和优点。另外，附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。此外，在附图中，类似的标号表示几个附图中对应的部件，并可用于指示多于一种实施方式中使用的对应部件。此外，为了说明的简洁和制图的方便，附图中没有示出本领域技术人员所熟知的也应存在的其它部件。在附图中，
图1示出了应用本发明的性能监测装置的光相干接收机；
图2A和图2B分别示出了本发明的性能监测装置的示意性结构框图；
图3示出了本发明的性能监测装置的低速实现方法；
图4示出了本发明的性能监测装置的性能报告模块；
图5示出了应用本发明的性能监测装置的偏振复用的光相干接收机；
图6示出了应用本发明的性能监测装置来调节滤波器系数的光相干接收机；
图7示出了应用本发明的性能监测装置来调节滤波器系数的流程；
图8示出了应用本发明的性能监测装置来定位和排除接收机故障的光相干接收机；
图9应用本发明的性能监测装置定位和排除自适应滤波器故障的流程；
图10给出了性能检测和控制装置在实现图9的故障定位的应用中的结构框图；以及
图11示出了依据本发明一种实施方式的光相干接收机性能监测方法的流程图。
具体实施方式
下面参照附图详细描述依据本发明的光相干接收机性能监测装置和方法。
图1给出了具有根据本发明的性能监测装置的光相干接收机。图1中的光90度混频器102、光电转换器(O/E)104和105、模数转换器(ADC)106和107、以及激光器113构成了光相干接收机的前端114。该部分的作用是将接收到的光信号101转换成基带电信号108。基带电信号108可以表示为I+jQ。一般情况下，基带电信号108的辐角既包含了数据信息φ_d，也包含了载波与本振之间的相位偏移φ₀以及噪声对相位的影响φ_n。数字相位恢复装置109的作用是消除基带电信号108中的相位偏移φ₀。数字相位恢复装置109的输出110可以表示为φ_d+φ_n+Δφ₀，其中Δφ₀是相位恢复的误差。而数据恢复装置111根据数字相位恢复装置109的输出110判决出数据信息φ_d。上述的各个模块构成了公知的光相干接收机。而本发明的性能监测装置115根据数字相位恢复装置109的输出110和数据恢复装置111的输出112对接收机的性能进行快速而准确的估计。本发明的性能监测装置和方法的原理是通过从数字相位恢复装置109的输出110中减去数据信息φ_d得到相位恢复的误差和噪声的相位即φ_n+Δφ₀，φ_n+Δφ₀在本发明中被称为残余相位噪声。第k个数据符号的残余相位噪声可以表示而第k+1个数据符号的残余相位噪声表示为根据噪声的特性，和在统计上是互不相关的，同时根据相位偏移的特性，可以认为所以通过计算残余相位噪声的自相关，可以得到噪声相位的方差，即其中和分别是残余相位噪声移位为0和移位为1的自相关，即所得到的噪声相位的方差对应基带电信号的信号噪声比ρ_s，即
在噪声为主要性能影响因素的接收系统中，信号噪声比ρ_s就直接表征了接收机的性能，以相干QPSK接收机为例，可以直接从ρ_s得到接收机的误码率另一方面，从信道监测的角度，信号噪声比ρ_s同时与信道的噪声特性一一对应。在光通讯中，信道的噪声特性通常用光信号功率与0.1nm上的光噪声功率的比值来表示，简称为光信号噪声比即OSNR@0.1nm。而OSNR@0.1nm在理想接收机的假设下可以直接从信号噪声比ρ_s得到，其公式如下，其中B为传输信号的比特率。由此可见，本发明的性能监测方法在监测接收机性能的同时还监测了信道的噪声特性。
图2给出了依据本发明的性能监测装置的两种实施方式。在图2A所示的实施方式中，输入110为相位恢复装置109的输出，即φ_d+φ_n+Δφ₀；而输入112为数据恢复装置111的输出，即φ_d。输入110经过减法器202(第一减法器)减去输入112就得到了残余相位噪声φ_n+Δφ₀(第一相减结果)。残余相位噪声分为两路，一路经平方器203获得残余相位噪声的平方，然后由平均器205对平方器203所获得的残余相位噪声的平方求平均，从而得到而另一路经延时器211延时(例如延时一个符号周期)。延时器211例如可以利用寄存器来实现。乘法器212将残余相位噪声与例如因寄存而延迟了的残余相位噪声相乘。相乘的结果由平均器213进行平均，从而得到经减法器207(第二减法器)减去减法器207的输出115就是噪声相位的方差(第二相减结果)。如前面所述，就直接表征了接收机的性能。
