专利名称：光分插复用器环网复用段功率优化方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域的WDM光传输设备，尤其涉及一种对OADM(光分插复用器)环网复用段进行功率优化的方法和系统。
背景技术：
在城市光传送网应用的WDM系统，广泛采用OADM设备构成OADM环网。OADM环网的增益和损耗包含节点内OADM器件的损耗、上游节点OA(光放大器)的增益、光纤线路损耗和下游节点OA的增益。其中，上游节点OA的增益补偿节点内OADM器件的损耗，OADM器件损耗是稳定的，因此可以在设备调试时，调整上游节点OA增益补偿OADM器件损耗，在设备运行中不需考虑变化。这样，在设备运行中，环网的增益和损耗的变化主要由光纤线路损耗和下游节点OA的增益的变化决定。
在光纤线路条件发生变化(老化、温度等)时，线路损耗将发生偏差值，环网的增益可能大于损耗，也可能小于损耗。
当环网增益和损耗比过小，环网的OSNR(光信噪比)和光功率将劣化，在极限情况下，系统将产生误码。
在OADM环网中，存在保护的波长、空闲波长或OADM器件的带宽和中心波长的不一致造成一部分波长泄漏(如带阻滤波器和带通滤波器的带宽、中心波长的不一致，在带阻滤波器下路处，位于带阻滤波器的带宽之外，但仍位于带通滤波器的带宽内的波长将泄漏)。这些波长在环网的各点直通，由OADM器件、光放大器和光纤传输链路组成环路，当环路的总增益大于总损耗时，光放大器的噪声在网络中不断放大，就可能形成自激振荡，将严重影响网络工作。如图1所示的OADM环网中，在各点直通的波长在环网中将形成一个环路，若由光放大器形成的总增益大于光纤线路和OADM节点内部的总损耗，网络将可能产生自激。
因此，在OADM环网中，在光纤线路条件发生变化(老化、温度等)时，须控制OADM环网光复用段(OMS)的功率，使环网的增益和损耗控制在合适的范围内。
目前，有单独地避免OADM环网产生自激的方法和装置，也有建立在链路上的网元级的功率优化方法，但未见通过控制环网的光功率，既抑制环网自激，又使环网的增益和损耗在合适范围内的方法。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种光分插复用器环网复用段功率优化方法及其系统，既可避免环网的OSNR和功率的劣化，又可防止环网产生自激。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种光分插复用器环网复用段功率优化方法，应用于每一光复用段上游节点有对应光放大器OA，下游节点有对应OA和光衰减器VOA的系统，该方法包括以下步骤(a)监测环网各网元中放大器的输入输出功率，计算出各光复用段的增益衰减和及环网总增益衰减和；(b)判断计算出的各光复用段的增益衰减和以及环网总增益衰减和是否在环网约束条件规定的范围之内，若满足，执行步骤(a)，否则，执行步骤(c)；(c)根据各光复用段的增益衰减和及环网总增益衰减和与各自约束条件的差异，以及光复用段下游节点对应OA和VOA的调节范围，确定要调节的OA和VOA及其调节量，使得环网总增益衰减和满足约束条件；(d)将要调整的OA和VOA及其调节量下发执行，使环网得到优化。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(a)中计算某个光复用段的增益衰减和时，是将监测到的该光复用段上游节点对应OA的输出光功率减去其下游节点对应OA的输入光功率，再加上其下游节点对应OA的增益得到的，或者是用其下游节点对应OA的输出光功率减去其上游节点对应OA的输出光功率得到的；环网总增益衰减和是将环网各光复用段增益衰减和相加得到的。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(b)中环网约束条件中对各光复用段的增益衰减和Mi的要求为C1≤Mi≤0，；对环网总增益衰减和M的要求为C2≤M＜0；其中，C1和C2为预设的小于0的常数，对环网总增益衰减和M的要求更为优先。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(c)进一步包括以下步骤(c1)根据光复用段下游节点对应OA和VOA的调节范围，计算出各个不满足约束条件的光复用段增益衰减和可以达到的最接近于一设定标准值的可达值；(c2)将需调整的各光复用段增益衰减和的可达值和无需调整的各光复用段增益衰减和的检测值相加，与环网总增益衰减和的约束条件比较，如满足条件，则以所述可达值为相应光复用段增益衰减和调整的最终值，执行步骤(c4)，如不满足条件，执行步骤(c3)；(c3)对环网各光复用段增益衰减和的可达值或检测值进行微调，使得环网总增益衰减和满足约束条件，并以微调后的值作为各光复用段增益衰减和调整的最终值；(c4)将各光复用段增益衰减和的当前值和最终值之差，即调节量分配给其下游节点对应的OA和/或VOA，结束。