专利名称：光通信网络中光路的可行性的制作方法
技术领域：
本发明涉及在光通信网络中评定光路可行性的方法。尤其是，但不排它地，本发明涉及在具有有限波长变换和再生能力的波分复用(WDM)光网络中评定光路可行性。
背景技术：
光学和光子技术的最近发展使得全光网和全光交叉连接(OXC)系统成为可能。消除对再生和波长变换的需求提供了显著的经济利益，但是在光路长度和波长争用(相同波长的不同连接)方面具有限制。为了降低网络的成本同时避免在光路建立方面的复杂限制，很多全光网络由包括有限变换(再生)能力的OXC构成。
无论哪种路由协议，都需要一种有效的方法来收集通过属于所需要的光路的OXC连接的几条光链路的所有信息，以及一种鲁棒但仍简单的方法来评定最为结果形成的组合链路上的光路传输的可行性。
为了说明本发明解决的问题，下面参考图1考虑WDM网络的一部分。该网络包括发射节点10，通过中间节点20连接到接收节点30。第一WDM链路1(连接1)把发射节点10连接到中间节点20并且第二WDM链路2(连接2)把中间节点20连接到接收节点30。沿着从发射节点到中间节点的路径1的光通道可以在中间节点被提取或可以沿着路径2继续直到接收节点。在两个WDM连接的终端，所有的光通道被再生。
通道可以在更远的远程接收节点被提取的可能性在确定光路可行性时是我们非常感兴趣的。
中间节点可以由不同类型的设备构成，例如，光交叉连接(OXC)、可重新配置的光插分复用器(ROADM)、固定的光插分复用器、3R再生器、WDM城域环节点等。
这些设备中的每一个引起了WDM网络的设计者必须每天处理的实际问题。
例如，只有路径1+路径2的可行性可以保证时，OXC的使用才有意义。
如果中间节点是ROADM，由于各种原因(例如，业务矩阵改变或波长用户停止操作等)可能发生的典型情况是在中间节点不再需要分出波长。在这种情况下，相同的波长可以用于确保发射和接收节点之间的提高的容量，同时不增加网络运营商的额外成本。同样，这仅仅在路径1+路径2是可行的情况下才是可能的。
在使用固定光插分复用器的情况下，除了需要某个人必须物理到达中间节点的位置把路径1物理连接到路径2外，情况与上述相同。
众所周知，中间节点中的3R再生器用于保证发送和接收节点之间的足够的服务质量。由于技术进展改进了终端处的设备性能，运营商可以期望重新使用使用了提高性能的设备的相同链路并且节省中间节点处3R再生器的高昂成本。还是同样的，只有在路径1+路径2的可行性被确认的情况下，这才是可能的。
城域网通常由多个小型运营商运转。因此，业务矩阵具有较高的时间变化特性并且波长重复使用的可能性是地铁系统供应商有竞争力的关键特征。
如果可能，上述问题在网络设计阶段被处理，因为此后用户并不能确定路径1+路径2的可行性，例如，因为设备销售商已经停止支持该设备或不再存在或没有保存相关的信息。在这种情况下，用户被迫在路径1和路径2之间再生，即使事实上有足够的余量(margin)允许全光传输。在最佳场合用户必须请求运营商重新运行网络设计过程以评定新的路径的可行性，然而这种工作是相当昂贵和花费时间的。
发明内容
本发明的一般目的是通过使的可以得到一种在具有有限再生能力的光通信网络中确定全光路径的可行性的方法来消除上述缺点。该方法基于物理参数，度量的精简集的使用，并且因此既快又经济。
考虑到该目的，本发明提供了一种在光网络中评定组合光路的可行性的方法，该组合路径由两个光路k1和k2构成，该方法包括步骤通过类型i接口为每个个别的光路k定义至少一个指示其可行性的参数，为组合路径计算信号的质量Q因子Q’_i，k1+k2，该质量因子Q是考虑影响在路径k1和路径k2上传输的恶化估计的，并比较质量Q’_i，k1+k2与值Qbare_i，值Qbare_i被定义为接口i的映射函数Q_i(.)具有的最低值并且给出了作为在被认为是可以接受的最坏情况但同时确保期望的信号质量的条件下接收和评估的OSNR的函数的Q因子，并且其中如果Q’_i，k1+k2＞＝Qbarae_i则组合连接被认为可行。