而图2B所示的光相干接收机性能监测装置是图2A所示的光相干接收机性能监测装置的一种简化实现。对比图2A，图2B中取消了平均器213和平均器205，但在减法器207之后增加了平均器213′。这样在减法后再取平均，从而节省了一个平均器。
另外，也可以在图2B所示的平方器203后增加平均器(例如平均器205)并在乘法器212后增加平均器(例如平均器213)，这样实际上相当于在图2A所示的减法器207后增加了平均器213′。
图3给出了本发明的性能监测装置的低速实现方法。在该低速实现方法中，输入110和112先分别经过下采样器301和302进行下采。下采的规则是每N(N≥2)个符号取相邻的两个符号。输入110和112经过下采后分别得到信号303和304作为性能监测装置201的输入。因为信号303和304的信号速率只有输入110和112的2/N，因而性能监测装置的处理速度也相应地降低到了2/N。这样就大大降低了硬件实现的难度。
图3中还给出了下采样器301的具体实现方法。如图3的下部所示，该下采样器301由1:N串并转换器305和2:1并串转换器306构成。输入110经1:N串并转换器305后由1:N串并转换器305的N个输出端口并行输出，该N个端口中任选的两个相邻的端口与2:1并串转换器306的输入相联接而其它端口接地。2:1并串转换器306的输出即为所需要的经过下采样的信号。下采样器302的实现与下采样器301的实现可以完全相同。
如图4A所示，根据本发明的另一种实施方式，本发明的性能监测装置还可以包括报告单元116。应该注意，虽然在图4A中，报告单元116与低速实现的性能监测装置同时使用，但其也可与图2A和图2B所示的性能监测装置同时使用。另外，虽然在图4A中，报告单元116被示出为是性能监测装置201之外的独立的单元，但其可以被实现为性能监测装置201的一部分。
图4B给出了本发明的性能监测装置的报告单元的实现。图2和图3中性能监测装置的输出115为噪声相位的方差而从前面的原理描述中可知，接收机的性能参数和信道的噪声参数可以根据该方差直接算出。图4A和图4B所示的报告单元的主要功能就是把性能监测装置的输出115转换成常用的接收机的性能参数和/或信道的噪声参数。这种转换可以直接通过如原理描述部分所示的数学计算来完成。而图4B中给出了通过查找表来实现该转换的方法。查找表的索引项为不同的方差值(监测指标)，而查找表中还存储了另外两部分的值。一部分是索引项的方差值所对应的接收机性能参数，接收机性能参数可以是常用参数如误码率、Q值等，也可以是其它自定义的参数。查找表的另一部分则存储了由接收机的信躁比所计算出的0.1nm带宽上的光信号噪声比(OSNR@0.1nm)。应该注意，虽然在图4所示的示例中列出了两个参数，但实际上也可以只转换成一种参数，或者也可以转换成更多的参数。
图5给出了应用本发明的性能监测装置的偏振复用模式光相干接收机。偏振复用模式相干接收机与如图1所示的单偏振相干接收机的区别主要在于偏振复用的接收机可以同时接收到达的光的两个偏振态上的信号而单偏振接收机只可接收一个偏振态上的信号。这样，偏振复用模式可以在相同的波特率下取得两倍的传输速率。所以偏振复用模式在光传输领域得到了越来越多的应用。图中激光器506的输出经过偏振分束器(PBS)505分为两个相互正交的偏振态，这两个偏振态通常被称为水平偏振态(在本发明中简称为H偏振态)和垂直偏振态(在本发明中简称为V偏振态)。H偏振态被输入由光90度混频器507、光电转换器509和510、模数转换器511和512构成的接收支路(第一偏振态支路)，该支路的作用是将接收到的光的水平偏振态上的信号转化为基带电信号。相同地，V偏振态被输入由光90度混频器508、光电转换器513和515、模数转换器514和516构成的另一接收支路(第二偏振态支路)，该支路的作用是将接收到的光的垂直偏振态上的信号转化为基带电信号。激光器506、偏振分束器505和上述的两个接收支路共同构成了偏振复用模式光相干接收机的前端501。前端501的两个输出517和518被分别输入自适应滤波器521和528。自适应滤波器521和528的功能是消除两个偏振态之间的串扰同时补偿信道对信号带来的损伤。自适应滤波器521和528的输出分别经过数字相位恢复装置522(或529)和数据恢复装置523(或530)而被分别恢复。