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(c1)中的标准值是从光复用段增益衰减和约束条件规定的范围内选定的。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(c1)进一步分为以下步骤(c11)以某个网元为起始网元，从第一个光复用段开始处理，依次判断其增益衰减和是否满足约束条件，找到第一个不满足约束条件的光复用段时，执行下一步；(c12)根据当前光复用段下游节点对应OA和VOA的调节范围，从约束条件规定范围内选择一标准值，计算出该光复用段增益衰减和可以达到的最接近于该标准值的可达值；(c13)判断该光复用段增益衰减和Mi的可达值是否满足约束条件C1≤Mi≤0，若满足，执行步骤(c17)，否则执行步骤(c14)；(c14)判断该光复用段的增益衰减和Mi的可达值是否大于零，若是，执行步骤(c15)，否则，执行步骤(c16)；(c15)如果上游光复用段还未处理，将约束条件规定范围中最接近于Mi的值减去当前光复用段Mi可达值的差作为偏差值，分配到该上游光复用段，执行步骤(c17)；(c16)如果下游光复用段还未处理，将约束条件规定范围中最接近于Mi的值减去当前光复用段Mi可达值的差作为偏差值，分配到该下游光复用段；(c17)判断环网各光复用段是否已处理完，如果是，执行步骤(c2)，否则，以下一光复用段为当前复用段，执行步骤(c18)；(c18)判断当前光复用段是否分配有偏差值，如果有，则以其它光复用段分配的调偏值之和为标准值，计算该光复用段增益衰减和可以达到的最接近于该标准值的可达值，返回步骤(c13)，如果未分配有偏差值，执行(c19)；(c19)判断该光复用段的增益衰减和是否满足约束条件，如果满足，则无需调整，执行步骤(c17)，否则，返回步骤(c12)。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(c3)中对各光复用段增益衰减和的可达值或检测值进行微调时，是优先将那些可达值或检测值满足约束条件且有调整余地的光复用段的增益衰减和向满足环网总增益衰减和约束条件的方向调整；如还不能满足环网总增益衰减和约束条件，再将光复用段增益衰减和调整到约束条件之外，或者对OA和/或VOA进行更换。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(c4)中对光复用段增益衰减和的调节量进行分配时，在欲增大增益衰减和时，优先减小VOA的衰减，再增大OA的增益；在欲减小增益衰减和时，优先减小OA的增益，再增大VOA的衰减。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(d)中，在对要调整的OA和VOA的调节量下发进行排序时，在第一轮下发时优先安排使环网总增益衰减和趋向于满足约束条件或能保持满足约束条件的调节量，如还存在没有下发的调节量，再在第二轮按该优先原则继续下发。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤(d)中，对某OA或VOA下发的调节量不超过一设定的单位步长，一次下发不完的，分多轮下发。
本发明提供的光分插复用器环网复用段功率优化系统包括通过光复用段相连的各个网元，每个网元中包括与上游光复用段相连的可调光衰减器VOA及与该VOA相连的光放大器OA，以及与下游光复用段相连的OA，并且各个网元均与一控制装置相连接，该控制装置进一步包括监测模块、控制模块和执行模块，其中所述监测模块与各网元中的OA连接，用于监测各OA的输入、输出功率，并输出到控制模块；所述控制模块，用于监测到的各OA的输入、输出功率，计算出各光复用段的增益衰减和及环网总增益衰减和，判断是否满足各自的环网约束条件规定的范围之内，不满足时，根据各光复用段增益衰减和及环网总增益衰减和与约束条件的差异，以及各光复用段下游节点对应OA和VOA的调节范围，确定要调节的OA和VOA及其调节量；所述执行模块与各网元中的OA和VOA相连，用于根据控制模块确定的需调节的OA和VOA、调整值下发执行。
