专利名称：Wdm系统自动增益均衡的实现方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及WDM系统中的自动增益均衡，特别是涉及一种WDM系统自动增益均衡 的实现方法及装置。
背景技术：
本发明中所用到的名词定义如下 0PM盘，Optical Performance Monitor,光谱分析单元； OADM， Optical Add-Drop Multiplexer,光分插复用；EDFA， Erbium-doped Optical Fiber Amplifer，掺铒光纤放大器；EVOA， Electric Variable Optical Attenuator,电控可变光衰减器；GFF，Gain Flattening Filter,增益平坦滤波器； DGE， Dynamic Gain Equalizer,动态增益均衡器；LA， Line-amplifier,线路放大盘；BA， Booster-amplifier,功率放大盘； PA， Pre-amplifier,前置放大盘； ILS状态，Input Loss State,输入光丢失状态；APR状态，Automatic Power Reduction,眼保护状态(自动光功率减少)。 在现有的波分复用光传输系统中，由于光放大器增益谱的恒定导致多级光放大器
级联后的增益不平坦。此外，即使光放大器的增益平坦度是理想的，由于传输光纤、色散补
偿元件以及其它光学器件的损耗的波长相关性，也会导致在光纤线路中传输时仍然会存在
光功率不均衡的现象。而无论是光放大器的增益不平坦还是信道光功率的不均衡，都可能
造成各信道的光信噪比(0SNR)不均衡，进而导致某些信道受到严重的噪声损伤，无法实现
无误码传输。 在现有解决方案中，常常使用GFF或DGE来解决每个信道的光功率均衡问题，然 而，由于GFF解决光功率均衡的固定化使其对诸如温度变化、偏振相关损耗、老化效应等噪 声信道光功率的失衡没有有效的办法；DGE本质上为一个波长选择的光衰减器阵列，其会 导致传输链路中的衰耗增大，进而要求放大器提供更大的增益，这样就会带来更大的放大 器噪声，降低接收的光信噪比(0SNR)，光纤线路越长，需要加入的DGE越多，对0SNR的劣化 也就越大。由此可见采用GFF和DGE在实现信道光功率均衡的同时，其局限性和副作用也 是显而易见的。因此有效的从光放大器本身来寻找实现增益均衡和通道均衡的自动控制是 一个合理而有效的办法。 解决目前光传输系统中光放大器的增益均衡和通道中的光功率均衡自动控制的 瓶颈在于如何利用光放大器实现自动控制。在获知系统传送来的信道光功率不平坦信息 后，传输链路中的光放大器能够自动的进行调整才能实现增益均衡和通道光功率均衡。而 现有光放大器由于增益谱的恒定是无法实现增益均衡和通道光功率均衡自动实现的功能 的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决利用光放大器实现光传输系统中光放大器的 增益均衡和通道中的光功率均衡自动控制的问题。 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种W匿系统自动增益 均衡的实现方法，包括以下步骤 A10、0PM盘扫描光纤链路中的光谱信息并获知当前光纤链路中所传输信号的信道
总数、当前信道编号以及该当前信道的平坦度和光功率；
A20、判断当前信道的平坦度和光功率是否超限； A30、当前信道的平坦度和光功率超限时，集成了 EVOA模块的EDFA光放大盘调整
其增益斜度改变该信道的增益，保证该信道的平坦度； A40、调整EVOA模块以保证EDFA的输出光功率与调整前相同； A50、 OPM盘再次扫描光纤链路的光谱信息，并获得调整后的平坦度是否有所改善
的判断结果； 当平坦度有所改善且平坦度不再过限，则通知输出端光放大盘调整成功，确认该 调整； 当平坦度有所改善但仍旧过限，则通知上游站点光放大盘或本站点的上游光放大 盘调整其增益斜度及EVOA模块，依此类推，直到链路中的平坦度不再过限；
当平坦度更加劣化，则通知光放大盘放弃调整并退回到本次调整前的设置。
