用于分支型光网络中的故障恢复的方法和系统的制作方法

用于分支型光网络中的故障恢复的方法和系统的制作方法
【专利摘要】一种管理主干-分支型OADM网络中的故障恢复的方法可包括确定该分支型光网络的第一与第二终端之间的第一通信链路的数据信道上的光功率水平超出光功率极限。该方法可进一步包括使在第一通信链路的备用信道上发送的光功率增加到第一水平，数据信道上的在该第一水平处的光功率水平减小到光功率极限以下的第二水平。
【专利说明】用于分支型光网络中的故障恢复的方法和系统
【技术领域】
[0001]本公开的实施例涉及光通信系统的领域。更特定地，本公开涉及用于主干和分支光分插复用(OADM)网络中的故障恢复的方法和系统。
【背景技术】
[0002]海底光纤通信系统可包括在基于陆地的缆线站之间延伸的主干路径以及连接到其的一个或多个分支段。该主干由其中具有多个光纤的海底缆线以及沿主干路径设置用于放大缆线站之间传输的光信号的一个或多个中继器或光放大器来限定。每个缆线站包括用于沿主干路径传输并且接收这些光信号的终端设备。一个或多个分支段在一端通过分支单元(BU)而耦合于主干并且在另一端耦合于分支段缆线站。这些系统称为主干和分支网络。主干缆线站可用于通过网络骨干来运送信息信号而分支段可用于将主干路径之间的业务传输到分支缆线站或接收主干路径之间的业务。在主干与分支缆线站之间传输的光信号典型地是密集波分复用(DWDM)信号，其中多个光信道(每个处于相应波长)一起被复用。
[0003]过去，长途海底主干和分支网络已经用于通过使用专用光纤对而在缆线站之间提供连接性。与使用光纤对的技术相比，最近的架构采用光分/插复用器(OADM)来提供更灵活的传输连接性分配。一般，OADM节点用于在主干与分支段之间在DWDM光信号内添加和/或丢弃信道。利用OADM的优势部分源于在多个网络分支之间共享专用光纤对容量的能力。
[0004]在典型的光主干和分支网络配置中，在初始部署时不是所有的系统带宽被利用。因此，初始部署的数据信道可经历较高光功率，其可引起系统性能下降。在这些情况下，采用初始加载设备(ILE)来在缆线站之间在系统带宽或传输光谱内传输非有效载荷承载信号。也就是说，ILE可用于在大部分或全部的系统带宽部署为有效载荷信道之前填充未被使用的网络容量。
[0005]ILE可传输并且接收离散调(tone)，其称为离散调初始加载设备(DT-1LE)。随后，随着每个有效载荷数据信道添加到网络内，ILE被在网络内传输/接收有效载荷信道的光终端设备取代。从而，根据用于数据传输的系统带宽的量，ILE可消耗系统中的中继器功率的更多或更少的部分直到所有系统带宽被网络中的数据业务所利用。在DT-1LE的情况下，该功耗可在接近用于有效载荷传输的高和/或低范围的信道频率的特定频率或波长上发生。因此，ILE信号的插入还可起到光网络中的功率管理来确保安装的数据信道处于优选功率水平的目的。
[0006]在OADM主干和分支网络中，尤其在出现缆线故障时，光功率管理仍然是个挑战。中断业务的缆线故障(例如缆线切断)可能引起缆线站之间的传输损失。此事件可能对网络中的剩余光信道导致严重的光功率改变。图1图示常规且简化的OADM主干和分支网络10，其包括经由主干路径16而连接的主干缆线站或终端12和14。分支单元18和20通过相应的分支段34和36使分支缆线站或分支终端30和32耦合于主干路径16。分支单元18和20中的每个包括用于添加/丢弃在主干路径16到分支段34和36之间传播的信道的OADM节点。主干路径16由光纤缆线(其具有多个光纤对)、沿该光纤缆线设置的光放大器16a、IBa1^ 16b> IBb1^ 16c> 16c!以及用于沿主干路径16从终端12和14之间传输光信号的其他光/电设备限定。典型地，光信号或“直通业务”在终端12与14之间沿主干路径16行进，而以分支终端30和32为目的地的信号分别使用分支单元18和20中的OADM节点从主干16添加/丢弃。对于沿主干16的每个光纤对,在每个分支段34、36内存在两个对应的光纤对以便在到/从分支单元18和分支终端30的两个方向上以及在到/从分支单元20和分支终端32的两个方向上都提供传输容量，由此支持所有终端12、14、30和32之间的连接性。