以上的自适应滤波器521、数字相位恢复装置522以及数据恢复装置523构成了第一偏振态接收支路(H偏振态支路)。以上的自适应滤波器528、数字相位恢复装置529以及数据恢复装置530构成了第二偏振态接收支路(V偏振态支路)
以上所描述的是现有的偏振复用模式光相干接收机。而本发明的性能监测装置在偏振复用模式光相干接收机独立工作于两个接收偏振态。图5中性能监测装置526的输入525和524分别是H偏振态支路上的相位恢复装置522和数据恢复装置523的输出；而性能监测装置533的输入531和532分别是V偏振态支路上相位恢复装置529和数据恢复装置530的输出。性能监测装置526和533分别独立地监测H偏振态支路和V偏振态支路的物理层工作性能以及信道中H偏振态和V偏振态的噪声特性。性能监测装置526和533的输出直接提供了不同接收偏振态的性能监测结果，而这样的监测在传统的基于误码率的性能监测中是无法实现的。而不同偏振态的性能监测结果对于定位接收机的故障，了解不同偏振态的接收性能差异，调整传输系统的配置参数是有很大帮助的。
图6给出了应用本发明的性能监测装置来调整均衡滤波器的系数的光相干接收机。对比图5的接收机，在图6的接收机中，在接收机前端501之后增加了两个均衡滤波器601和602，这两个均衡滤波器的功能是补偿接收到的信号在信道中受到的损伤。为了降低硬件复杂度和减小滤波器带来的噪声，均衡滤波器并不像后端的自适应滤波器那样采用自适应的系数调整。均衡滤波器的系数是系统预置的。这样就存在着预置的系数是否合适的问题。公知的方法并没有提出对这个问题的解决方法。而应用本发明的性能监测装置则可以快速和准确的找到合适的系数。图6中的性能监测装置526和533提供了不同接收偏振态的性能监测结果。而所述结果被分别输入到滤波器系数控制装置605和606。滤波器系数控制装置605和606根据性能监测结果来分别调整均衡滤波器601和602的系数。滤波器系数控制装置605可以由比较器607和查找表608来实现。查找表608中存储了为补偿不同程度的损伤而应该在均衡滤波器601或602中采用的不同系数，比如为了补偿程度为-NA的损伤(N为整数而A为查找表的步长)，均衡滤波器601或602应该采取的滤波器系数(FIR系数)为系数序列-1。而比较器607根据性能监测装置526的输出527的变化在查找表608中调整所查找的损伤值从而调整滤波器系数控制装置605的输出。查找表608中的FIR系数可以根据理论计算或通过试验或仿真预先获得。具体的调整流程如图7所示。而滤波器系数控制装置606的结构和调整流程可以是和605完全一样的。
应该注意，虽然在图6中将自适应滤波器521和528分别示出为一个模块，但它们可以分别由多个滤波器组成。
图7给出了根据本发明的性能监测装置的输出来调整均衡滤波器系数的流程。步骤701中，滤波器系数控制装置605将当前的滤波器的系数所对应的损伤值增加A，然后获得增加后的损伤值所对应的新的滤波器系数，并将其赋给均衡滤波器。步骤702中，滤波器系数控制装置605比较步骤701前后性能监测装置526提供的性能监测结果的差异。步骤703中，根据监测结果的差异确定性能是否得到了改善。如果性能得到了改善，则重复步骤701；否则进入步骤704进行反向的系数调节，即将当前的滤波器的系数所对应的损伤值减少A，然后获得减少后的损伤值所对应的新的滤波器系数，并将其赋给均衡滤波器，并且随后进入步骤702。在步骤703中可以同时记录了在调整过程中各个系数所对应的性能，这样通过重复以上步骤，本发明的性能监测装置的结果就指示了最佳的合适的滤波器系数。当然，也可以在步骤703中加入基于阈值的判断，当性能高于所定的阈值时中止系数的调整过程。
对均衡滤波器602的控制可以采用相同的方法与对均衡滤波器601的控制顺序地或并行地执行。