进一步地，上述系统还可具有以下特点所述控制模块进一步包括增益衰减和计算单元、调整判决单元和调整量计算单元增益衰减和计算单元，包含第一计算子单元，用于对每一光复用段，计算其上游节点对应OA输出光功率和下游节点对应OA输入光功率之差，再加上下游节点对应OA的增益，即得到该光复用段的增益和衰减和；第二计算子单元，用于将得到的环网中各光复用段的增益和衰减和相加，获得环网的总增益衰减和；调整判决单元，用于将环网各光复用段的增益衰减和及环网的总增益衰减和与环网约束条件相比，若满足约束条件，则不需优化；若不满足约束条件，则触发调整量计算单元处理；调整量计算分配单元，包含第一计算子单元，用于根据各光复用段的增益衰减和、约束条件和调节量，计算出各光复用段调整的可达值；第二计算子单元，用于将各光复用段调整的目标值相加，与环网总增益衰减和的约束条件相比，确定各光复用段调整的最终值，使环网总增益衰减和满足约束条件；分配子单元，用于将各光复用段调整的最终值计算出调节量并分配到下游节点对应的OA和/或VOA。
进一步地，上述系统还可具有以下特点所述控制模块还包括调节排序单元，用于在第一轮下发时优先安排使环网总增益衰减和趋向于满足约束条件或能保持满足约束条件的调节量，如还存在没有下发的调节量，再在第二轮按该优先原则继续下发；且每轮对某OA或VOA下发的调节量不超过一个单位步长，一次下发不完的，分多轮下发；所述。
进一步地，上述系统还可具有以下特点所述调整量计算分配单元的第一计算子单元，是根据光复用段下游节点对应OA和VOA的调节范围，计算出各个不满足约束条件的光复用段增益衰减和可以达到的最接近于一设定标准值的可达值，该标准值是从光复用段增益衰减和约束条件规定的范围内选定的，或者，该标准值是从上游或下游节点分配的可达值与约束条件的偏差值；所述调整量计算分配单元的第二计算子单元，是按以下方式得到各光复用段增益衰减和调整的最终值先将需调整的各光复用段增益衰减和的可达值和无需调整的各光复用段增益衰减和的检测值相加，与环网总增益衰减和的约束条件比较，如满足条件，则以所述可达值为相应光复用段增益衰减和调整的最终值，如不满足条件，则对环网各光复用段增益衰减和的可达值或检测值进行微调，使得环网总增益衰减和满足约束条件，并以微调后的值作为各光复用段增益衰减和调整的最终值。
进一步地，上述系统还可具有以下特点所述控制装置通过网管系统或信令系统与各个网元连接。
由上可知，本发明根据OADM环网光复用段的光功率情况，在由于老化或温度等原因使光纤线路条件发生变化，线路损耗变化时，对环网的光复用段光功率进行优化，控制环路增益和损耗在合适的范围内，由于采取了考虑环网损耗过大和自激的约束条件，既有效地避免了线路损耗变大产生的环网OSNR和功率的劣化，又有效地避免了损耗减小造成环网自激。进一步地，在调整量下发时，可采取调整量细分、调节顺序优化等技术措施，达到了保证设备逐步平缓得到优化，有效保证了设备无误码运行的效果。
图1是OADM环网示意图；图2是本发明实施例实现复用段功率优化的OADM环网示意图；图3是本发明实施例实现环网复用段功率优化方法的总体流程示意图；图4是优化环网各光复用段增益衰减和方法流程示意图；图5是优化调节顺序方法流程示意图；图6是实现复用段功率优化的四节点OADM环网示意图。
具体实施例方式
下面结合附图，对技术方案的实施例作进一步的详细描述图1所示为OADM环网的示意图，由每个网元包括波长转换器(OUT)、光分插复用器(OADM)和光放大器(OA)。在图1中，在各节点直通的波长，当环路增益大于损耗时，将在环网中自激，这将劣化环网的传输性能。在各节点直通的波长的形成方式包括保护的波长、空闲波长或OADM器件的带宽和中心波长的不一致造成一部分波长泄漏。
图2为实现本实施例OADM环网复用段功率优化方法的OADM环网示意图，每个网元由波长转换器(OUT)、光分插复用器(OADM)、光放大器(OA)、可调光衰减器(VOA)和控制装置组成。在下文中，光复用段上游节点的对应OA是指该上游节点中与该光复用段相连的OA，光复用段下游节点对应的OA是指该下游节点中通过一个VOA与该光复用段相连的OA。