[0007]如果系统10被完全加载并且缆线切断40沿分支34出现，切断可导致与终端12与14之间的信道关联的光功率浪涌以便使系统上的光功率的水平维持在预设范围内。图2描绘可能的光功率谱，其可在系统操作期间在切断之前(50)以及切断之后(52)在终端12处被检测。在该示例中，对站30与14之间的业务分配数据信道(由部分54表示)。对站12与14之间的业务分配数据信道(由部分56表示)。切断40之前的信号功率水平50可对应于光信号在没有误差或具有在可接受极限内的误差率的情况下沿主干路径16正确传输所处的水平。当出现切断40时，数据信 道54将因为对于数据信道54的光纤路径的间断而停止服务。同时，数据信道56以增加的功率水平保持在主干路径16中传播。然而，如果在切断40出现后，对于数据信道56的光信号功率水平52超出光信号可以在终端12与14之间正确传输所处的水平，主干路径16中可造成系统10中的数据信道56中有效载荷业务的中断。鉴于上文，需要在出现缆线故障时修复海底OADM网络(称为OADM故障恢复)，这将是明显的。

【发明内容】

[0008]本公开的实施例针对用于在光OADM网络的故障恢复期间管理业务的系统和方法。在一个实施例中，管理分支型光网络中的故障恢复的方法可包括确定分支型光网络的第一与第二终端之间的第一通信链路的数据信道上的光功率水平超出光功率极限。该方法可进一步包括使在第一通信链路的ILE信道上发送的光功率增加到第一水平，数据信道上的在该第一水平处的光功率水平被减小到光功率极限以下的第二水平。
[0009]在另一个实施例中，用于分支型光网络中的故障恢复的系统包括离散调初始加载设备(DT-1LE)，其配置成向分支型光网络的第一通信链路上的一组信道供应功率。该系统进一步包括控制系统，其配置成检测该第一通信链路的数据信道上的光功率水平，其中该控制系统配置成更改DT-1LE设备以在数据信道上的光功率水平确定为超出第一阈值时向上调整它的光功率输出。
【专利附图】

【附图说明】
[0010]图1是已知的分支型光网络的示意描绘。
[0011]图2描绘在另一个通信链路中的切断之前和之后图1的分支型光网络的通信链路上的光功率谱。
[0012]图3呈现与本公开的实施例一致的分支型光网络的示意描绘。
[0013]图4a图示示范性光功率分布，其示出DT-1LE系统中的ILE信道上的光谱位置和功率，以及在通信网络的初始加载条件期间的数据信道。
[0014]图4b图示在图4a的通信链路升级之后由DT-1LE和数据信道生成的信号的光谱位置和光功率。
[0015]图4c图示跨图4b的通信链路的数据信道和DT-1LE信道的光功率的瞬时分布，其可在OADM系统的线路中的切断后出现。
[0016]图4d描绘在与本公开的实施例一致的调整后跨图4c的通信链路的信道的光功率的分布。
【具体实施方式】
[0017]现在将参考附图(其中示出本发明的优选实施例)在下文更充分地描述本发明。然而，本发明可以许多不同形式体现并且不应解释为局限于本文阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完整的，并将向本领域的技术人员充分传达本发明的范围。在图中，类似的数字通篇指类似的元件。
[0018]为了解决与上文指出的方法关联的不足，公开了用于管理光通信系统以及特别地管理由于一个或多个缆线切断而引起的分支型OADM光网络中的故障恢复的新颖和发明性的技术。