有利地，每个不同类型的接口i和路径k的至少一个参数从包括下面各项的组中选择-O_ik是最小的OSNR，预期将以该最小的OSNR在被认为最坏情况的条件下接收到在路径k上传输的i通道；-Q_i(.)是接口i的映射函数，其作为在被认为最差的条件下接收和评估的OSNR的函数来提供Q因子；-Qbare_i是可以由确保前向纠错FEC校正后所需的信号质量的Q_i获得的最低值；-Qreq_i是在FEC校正后所需的Q因子；-FEC_i是光接口i的FEC增益，定义为FEC_i＝Qreq_i-Q_i，并在Qreq_i计算；-PD_i，k是影响在路径k上传播的通道i的色散损失；-PNL_i，k是影响在路径k上传播的通道i的非线性传播损失；-PPMD_i，k是影响在路径k上传播的通道i的相位调制色散PMD损失；-PL_i，k是影响在路径k上传播的通道i的线性传播损失，其不是由于在光纤中传播所导致。
优选地，Q’_i，k1+k2被定义为Q’_i，k1+k2＝(Q_i，k1+k2)-(PPMD_i，k1+k2)-(PD_i，k1+k2)-(PNL_i，k1+k2)-(PL_i，k1+k2)其中-Q_i，k1+k2＝Q(O_i，k1+k2)，O_i，k1+k2是在路径k1上传播然后路由到路径k2上的信号i的OSNR；-PPMD_i，k1+k2是影响在路径k1上传播然后路由到路径k2上的信号i的PMD损失；
-PD_i，k1+k2是影响在路径k1上传播然后路由到路径k2上的信号i的光纤色散损失；-PNL_i，k1+k2是影响在路径k1上传播然后路由到路径k2上的信号i的非线性传输损失；以及-PL_i，k1+k2是影响在路径k1上传播然后路由到路径k2上的信号i的PD损失所没考虑到的线性失真损失。
有利地，(O_i，k1+k2)、(PPMD_i，k1+k2)、(PD_i，k1+k2)、(PNL_i，k1+k2)、(PL_i，k1+k2)可以被计算为O_i，k1+k2＝O_i，k1*O_i，k2/(O_i，k1+O_i，k2)其中O_i，k1和O_i，k2是分别在路径k1和k2开始和终止的信号i的OSNR值；PPMD_i，k1+k2＝(PPMD_i，k1^2+PPMD_i，k2^2)^0.5其中PPMD_i，k1和PPMD_i，k2是分别在路径k1和k2开始和终止的信号i经历的PMD损失；PD_i，k1+k2＝(PD_i，k1^0.5+PD_i，k2^0.5)^2其中，PD_i，k1和PD_i，k2是分别在路径k1和k2开始和终止的信号i经历的色散损失；PNL_i，k1+k2＝(PNL_i，k1^0.5+PNL_i，k2^0.5)^2其中PNL_i，k1和PNL_i，k2是分别在路径k1和k2开始和终止的信号i经历的非线性传播损失；以及PL_i，k1+k2＝PL_i，k1+PL_i，k2其中PL_i，k1和PL_i，k2是分别在路径k1和k2开始和终止的信号i经历的线性失真损失。
为了更好地理解本发明，下面将仅仅通过举例的方式参考相应的附图对依照本发明的方法进行描述。在附图中图1如前所述是用于说明本发明所解决问题的光网络的示意图；以及图2是作为OSNR(光信号噪声比)函数的Q因子的映射的例子。
具体实施例方式
首先，依照该方法，为每个个别的光路定义度量(参数)，明确定义其可行性。为此为每个不同类型的接口i和路径k定义下面的参数-O_i，k是在老化和通道负载的最差条件下在路径k上传送的通道i期望接收的最小OSNR。
-Q_i(.)是接口i的映射函数，作为在老化和接收功率的最差条件下评估的接收OSNR(dB)的函数提供Q因子(dB)。如图2的例子中所示，该函数可以以非常简单的方式被描述为分段函数或低阶多项式。
-Qbare_i是可以由确保前向纠错FEC校正后所需的信号质量的Q_i(即能够接收的退化最大的信号)获得的最低值。
-Qreq_i是在FEC校正后所需的Q因子。
-FEC_i是光接口i的FEC增益(dB)，定义为FEC_i＝Qreq_i-Q_i，并在Qreq_i计算。
-PD_i，k是影响在路径k上传播的通道i的弥散损失(PMD)。
-PNL_i，k是影响在路径k上传播的通道i的非线性传播损失。
-PPMD_i，k是影响在路径k上传播的通道i的偏振模弥散损失(PMD)。
-PL_i，k是影响在路径k上传播的通道i的线性传播损失，其不是由于在光纤中传播而是由于滤波器失真导致。
所有这些参数在网络设计阶段被计算一次，并且这些参数值被存储并随后用在本发明的方法中来评定所有新路径的可行性。
如果新类型的接口j被增加，则对每个路径k计算其相关的参数Qbare_j、Qreq_j、FEC_j、PD_j，k、PNL_j，k、PPMD_j，k、PL_j，k并存储这些参数。