该控制装置通过网管系统或信令系统与各个网元连接，用于实现OADM环网复用段功率优化，该装置进一步包括监测模块、控制模块和执行模块。其中所述监测模块与各网元中的OA连接，可以通过网管系统或信令系统连接，用于监测各OA的输入、输出功率，并输出到控制模块；所述控制模块，所述控制模块，用于监测到的各OA的输入、输出功率，计算出各光复用段的增益衰减和及环网总增益衰减和，判断是否满足各自的环网约束条件规定的范围之内，不满足时，根据各光复用段增益衰减和及环网总增益衰减和与约束条件的差异，以及各光复用段下游节点对应OA和VOA调节范围，确定要调节的OA和VOA及其调节量；进一步包括增益衰减和计算单元，包括第一计算子单元，用于对每一光复用段，计算其上游节点对应OA输出光功率和下游节点对应OA输入光功率之差，获得跨段损耗，再加上下游节点对应OA的增益，即得到该光复用段的增益和衰减和；第二计算子单元，用于将得到的环网中各光复用段的增益和衰减和相加，获得环网的总增益衰减和。
调整判决单元，用于将环网各光复用段的增益衰减和及环网的总增益衰减和与环网约束条件相比，若满足约束条件(参见下文)，则不需优化；若不满足约束条件，则触发调整量计算单元处理；调整量计算分配单元，包括第一计算子单元，用于根据各光复用段的增益衰减和、相应的约束条件、调节量和其它光复用段分配的偏差值，计算出各光复用段调整的目标值。具体地，本实施例是根据光复用段下游节点对应OA和VOA的调节范围，计算出各个不满足约束条件的光复用段增益衰减和可以达到的最接近于一设定标准值的可达值，该标准值是从光复用段增益衰减和约束条件规定的范围内选定的，或者，该标准值是从上游或下游节点分配的可达值与约束条件的偏差值；第二计算子单元，用于将各光复用段调整的目标值相加，与整个环网的约束条件相比，确定各光复用段调整的最终值，使环网的总增益衰减和满足约束条件。具体地，本实施例是先将需调整的各光复用段增益衰减和的可达值和无需调整的各光复用段增益衰减和的检测值相加，与环网总增益衰减和的约束条件比较，如满足条件，则以所述可达值为相应光复用段增益衰减和调整的最终值，如不满足条件，则对环网各光复用段增益衰减和的可达值或检测值进行微调，使得环网总增益衰减和满足约束条件，并以微调后的值作为各光复用段增益衰减和调整的最终值；以及分配子单元，用于将各光复用段调整的最终值计算出调节量并分配到下游节点对应的OA和/或VOA。
调节排序单元，用于以单位步长和排定的顺序下发执行，使环网逐步平缓地得到优化；在第一轮优先下发使环网总增益衰减和趋向于满足约束条件或能保持满足约束条件的调节量，如还存在没有下发的调节量，再在第二轮按该优先原则继续下发。并且，每轮对某OA或VOA下发的调节量不超过一个单位步长，一次下发不完的，分多轮下发。
所述执行模块与各网元中的OA和VOA连接，用于根据控制模块确定的需调节的OA和VOA、调整值和调整顺序，按一定步长逐次进行动态调整，使环网的总增益衰减和满足约束条件，并在此前提下尽量使各光复用段的增益衰减和满足约束条件。
如图3所示，为本发明所述的OADM环网复用段功率优化方法的总体流程示意图，包括如下步骤步骤1，监测环网状态，计算出各光复用段的增益衰减和及整个环网的总增益衰减和；所谓环网状态，是用各光复用段的增益衰减和整个环网的总增益衰减和表示的。对某个光复用段，是将其上游节点对应OA的输出光功率减去其下游节点对应OA的输入光功率，再加上其下游节点对应OA的增益，得到该光复用段的增益衰减和，再将各光复用段的增益衰减和相加得到整个环网的总增益衰减和。在其它实施方式中，也可以直接用某光复用段下游节点对应OA的输出光功率减去其上游节点对应OA的输出光功率，得到该光复用段的增益和衰减和。
步骤2，判断环网状态是否满足环网约束条件，若满足，则继续进行步骤1的环网状态监测；若不满足，则执行步骤3；而环网约束条件包含对各光复用段的增益衰减和Mi(i＝1，2，...，N)的要求C1≤Mi≤0，用于保证环网的增益与衰减匹配，环网的OSNR和功率不劣化；以及对环网总增益衰减和M的要求C2≤M＜0，用于保证环网的增益小于损耗，避免产生自激。其中，C1和C2为预设的小于0的常数，可以根据环网组网结构等因素取值。对环网总增益衰减和M的要求更为优先。约束条件也不局限于上面的规定，有时对于光复用段增益衰减和，也可以允许大于0。
步骤3，环网配置优化根据环网状态与约束条件的差异及光复用段下游节点对应OA和VOA的调节范围，确定要调节的OA和VOA及其调节量，优化环网光复用段的增益衰减和，以满足环网约束条件；步骤4，环网配置重置将要调整的OA和VOA及其调节量以适当的步长和顺序下发执行，使环网逐步平缓地得到优化。
如图4所示，上述步骤3优化环网光复用段增益衰减和的流程进一步包含以下步骤步骤40，首先，以某个网元为起始网元，从第一个光复用段(OMA段)开始处理，依次判断其增益衰减和是否满足约束条件，找到第一个不满足约束条件的光复用段，执行下一步；步骤41，根据当前光复用段下游节点对应OA和VOA的调节范围，以约束条件的中间值为标准值，计算出该光复用段增益衰减和可以达到的最接近于该标准值的可达值；