上述方法中，如果光纤链路中存在OA匿站点，则调整的范围仅限于OA匿站点的发 端光放大盘到OPM所在光放大盘之间的光纤链路。 本发明还提供了一种W匿系统自动增益均衡装置，所述W匿系统包括设置在光传 输链路中的若干光放大站点，所述W匿系统自动增益均衡装置包括若干OPM盘，所述光放 大站点内设有集成了 EVOA模块的EDFA光放大盘，OPM盘上设有比较单元和控制单元，所述 OPM盘接收光传输链路上的光谱信号并反馈给EDFA光放大盘，该光放大盘根据光谱信号中 各信道的平坦度和光功率调整EDFA的增益斜度和EVOA模块的光功率；所述比较单元将调 整后的增益斜度和光谱信号的光功率与标准值进行比对，并获得调整后的平坦度是否有所 改善的判断结果； 当平坦度有所改善且平坦度不再过限，则控制单元通知输出端光放大盘调整成 功，确认该调整； 当平坦度有所改善但仍旧过限，则控制单元通知上游站点光放大盘或本站点的上 游光放大盘调整其增益斜度及EVOA模块，依此类推，直到链路中的平坦度不再过限；
当平坦度更加劣化，则控制单元通知光放大盘放弃调整并退回到本次调整前的设置。 本发明，通过OPM盘监测光传输链路上的光谱信息并反馈给光放大盘，由光放大 盘自动调整EDFA的增益斜度以及EVOA模块以实现光传输系统中光放大器的增益均衡和通 道中的光功率均衡，可以在链路中的信道光功率平坦度过限而造成的系统不稳定时做出迅 速反应，而且不需要增加任何附加光器件，能以很低的代价达到对系统的信道自动均衡的 效果，在调整本站点的光放大盘不能达到信道均衡目前的情况下，光谱信息自动上传到上游站点进行调整，对系统稳定运行有更为可靠的保障，大大增强了波分复用系统的智能化 程度，方便了设备的工程维护。
图1为本发明实施例一的示意图；
图2为本以明实施例二的示意图；
图3为本发明实施例三的示意图； 图4为本发明光放大盘增益斜度及光功率调节流程图；
图5为本发明光纤链路增益均衡及信道功率均衡调整流程图。
具体实施例方式
本发明所述的W匿系统包括设置在光传输链路中的若干光放大站点，所述光放大 站点内设有集成了EVOA模块的EDFA光放大盘，该光放大盘可以为功率放大器BA、前置放大 器PA、线路放大器LA或它们的组合，BA是将EDFA放在发射光源之后对信号进行放大的放 大器；LA是将EDFA直接插入到光纤传输链路中对信号进行放大的应用形式，在长距离光纤 传输系统中，线路放大器可代替再生中继器用来进行光功率的补偿；PA也称预放大器，用 于光接收机前对接收到的光信号进行预放大。
下面结合附图对本发明作出详细的说明。 本发明所述的WDM系统自动增益均衡装置有以下三个具体实施例。
实施例一 如图1所示，WDM系统自动增益均衡装置包括若干OPM盘，OPM盘通过光纤链路上 的监测点监测光传输链路上的光谱信号并反馈给EDFA光放大盘，EDFA光放大盘根据光谱 信息调整EDFA增益斜度以及EVOA模块，从而调整其增益斜度和光功率，以保证输出信号的 平坦度满足要求，同时输出光功率稳定不变。同一个链路只需要放置1块OPM盘，然后通过 以太网数据将信息一级一级反馈给光放大盘；如果有多条链路则需要放置多块OPM盘。
在该实施例一中，LA作为光放大站，OPM盘检测光纤链路中的光谱信息，这些信 息包括光纤链路中所传输信号的信道总数、当前信道编号以及该当前信道的平坦度和光功 率，检测到的光谱信息由OPM盘传递给该LA供其进行调整。如果调整的结果未达到系统要 求，则OPM盘将调整后的光谱信息传至上游放大站的发方向LA盘(输出LA盘)，由上游放 大站的LA盘继续调整增益斜度以及光功率，依次类推直至反馈至起始光放大站中的光放 大盘。
实施例二 图2为本发明实施例二的示意图，实施例二与实施例一的区别在于用PA和BA依 次串联作为光放大站，OPM盘检测该站点中的光谱信号，并将检测到的光谱信息传送给该站 点的BA盘，以供BA盘进行增益斜度调节和EVOA调节。如BA调节未达到系统要求，OPM盘 则将光谱信息传送至设置在BA前端的PA盘进行增益斜度调节和EVOA调节。如PA调节后 仍未达到系统要求，OPM盘则将光谱信息传送至上游光放大站点的光放大盘执行调整操作， 依次类推，直至反馈至起始光放大盘。在本实施例中，PA和BA的位置可以互换，但对于WDM 系统应用而言， 一般要求发端的入纤光功率较大，因此，PA设置在BA的前端。