图8给出了应用本发明的性能监测装置来进行故障定位和排除的光相干接收机。图8中性能监测装置的输出527和534被输入性能检测和控制装置801。性能检测和控制装置801可以是网络管理系统的一部分也可以是接收机中集成的控制模块。性能检测和控制装置801的重要功能是采集接收机的工作状态信息如误码率，告警等并提供对接收机的控制接口。作为本发明的一类应用，性能检测和控制装置801可以结合告警信息和本发明的性能检测装置的输出527和533来进行故障定位和排除。图9给出了故障定位和排除的一个实施例。
图9给出了本发明的性能监测装置用于接收机故障定位过程中的一个实施例。在偏振复用模式光相干接收机中因为自适应滤波器的系数收敛的问题，有可能发生一个偏振态上的信号在接收过程中完全丢失的情况。这时接收机无法工作，而因为光相干接收机复杂的结构，定位这样的问题是非常困难的。本发明的性能监测装置为定位这一类的问题提供了一个简单而有效的方法。
在图9中，在步骤901，接收机因无法工作等而触发的高级别告警，例如帧丢失等；当发生这样的告警时，进入步骤902。在步骤902中，根据本发明的性能监测装置的监测结果判断两个接收支路的物理层工作性能；如果发生一个偏振态上的信号丢失的情况，接收机的两个支路会输出经过损伤补偿的同一个偏振态上的信号，这时两个支路的物理层工作性能是很好的。所以一旦当两个支路的物理层工作性能很好而接收机却无法工作时，可以确定问题时出现在自适应滤波器的系数收敛上。因而，在确定物理层工作性能良好时(步骤902，是)，进入步骤903，重启自适应滤波器的系数收敛过程以解决问题。在确定物理层工作性能不好时(步骤902，否)，进入步骤904，进行物理层问题的解决。图9所示的仅仅是本发明在接收机故障定位中的一个例子。在实际应用中，本发明提供的性能监测结果为故障定位和排除提供了直接而实时的物理层信息。这样的信息作为接收机高层告警的有效补充，对于大多数的故障定位和排除都是极有帮助的。
图10给出了性能检测和控制装置在实现图9的故障定位时的结构框图。
如图10所示，根据本发明一种实施方式的性能检测和控制装置包括指令接收单元1001、物理层性能判断单元1002和滤波器系数调整单元1003。
指令接收单元1001接收来自接收机的高级别告警，当接收到所述高级别告警时，物理层性能判断单元1002根据来自性能监测装置526的信号527和来自性能监测装置533的信号534判断是否为物理层故障。当物理层性能判断单元1002判断物理层工作良好时，由滤波器系数调整单元1003进行滤波器系数的调整。
以上自适应均衡装置的控制或滤波器系数调整的具体工作内容、方法以及实现例如可以参照2008年6月6日提交的发明名称为自适应均衡装置和方法的第200810108922.9号中国专利申请中的自适应均衡装置的实现或200年4月1日提交的名称为“滤波器系数变更装置和方法”的第200810090222.1号中国专利申请中的滤波器系数变更装置和方法。通过引用将以上两个专利的内容合并在本文中，如同在本文中完全阐述一样。
图11示出了依据本发明一种实施方式的光相干接收机性能监测方法的流程图。如图1所示，首先在步骤1101，将来自数据恢复器111的第二信号从来自数字相位恢复器的第一信号中减去，然后在步骤1102，获取步骤1101的相减结果的平方。另外，虽然在图中没有示出，在步骤1102之后可以具有平均步骤，用于对步骤1102的结果求平均。同时，在步骤1103，将步骤1101的相减结果延时一个符号周期。并随后在步骤1104将经步骤1103延时的结果与步骤1101的第一相减步骤所得的结果相乘。虽然在图中没有示出，但在步骤1104之后可以具有平均步骤，用于对步骤1104的结果求平均。然后在步骤1105，从步骤1102所得的结果中减去步骤1104所得的结果。进一步，优选的是，可以进一步对步骤1105所得的结果求平均。
需要说明的是，本发明的范围还包括可以使单片机等逻辑部件执行本发明的性能监测方法或充当本发明的性能监测装置的计算机程序以及记录有该程序的计算机可读记录介质。作为记录介质，这里可以使用计算机可读的软盘、硬盘、半导体存储器、CD-ROM、DVD、磁光盘(MO)以及其它介质。
应该理解，本发明在范围并不受到以上说明的限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。