本实施例是以约束条件的中间值为标准值，是为了在后续的微调中有更大的调节余地。但针对具体环境，本发明也可以根据经验在约束条件规定的范围中选取别的值作为标准值来计算。
步骤42，判断该光复用段增益衰减和Mi的可达值是否满足约束条件C1≤Mi≤0，若满足，不向其它光复用段分配偏差值，执行步骤46，若不满足，需向其它光复用段分配偏差值，执行步骤43；步骤43，判断该光复用段的增益衰减和Mi的可达值是否大于零，若是，执行步骤44，否则，则到步骤45；步骤44，如果上游光复用段还未处理，将约束条件规定范围中最接近于Mi的值减去当前光复用段Mi可达值的差作为偏差值，分配到该上游光复用段，执行步骤46；步骤45，如果下游光复用段还未处理，将约束条件规定范围中最接近于Mi的值减去当前光复用段Mi可达值的差作为偏差值，分配到该下游光复用段；如，假定调节前某光复用段的增益衰减和为1，光复用段约束条件为-1≤Mi≤0，其中点为-0.5，其下游节点对应VOA的调节范围为2，则该光复用段的增益衰减和的可达值即为-0.5。如果调节前该光复用段的增益衰减和为2，其它条件不变，则该光复用段的增益衰减和的可达值为0，如果调节前该光复用段的增益衰减和为2.5，其它条件不变，则该光复用段的增益衰减和的可达值为0.5，并且需向未处理的上游光复用段分配-0.5的偏差值。如上游复用段已处理过，则在微调时再处理。
步骤46，判断环网各光复用段是否已处理完，如果是，执行步骤49，否则，以下一光复用段为当前复用段，执行步骤47；步骤47，先判断当前光复用段是否分配有偏差值，如果有，则以其它光复用段分配的调偏值之和为标准值，计算该光复用段增益衰减和可以达到的最接近于该标准值的可达值(步骤47a)，返回步骤42，如果未分配有偏差值，执行步骤48；
步骤48，判断该光复用段的增益衰减和是否满足约束条件，如果满足，则无需调整，执行步骤46，否则，返回步骤41；步骤49，将需调整的各光复用段增益衰减和的可达值和无需调整的各光复用段增益衰减和的检测值相加，判断得到的环网总增益衰减和是否已满足约束条件C2≤M＜0，如是，则以这些可达值作为相应光复用段增益衰减和调整的最终值，执行步骤51，否则，执行步骤50；步骤50，对环网各光复用段增益衰减和的可达值和检测值进行微调，使得环网总增益衰减和满足约束条件C2≤M＜0，并以微调后的值作为各光复用段增益衰减和调整的最终值；微调时，先将那些可达值或检测值在约束条件C1≤Mi≤0范围内且有调整余地的光复用段的增益衰减和向满足环网总增益衰减和约束条件的方向调整。例如，光复用段增益衰减和及总增益衰减和的约束条件均为-1＜M＜0，微调前计算出的环网总增益衰减和为+0.5，则微调时，优先将各光复用段增益衰减和的可达值或检测值在约束条件规定的范围内调整，这里是向-1调整，如将两个光复用段的增益衰减和从-0.5调成-0.75，以在满足环网总增益衰减和约束条件的前提下，使各光复用段增益衰减和也满足自己的约束条件。实在不能满足总增益衰减和的条件时，可以将光复用段增益衰减和调整到约束条件之外，或者对器件OA、VOA进行更换。
步骤51，将各光复用段增益衰减和的当前值和最终值之差，即调节量分配给其下游节点对应的OA和/或VOA，结束。
优先采用的分配原则为在欲增大增益衰减和时，优先减小VOA的衰减，再增大OA的增益；在欲减小增益衰减和时，优先减小OA的增益，再增大VOA的衰减。这样更有利于系统的性能。
特别需要说明的是，上面确定环网各光复用段增益衰减和优化调整的最终值的过程只是一个示例，事实上，并不必须遵守一个固定的流程来推导，如通过对各光复用段取值尝试的方法来推导也是可以的。或者一开始只计算出各个不满足约束条件的光复用段的可达值，不进行偏差值的分配；然后将需调整的各光复用段增益衰减和的可达值和无需调整的各光复用段增益衰减和的检测值相加，与约束条件C2≤M＜0比较，如满足条件，则可以不再调整，如不能满足，再统一进行微调，也是可以的。总之，只要能够使得最后环网总增益衰减和满足约束条件，在此前提下，各光复用段的增益衰减和尽量满足约束条件即可，而且调整的最终值结果也不是唯一的。