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实施例三 图3为本发明实施例三的示意图，图3的情况是WDM系统中设有若干0A匿站点， 若干含EVOA的光放大盘设置在相邻的OA匿站点之间。这种情况下，OPM盘的反馈区间为 OA匿站点的发方向BA (输出端)到OPM所在监测站点的含EVOA的光放大盘，只能进行该区 间的光放大盘的增益均衡和信道功率均衡调节。OA匿站点的收方向(输入端)的相关调节 可由上游的OPM盘实现。如果OPM盘放置在OA匿站点内监控PA收方向的信号，则其反馈 区间为上游OA匿的发方向BA到本OA匿站点的收方向PA。 本发明还提供了一种WDM系统自动增益均衡的实现方法，在WDM系统的光纤链路 上设置监测点，利用OPM盘不断扫描监测点的传输信号的光谱信息并获知当前光纤链路中 所传输信号的信道总数、当前信道编号以及该当前信道的平坦度和光功率，集成了EVOA模 块的EDFA光放大盘根据上述光谱信息调整EDFA增益斜度以及EVOA模块以保证所有传输 信号的平坦度满足要求且输出光功率稳定不变。 所述的WDM系统自动增益均衡的实现方法包括两个部分的调整， 一是光放大器本 身的增益斜度及光功率调整，二是光纤链路中的EDFA增益均衡及信道功率均衡调整，图4 为光放大盘增益斜度及光功率调节流程图，如图4所示，OPM盘从监测站点的光放大盘MON 口扫描光纤链路中的光谱信息并反馈给光放大盘，上述光谱信息包括当前光纤链路中所传 输信号的信道总数、当前信道编号以及该当前信道的平坦度和光功率，光放大盘根据OPM 盘传来的光谱信息判断自己是否处于ILS或APR状态，ILS为光放大盘收无光状态，此时 意味着上游线路已出现故障，没有必要进行光信道功率调整；APR为光放大盘自动光功率 降低状态，此时意味着下游线路已出现问题，为保护较强的光信号对人的伤害，需要降低输 出的光功率，此时也没有必要进行光信道功率调整，如果光放大盘处于这两个状态则反馈 给OPM盘终止调整发起，等待下一次调整开始；如果没有处于这两个状态，则光放大盘开始 处理光谱信息，获知功率最大及最小的信道功率Pmax、Pmin以及其相应的波长值Amax、 入min ;记录当前输出光功率Pout，并计算D = (Pmax-Pmin) / ( A max-A min)，如果D > 1， 则设D = 1 ;如果D < -1，则设D = -1 ;否则，将-D值作为EDFA增益斜度设置值写入EDFA， EDFA调整各通道的增益，线路上平坦度对大则通过调整增益斜度来改变各信道的增益，让 以前增益过大的信道增益变小，增益过小的信道增益变大，从而实现了信道平坦度的调节。 EDFA获取当前输出光功率P，并计算E = P-Pout， Pout为EDFA预设置的输出光功率，该值 是在系统配置时确定的，从单盘网管上写入单盘软件中，供EDFA作为功率调整的参考。如 果E在0. 3以内，则将调整完成信息传递给OPM盘；否则调整EVOA模±央，将输出光功率调节 到Pout，之后将调整完成信息传递给OPM盘，至此完成光放大盘的调整。
图5为本发明光纤链路增益均衡及信道功率均衡调整流程图，如图5所示，OPM盘 不断扫描其所在监测站点的光放大盘MON 口的光谱，获得链路光信号的平坦度。如果平坦 度不过限，满足要求则继续扫描监测；否则，如果平坦度过限，则将光谱信息传递给本站点 的最后一级的含EVOA的光放大盘，由该放大盘调整增益斜度及输出功率，调整结束后将调 整结果传递给OPM盘；当光放大盘调整成功后，OPM重新开始新的扫描，查看平坦度与调整 前相比是否有所改善，如果平坦度更加劣化，OPM通知光放大盘终止增益斜度及EVOA调整， 返回调整前设置；如果有改善但平坦度仍然过限，则将光谱信息发送至目的光放大盘(首 次为OPM所在站点的最后一级放大盘)，目的光放大盘进行本身的增益斜度及光功率调整(如前所述)，目的光放大盘调整结束后，发出调整是否成功的信号，如果光放大盘调整未 成功，则OPM盘停止调整发起，等待规定的时间后重新开始扫描光谱，进入调整流程。