现在假设期望验证由路径k1和路径k2构成的组合路径的可行性。
假设路径k1和路径k2都是单独可行的。必须如此，否则3R再生已经存在于链路1和链路2中了。
为了验证整个组合路径，即由两个或更多路径(本方法包括为两个路径的序列计算度量，该度量在随后的迭代中被使用)的序列实现的路径的可行性，上述定义的参数是足够的。特别地，组合路径k1+k2上接口i传输的可行性以下述方法被有利地验证。
特别地，所提出的为两个路径序列计算度量的方法是考虑影响在路径k1和k2上的传输的所有恶化来计算估计信号的质量(Q因子)。所述质量在这里被指示为Q’_i，k1+k2。
如果Q’_i，k1+k2＞＝Qbare_i，则组合链路是可行的，否则在路径k1和k2之间需要3R再生。
有利地，依照本发明计算Q’_i，k1+k2的方法，下面的参数被计算-O_i，k1+k2是在路径k1上传播然后路由到路径k2上的信号i的OSNR，其中O_I，k1和O_I，k2是分别在路径k1和k2开始和终止的信号i的OSNR值。
-PPMD_i，k1+k2是影响传播通过路径k1然后路由到路径k2上的信号i的PMD损失。
-PD_i，k1+k2是由影响在路径k1上传播然后路由到路径k2上的信号i的色散引起的损失。
-PNL_i，k1+k2是影响在路径k1上传播然后路由到路径k2上的信号i的非线性传播损失。
-PL_i，k1+k2是影响在路径k1上传播然后路由到路径k2上的信号i的PD损失所没有考虑的线性失真损失。这可能由复用器，解复用器，插分单元等产生。PL_i，k1和PL_i，k2是影响分别在路径k1和k2开始和终止的信号i的线性失真损失。
有利地，对于两个路径序列，所述度量被计算为-O_i，k1+k2＝O_i，k1*O_i，k2/(O_i，k1+O_i，k2)其中O_i，k1和O_i，k2是分别在路径k1和k2开始和结束的信号i的OSNR值。所有都以线性单位表示；-PPMD_i，k1+k2＝(PPMD_i，k1^2+PPMD_i，k2^2)^0.5其中PPMD_i，k1和PPMD_i，k2是影响分别在路径k1和k2开始和终止的信号i的PMD损失。所有都以dB表示；-PD_i，k1+k2＝(PD_i，k1^0.5+PD_i，k2^0.5)^2其中，PD_i，k1和PD_i，k2是影响分别在路径k1和k2开始和终止的信号i的色散损失。所有的以dB表示；-PNL_i，k1+k2＝(PNL_i，k1^0.5+PN_i，k2^0.5)^2其中PNL_i，k1和PNL_i，k2是影响分别在路径k1和k2开始和终止的信号i的非线性传播损失。所有的以dB表示；以及
-PL_i，k1+k2＝PL_i，k1+PL_i，k2其中PL_i，k1和PL_i，k2是分别在路径k1和k2开始和终止的信号i经历的线性失真损失。所有的以dB表示。
在计算O_i，k1+k2(如上所述对于接口i在路径k2末端的OSNR)后Q_i，k1+k2可以定义为Q_i，k1+k2＝Q(O_i，k1+k2)即Q_i，k1+k2是从所需接口i的映射函数获得的。该函数是在有限的传播中仅仅根据OSNR估算的信号质量，即没有考虑色散和没有非线性退化。
现在上述的Q’_i，k1+k2可以计算为Q’_i，k1+k2＝(Q_i，k1+k2)-(PPMD_i，k1+k2)-(PD_i，k1+k2)-(PNL_i，k1+k2)-(PL_i，k1+k2)并且如果Q’_i，k1+k2＞＝Qbare_i，则可以确定组合路径k1+k2的可行性验证。如果Q’_i，k1+k2＞＝Qbare_i则组合路径k1+k2的可行性被确立。
现在很清楚本发明的预定目的可以通过使得可以获得一种方法来实现，该方法允许从仅有几个预定参数的知识开始简单和快速地确定组合路径的可行性。
自然地，应用本发明的创新原理的实施例的上述说明是在此主张的排它性权利的范围内的所述原理的非限定例子给出的。
权利要求
1.一种在光通信网络中评定组合光路的可行性的方法，该组合路径由两个光路k1和k2构成，该方法包括步骤通过类型i接口为每个个别的光路k定义至少一个指示其可行性的参数，为组合路径计算信号的质量Q因子Q’_i，k1+k2，质量因子是考虑影响在路径k1和路径k2上传输的恶化估计的，并比较这个质量Q’_i，k1+k2与值Q_bare_i，值Q_bare_i被定义为通过接口i的映射函数Q_i(.)可以获得的最低值并且给出了作为在被认为是可接受的最坏情况但同时确保期望的信号质量的条件下接收和评估的OSNR的函数的Q因子，并且其中如果Q’_i，k1+k2＞＝Qbare_i则组合连接被认为可行。