[0019]参考图，图3图示OADM网络100的实施例。该OADM网络100可以是光通信系统，例如海底通信系统。如描绘的，OADM系统100包括主干终端(缆线站)102、104，其耦合于主干路径106的相对端。如本文使用的术语“耦合”指被一个系统元件运送的信号传递给“被耦合”元件所凭借的任何连接、耦合、链接或类似物。这样的“被耦合”装置不一定直接连接到彼此并且可被操纵或修改这样的信号的中间部件或装置隔开。主干路径106可包括采用多个光缆线段(例如缆线段108、110和112)的光纤，用于运送光信号。每个缆线段可包括一段或多段光纤缆线，包括用于运送双向信号的光纤对，以及一个或多个放大器。在示出的示例中，缆线段108包括放大器120、122，缆线段110包括放大器124、126，并且缆线段112包括放大器128、130。本领域内普通技术人员将容易意识到，主干路径106可根据它的长度而包括额外的放大器。
[0020]在各种实施例中，一个或多个分支单元(例如分支单元114、116)可耦合于主干终端102与104之间的主干路径112，并且可包括光分/插复用器(OADM)设备(未独立示出)。因此,单元114和116在本文也可称为“0ADM节点114”或“0ADM节点116”。每个OADM节点114、116可进一步通过相应的分支路径140、142耦合于分支终端，例如，相应的分支终端132,134ο
[0021]在操作中，分支单元114、116可通过丢弃和添加分配的信道波长而将光信号引导到相应的分支路径140、142和分支终端132、134和引导来自它们的光信号。分支路径140、142还可包括光缆线段中的光纤，用于对光信号的双向通信提供传输路径。系统100可因此在终端102、104、132和134中的任一个之间提供光信号的双向通信。为了便于解释，本文的描述可指从一个终端到另一个的传输。然而，要理解系统100可配置成用于任何数量的终端102、104、132和134之间的双向或单向通信。与主干路径106相似，分支路径140、142可进一步包括一个或多个放大器，如下文论述的。在各种实施例中，OADM系统的主干路径和分支路径可每个包含一个或多个通信链路。如本文使用的术语“通信链路”可指在一个或多个光纤(其位于分支型光网络内的任何地方)上的单向或双向光链路。OADM节点114和116的操作可根据已知的OADM设备。OADM节点114例如可添加/丢弃数据信道用于例如沿主干路径106传输。
[0022]如在图3中图示的，分支路径140可包括放大器152、154、156、158，而分支路径142包括放大器160、162、164、166。系统100还包括一个或多个ILE单元170、172，其可部署在相应的主干站102、104处，如在图3中示出的。在一些实施例中，一个或多个ILE配置成继续操作，即使在路径(例如主干路径106)的一个或多个通信链路完全加载有数据业务时也继续操作。在各种实施例中，采用激光器以在期望的频率提供离散激光调的离散调ILE单元(DT-1LE)可定位在一个或多个站102、104、132和134中。除如在本文另外指出的外，DT-1LE可具有常规部件和结构，例如可在离散波长(频率)(可以对其调整每个波长的光功率)处产生一个或多个调的激光器。DT-1LE调可通过光链路连同光数据信号一起传输，如在下文进一步描述的。
[0023]在图3中描绘的实施例中，DT-1LE单元170、172部署在相应终端102、104中的每个内。系统100进一步包括ILE控制系统174、176，其可部署在相应的主干终端102和104中，如图示的。ILE控制系统(例如ILE控制系统174)可响应于OADM系统100中的改变(例如故障出现)而动态调整关联的ILE (例如ILE 170)的操作。在一些实施例中，单个控制系统可控制超过一个的ILE。