为了防止执行模块调整量下发顺序不当或下发过快，造成环网性能劣化，所以在上述步骤4进行环网配置重置时，是将要调整的OA和VOA的调节量以适当的步长和顺序下发执行，具体如图5所示，可通过以下步骤完成步骤61，选择环网的一节点为起始节点；步骤62，找到第一个需调整的光复用段；步骤63，判断当前光复用段的调节量是否使环网总增益衰减和趋于约束条件或保持在约束条件内，若是，则执行步骤65；否则执行步骤64；例如当前环网总增益衰减和的值为1，而当前光复用段的调节量是-0.5，则该调节量使环网总增益衰减和趋于约束条件。这是为了避免调整过程中环网因不满足约束条件而出现自激或性能恶化。
步骤64，找到下一需调整的光复用段，返回步骤63；步骤65，按顺序安排该光复用段该轮要调节的下游节点对应OA或VOA及其调节量，调节量在OA或VOA上的分配方式上文已说明，每一轮可以将一个光复用段的调节量限制在一个值内，该值可以称为单位步长，以避免调整过急对环网的工作造成冲击；步骤66，判断该光复用段是否最后一个需调整的光复用段，若是，执行步骤67；否则返回步骤64；步骤67，判断各光复用段的调节量是否均已安排完成(包括该轮未安排的或只安排了部分调节量的)，若是，执行步骤69；若否，执行步骤68；步骤68，进入下一轮调节量的安排，返回步骤62；步骤69，得到了所有光复用段调整量的调节顺序，按该顺序下发执行。
在另一实施方式中，在计算时同时按序下发也是可以的。
下面用一个实例对本发明进行进一步的说明图6为一有1、2、3、4共4个OADM网元的环网。该环网有4个光复用段。网元1到网元2之间为一光复用段，记为OMS#1。网元2到网元3之间为一光复用段，记为OMS#2。网元3到网元4之间为一光复用段，记为OMS#3。网元4到网元1之间为一光复用段，记为OMS#4。检测到的环网状态如下表所示。
假设环网的约束条件为-1≤Mi≤0和-1≤M≤0。OMS#2不满足光复用段的约束条件，且该环网总增益衰减和大于损耗，存在自激的可能。
假定各个VOA的调节范围为3，根据本发明所示方法，计算出OMS#2增益衰减和的可达值和最终值均为-0.5，其它OMS的增益衰减和最终值仍为0，不必调节，得到的环网总增益衰减和为-0.5。下发时，因为需要减小增益衰减和，所以调节的是OMS#2下游节点对应的VOA2，假定VOA调节步长为0.5，则该VOA2的调节量2.5需分5轮下发。当然，将OMS#2增益衰减和的最终值定为0，分4轮下发VOA2的调节量2也是可以的。
在另一种条件下，如果VOA的调节量为1.5，则计算出OMS#2的可达值为0.5，需要向OMS#1分配-0.5的偏差值，则各段的增益衰减和的最终值中，OMS#1为-0.5，调节量为-0.5；OMS#2为0.5，调节量为-1.5；其它均为零。按发明对调节量的分配方式，可确定VOA1的调节量为0.5，VOA2的调节量为1.5，下发时，则在第一轮下发VOA1和VOA2的调节量0.5，第二、第三轮再下发VOA2的调节量0.5即可。
综上所述，本发明根据整个OADM环网光复用段OMS的光复用层光功率情况，对整个环网光复用段的光功率进行优化，采取了考虑损耗过大和自激的约束条件，达到了既有效避免线路损耗变大产生的环网OSNR和功率的劣化，又有效避免损耗减小造成环网自激。同时，在执行模块调整量下发过程中，以小调节步长将调整量逐步下发，并使得下发过程中环网趋于约束条件，从而使环网的光功率平缓的逐步优化。由于采取了考虑损耗过大和自激的约束条件、调整量细分、根据调整是否趋于约束条件判断调整量的下发顺序等技术措施，可有效保证OADM环网优化过程中系统无误码运行。
权利要求
1.一种光分插复用器环网复用段功率优化方法，应用于每一光复用段上游节点有对应光放大器OA，下游节点有对应OA和光衰减器VOA的系统，该方法包括以下步骤(a)监测环网各网元中放大器的输入输出功率，计算出各光复用段的增益衰减和及环网总增益衰减和；(b)判断计算出的各光复用段的增益衰减和以及环网总增益衰减和是否在环网约束条件规定的范围之内，若满足，执行步骤(a)，否则，执行步骤(c)；(c)根据各光复用段的增益衰减和及环网总增益衰减和与各自约束条件的差异，以及光复用段下游节点对应OA和VOA的调节范围，确定要调节的OA和VOA及其调节量，使得环网总增益衰减和满足约束条件；(d)将要调整的OA和VOA及其调节量下发执行，使环网得到优化。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)中计算某个光复用段的增益衰减和时，是将监测到的该光复用段上游节点对应OA的输出光功率减去其下游节点对应OA的输入光功率，再加上其下游节点对应OA的增益得到的，或者是用其下游节点对应OA的输出光功率减去其上游节点对应OA的输出光功率得到的；环网总增益衰减和是将环网各光复用段增益衰减和相加得到的。