2.根据权利要求1所述的方法，其中对于每个不同类型的接口i和路径k的至少一个参数是从包括下面各项的组中选择的-O_i，k是最小OSNR，预期将以该最小OSNR在被认为最坏情况的条件下接收到在路径k上传送的通道i；-Q_i(.)是接口i的映射函数，提供作为在被认为最坏情况的条件下接收和评估的OSNR的函数的Q因子；-Qbare_i是可以由Q_i获得的确保前向纠错FEC校正后所需的信号质量的的最低值；-Qreq_i是在FEC校正后所需的Q因子；-FEC_i是光接口i的FEC增益，定义为FEC_i＝Qreq_i-Q_i，并在Qreq_i计算；-PD_i，k是影响在路径k上传播的通道i的弥散损失；-PNL_i，k是影响在路径k上传播的通道i的非线性传播损失；-PPMD_i，k是影响在路径k上传播的通道i的相位调制弥散PMD损失；-PL_i，k是影响在路径k上传播的通道i的线性传播损失，其不是由于在光纤中的传播导致。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，Q’_i，k1+k2＝(Q_i，k1+k2)-(PPMD_i，k1+k2)-(PD_i，k1+k2)-(PNL_i，k1+k2)-(PL_i，k1+k2)其中-Q_i，k1+k2＝Q(O_i，k1+k2)，O_i，k1+k2是在路径k1上传播然后路由到路径k2上的信号i的OSNR；-PPMD_i，k1+k2是影响在路径k1上传播然后路由到路径k2上的信号i的PMD损失；-PD_i，k1+k2是影响在路径k1上传播然后路由到路径k2上的信号i的光纤色散损失；-PNL_i，k1+k2是影响在路径k1上传播然后路由到路径k2上的信号i的非线性传播损失；以及-PL_i，k1+k2是影响在路径k1上传播然后路由到路径k2上的信号i的PD损失所没有考虑到的线性失真损失。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，(O_i，k1+k2)、(PPMD_i，k1+k2)、(PD_i，k1+k2)、(PNL_i，k1+k2)、(PL_i，k1+k2)可以被计算为O_i，k1+k2＝O_i，k1*O_i，k2/(O_i，k1+O_i，k2)其中O_i，k1和O_i，k2是分别在路径k1和k2开始和终止的信号i的OSNR值；PPMD_i，k1+k2＝(PPMD_i，k1^2+PPMD_i，k2^2)^0.5其中PPMD_i，k1和PPMD_i，k2是分别在路径k1和k2开始和终止的信号i经历的PMD损失；PD_i，k1+k2＝(PD_i，k1^0.5+PD_i，k2^0.5)^2其中，PD_i，k1和PD_i，k2是分别在路径k1和k2开始和终止的信号i经历的色散损失；PNL_i，k1+k2＝(PNL_i，k1^0.5+PNL_i，k2^0.5)^2其中PNL_i，k1和PNL_i，k2是分别在路径k1和k2开始和终止的信号i经历的非线性传播损失；以及PL_i，k1+k2＝PL_i，k1+PL_i，k2其中PL_i，k1和PL_i，k2是分别在路径k1和k2开始和终止的信号i经历的线性失真损失。
全文摘要
描述了一种在光通信网络中评定组合光路的可行性的方法，该组合路径由两个光路k1和k2构成。该方法包括步骤通过类型I接口为每个个别的光路k定义至少一个指示其可行性的参数，为组合路径计算信号的质量Q因子Q’_i，k1+k2，质量因子是考虑影响在路径k1和路径k2上传输的恶化估计的，并比较质量Q’_i，k1+k2与值Q_bare_i，值Q_bare_i被定义为通过接口i的映射函数Q_i(.)可以获得的最低值并且给出了作为在被认为是可以接受的最坏情况但同时确保期望的信号质量的条件下接收和评估的OSNR的函数的Q因子，并且其中如果Q’_i，k1+k2＞＝Qbare_i则组合连接被认为可行。
文档编号H04J14/02GK1973468SQ200580020663
公开日2007年5月30日 申请日期2005年5月31日 优先权日2004年6月24日
发明者G·布鲁诺, F·卡瓦利雷 申请人:爱立信股份有限公司