如果 调整成功，OPM分析得出当前调整成功的光放大盘的上游光放大盘的地址，并将其作为下次 发送光谱信息的目的地址，以此类推，直至整个链路均满足要求。如果OPM盘与光放大盘在 同一站点，光谱信息可直接在单盘之间通过以太网传送；如果不在同一站点，则需要EMU盘 或0SC盘进行转发。0PM盘的监控站点一般放置在链路的收端，通过监控收端的光信道平坦 度来进行链路中EDFA的增益均衡和信道功率均衡的自动控制。OPM盘的链路不平坦度的设 置门限以收端不产生误码为基础进行设置，这样可保证系统在未产生误码的情况下不会自 动进行信道均衡调整，可使系统运行更为可靠。 本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结 构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
权利要求
WDM系统自动增益均衡的实现方法，其特征在于包括以下步骤A10、OPM盘扫描光纤链路中的光谱信息并获知当前光纤链路中所传输信号的信道总数、当前信道编号以及该当前信道的平坦度和光功率；A20、判断当前信道的平坦度和光功率是否超限；A30、当前信道的平坦度和光功率超限时，集成了EVOA模块的EDFA光放大盘调整其增益斜度改变该信道的增益，保证该信道的平坦度；A40、调整EVOA模块以保证EDFA的输出光功率与调整前相同；A50、OPM盘再次扫描光纤链路的光谱信息，并获得调整后的平坦度是否有所改善的判断结果；当平坦度有所改善且平坦度不再过限，则通知输出端光放大盘调整成功，确认该调整；当平坦度有所改善但仍旧过限，则通知上游站点光放大盘或本站点的上游光放大盘调整其增益斜度及EVOA模块，依此类推，直到链路中的平坦度不再过限；当平坦度更加劣化，则通知光放大盘放弃调整并退回到本次调整前的设置。
2. 如权利要求1所述的WDM系统自动增益均衡的实现方法，其特征在于如果光纤链路 中存在OA匿站点，则调整的范围仅限于OA匿站点的发端光放大盘到OPM所在光放大盘之 间的光纤链路。
3. W匿系统自动增益均衡装置，所述W匿系统包括设置在光传输链路中的若干光放大 站点，所述W匿系统自动增益均衡装置包括若干OPM盘，其特征在于所述光放大站点内设有 集成了 EVOA模块的EDFA光放大盘，OPM盘上设有比较单元和控制单元，所述OPM盘接收光 传输链路上的光谱信号并反馈给EDFA光放大盘，该光放大盘根据光谱信号中各信道的平 坦度和光功率调整EDFA的增益斜度和EVOA模块的光功率；所述比较单元将调整后的增益 斜度和光谱信号的光功率与标准值进行比对，并获得调整后的平坦度是否有所改善的判断 结果；当平坦度有所改善且平坦度不再过限，则控制单元通知输出端光放大盘调整成功，确 认该调整；当平坦度有所改善但仍旧过限，则控制单元通知上游站点光放大盘或本站点的上游光 放大盘调整其增益斜度及EVOA模块，依此类推，直到链路中的平坦度不再过限；当平坦度更加劣化，则控制单元通知光放大盘放弃调整并退回到本次调整前的设置。
4. 如权利要求3所述的WDM系统自动增益均衡装置，其特征在于所述WDM系统还包括 若干设置在光传输链路上的OA匿站点，所述光放大盘分别设置在相邻的前后两个OA匿站 点之间，调整后的光谱信号最终反馈至前OA匿站点中的光放大盘。
全文摘要
本发明公开了一种WDM系统自动增益均衡的实现方法及装置，通过光放大盘接收光谱分析单元传来的光谱信息，对EDFA的增益斜度进行实时调整来控制增益，对电可调衰减器进行实时调整来控制输出光功率，使系统中监测点的光谱达到预期的功率平坦度，从而实现链路中的增益均衡和信道功率均衡的自动控制，进而保证系统的稳定可靠运行，提升系统的稳定性和智能化。
文档编号H04B10/17GK101719797SQ20101000018
公开日2010年6月2日 申请日期2010年1月8日 优先权日2010年1月8日
发明者刘中华, 杨兆华 申请人:烽火通信科技股份有限公司