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)中环网约束条件中对各光复用段的增益衰减和Mi的要求为C1≤Mi≤0，；对环网总增益衰减和M的要求为C2≤M＜0；其中，C1和C2为预设的小于0的常数，对环网总增益衰减和M的要求更为优先。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)进一步包括以下步骤(c1)根据光复用段下游节点对应OA和VOA的调节范围，计算出各个不满足约束条件的光复用段增益衰减和可以达到的最接近于一设定标准值的可达值；(c2)将需调整的各光复用段增益衰减和的可达值和无需调整的各光复用段增益衰减和的检测值相加，与环网总增益衰减和的约束条件比较，如满足条件，则以所述可达值为相应光复用段增益衰减和调整的最终值，执行步骤(c4)，如不满足条件，执行步骤(c3)；(c3)对环网各光复用段增益衰减和的可达值或检测值进行微调，使得环网总增益衰减和满足约束条件，并以微调后的值作为各光复用段增益衰减和调整的最终值；(c4)将各光复用段增益衰减和的当前值和最终值之差，即调节量分配给其下游节点对应的OA和/或VOA，结束。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(c1)中的标准值是从光复用段增益衰减和约束条件规定的范围内选定的。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(c1)进一步分为以下步骤(c11)以某个网元为起始网元，从第一个光复用段开始处理，依次判断其增益衰减和是否满足约束条件，找到第一个不满足约束条件的光复用段时，执行下一步；(c12)根据当前光复用段下游节点对应OA和VOA的调节范围，从约束条件规定范围内选择一标准值，计算出该光复用段增益衰减和可以达到的最接近于该标准值的可达值；(c13)判断该光复用段增益衰减和Mi的可达值是否满足约束条件C1≤Mi≤0，若满足，执行步骤(c17)，否则执行步骤(c14)；(c14)判断该光复用段的增益衰减和Mi的可达值是否大于零，若是，执行步骤(c15)，否则，执行步骤(c16)；(c15)如果上游光复用段还未处理，将约束条件规定范围中最接近于Mi的值减去当前光复用段Mi可达值的差作为偏差值，分配到该上游光复用段，执行步骤(c17)；(c16)如果下游光复用段还未处理，将约束条件规定范围中最接近于Mi的值减去当前光复用段Mi可达值的差作为偏差值，分配到该下游光复用段；(c17)判断环网各光复用段是否已处理完，如果是，执行步骤(c2)，否则，以下一光复用段为当前复用段，执行步骤(c18)；(c18)判断当前光复用段是否分配有偏差值，如果有，则以其它光复用段分配的调偏值之和为标准值，计算该光复用段增益衰减和可以达到的最接近于该标准值的可达值，返回步骤(c13)，如果未分配有偏差值，执行(c19)；(c19)判断该光复用段的增益衰减和是否满足约束条件，如果满足，则无需调整，执行步骤(c17)，否则，返回步骤(c12)。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(c3)中对各光复用段增益衰减和的可达值或检测值进行微调时，是优先将那些可达值或检测值满足约束条件且有调整余地的光复用段的增益衰减和向满足环网总增益衰减和约束条件的方向调整；如还不能满足环网总增益衰减和约束条件，再将光复用段增益衰减和调整到约束条件之外，或者对OA和/或VOA进行更换。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(c4)中对光复用段增益衰减和的调节量进行分配时，在欲增大增益衰减和时，优先减小VOA的衰减，再增大OA的增益；在欲减小增益衰减和时，优先减小OA的增益，再增大VOA的衰减。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(d)中，在对要调整的OA和VOA的调节量下发进行排序时，在第一轮下发时优先安排使环网总增益衰减和趋向于满足约束条件或能保持满足约束条件的调节量，如还存在没有下发的调节量，再在第二轮按该优先原则继续下发。
10.如权利要求1或9所述的方法，其特征在于，所述步骤(d)中，对某OA或VOA下发的调节量不超过一设定的单位步长，一次下发不完的，分多轮下发。
11.一种光分插复用器环网复用段功率优化系统，包括通过光复用段相连的各个网元，其特征在于，每个网元中包括与上游光复用段相连的可调光衰减器VOA及与该VOA相连的光放大器OA，以及与下游光复用段相连的OA，并且各个网元均与一控制装置相连接，该控制装置进一步包括监测模块、控制模块和执行模块，其中所述监测模块与各网元中的OA连接，用于监测各OA的输入、输出功率，并输出到控制模块；所述控制模块，用于监测到的各OA的输入、输出功率，计算出各光复用段的增益衰减和及环网总增益衰减和，判断是否满足各自的环网约束条件规定的范围之内，不满足时，根据各光复用段增益衰减和及环网总增益衰减和与约束条件的差异，以及各光复用段下游节点对应OA和VOA的调节范围，确定要调节的OA和VOA及其调节量；所述执行模块与各网元中的OA和VOA相连，用于根据控制模块确定的需调节的OA和VOA、调整值下发执行。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述控制模块进一步包括增益衰减和计算单元、调整判决单元和调整量计算单元增益衰减和计算单元，包含第一计算子单元，用于对每一光复用段，计算其上游节点对应OA输出光功率和下游节点对应OA输入光功率之差，再加上下游节点对应OA的增益，即得到该光复用段的增益和衰减和；第二计算子单元，用于将得到的环网中各光复用段的增益和衰减和相加，获得环网的总增益衰减和；调整判决单元，用于将环网各光复用段的增益衰减和及环网的总增益衰减和与环网约束条件相比，若满足约束条件，则不需优化；若不满足约束条件，则触发调整量计算单元处理；调整量计算分配单元，包含第一计算子单元，用于根据各光复用段的增益衰减和、约束条件和调节量，计算出各光复用段调整的可达值；第二计算子单元，用于将各光复用段调整的目标值相加，与环网总增益衰减和的约束条件相比，确定各光复用段调整的最终值，使环网总增益衰减和满足约束条件；分配子单元，用于将各光复用段调整的最终值计算出调节量并分配到下游节点对应的OA和/或VOA。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述控制模块还包括调节排序单元，用于在第一轮下发时优先安排使环网总增益衰减和趋向于满足约束条件或能保持满足约束条件的调节量，如还存在没有下发的调节量，再在第二轮按该优先原则继续下发；且每轮对某OA或VOA下发的调节量不超过一个单位步长，一次下发不完的，分多轮下发；所述。
14.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述调整量计算分配单元的第一计算子单元，是根据光复用段下游节点对应OA和VOA的调节范围，计算出各个不满足约束条件的光复用段增益衰减和可以达到的最接近于一设定标准值的可达值，该标准值是从光复用段增益衰减和约束条件规定的范围内选定的，或者，该标准值是从上游或下游节点分配的可达值与约束条件的偏差值；所述调整量计算分配单元的第二计算子单元，是按以下方式得到各光复用段增益衰减和调整的最终值先将需调整的各光复用段增益衰减和的可达值和无需调整的各光复用段增益衰减和的检测值相加，与环网总增益衰减和的约束条件比较，如满足条件，则以所述可达值为相应光复用段增益衰减和调整的最终值，如不满足条件，则对环网各光复用段增益衰减和的可达值或检测值进行微调，使得环网总增益衰减和满足约束条件，并以微调后的值作为各光复用段增益衰减和调整的最终值。
15.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述控制装置通过网管系统或信令系统与各个网元连接。
全文摘要
一种OADM环网复用段功率优化方法及其系统，该系统的每个网元中包括与上游光复用段相连的VOA和OA，及与下游光复用段相连的OA，各个网元均与一控制装置相连接，该方法包括监测各网元中OA的输入输出功率，计算出各光复用段增益衰减和及环网总增益衰减和；判断环网状态是否满足约束条件，若不满足，根据各光复用段的增益衰减和及环网总增益衰减和与各自约束条件的差异，以及光复用段下游节点对应OA和VOA的调节范围，确定要调节的OA和VOA及其调节量，使得环网总增益衰减和满足约束条件；将要调整的OA和VOA及其调节量下发执行，使环网得到优化。本发明既可避免环网的OSNR和功率的劣化，又可防止环网产生自激。
文档编号H04B10/18GK1866797SQ20061008395
公开日2006年11月22日 申请日期2006年6月12日 优先权日2006年6月12日
发明者张红宇, 魏晓强, 王加莹 申请人:中兴通讯股份有限公司