[0024]在操作中，一个或多个ILE单元可执行多个功能来帮助跨系统100的光通信。在初始部署阶段期间，ILE可起到采用具有功率密度的信号来加载未使用光谱的作用以便在系统100中的通信链路上产生期望的总光功率。图4a图示通信链路上的示范性光功率分布200，其包括DT-1LE系统中的DT-1LE光功率分布202，以及数据信道光功率分布204，其可代表初始加载条件期间。如图示的，存在未用于数据通信的大部分的空白光谱。在该情况下，由DT-1LE产生的光功率是相对强的，来补偿产生需要的光功率分布204的数据信道所占据的光谱的缺少。在系统升级期间，由DT-1LE产生的信号所占据的光谱位置可移位来补偿新的数据信道，其可占据之前被DT-1LE使用的频率，如在图4b的光功率分布210中描绘的。在图4b中数据信道占据更完全的光谱范围并且输出更大的光功率分布214，其需要将DT-1LE信道置于其他频率，如图示的。例如，DT-1LE信道可占据其他未使用的光谱或保护带区域。另外，来自DT-1LE的光功率分布212可从在图4a中图示的初始加载条件期间所采用的光功率分布减少，使得跨用于OADM系统的光谱的总光功率落在设计的范围内。从而，当系统信道完全或几乎完全加载有数据业务时，DT-1LE可下调到最小功率并且可占据数据信道光谱的任何部分或光谱的保护带区域。
[0025]在通信链路被完全加载后，在各种实施例中，DT-1LE设备配置成保持有效，即使由DT-1LE输出的光功率维持在最小水平来限制它与数据信道的交互也如此。在这些情况中，DT-1LE (例如ILE 170、172)可充当用于OADM网络中的故障恢复的系统。
[0026]如指出的，在完全加载条件下，ILE可保持被部署但可下调到最小功率并且可将它的输出信道置于数据信道或光谱的保护带区域内的优选位置。然而，OADM系统可配置成动态调整ILE的光功率输出来对数据信道中的改变作出响应，使得沿给定主干和/或分支路径的光功率保持在可接受范围内。例如，再次参考图3，如果缆线切断150沿站132与114之间的线路140a出现，由该缆线切断150引起的沿线路140a的光信号的损失可导致沿系统100的其他路径(例如，在终端102与104之间)的光功率浪涌。
[0027]图4c图示可在OADM系统的线路中切断(例如切断150)之后出现的瞬时光功率分布220。例如，该光谱可在终端102处被检测到。光功率增加(如在数据信道光功率分布224中反映的)可自动由配置成使网络中的总光功率维持在适当范围内的常规OADM网络设备产生。例如，OADM网络100内的放大器可配置成使主干路径106上的光功率维持在期望范围内。从而，OADM网络的一个部分中的数据缆线中的切断可使总光数据信道瞬时减少到一定程度使得网络的未受损部分的剩余数据信道中的光功率自动增加来补偿受损部分中的功率损失。然而，未受损链路中的光功率输出(由数据信道光功率分布224表示)可处于其中数据可以被正确传输和接收的范围以上，从而导致“未受损”链路上的通信的损失或降级。例如，再次参考图3，如果所得的光功率分布224太高，线路140a上的切断150可导致使OADM网络100中的主干站102与其他站之间的通信降级或压制。
[0028]为了解决该情形，在本公开的实施例中，DT-1LE可响应于检测的由于通信链路的数据信道上的光功率增加而引起的业务损失来调整它的操作。在各种实施例中，控制系统174配置成响应于检测的数据信道的指定频率上的光功率的增加而向DT-1LE 170发送信号来向上调整它的功率。从而，当检测到对应于数据信道光功率分布224的条件时，控制系统174可确定光功率水平对于正确的通信太高。为了使数据信道光功率分布224减少到可接受水平，控制系统174配置成向系统100的DT-1LE发送信号来向上调整DT-1LE信道中的DT-1LE光功率输出。DT-1LE然后可使对于预定频率的功率增加到更高的值，从而在DT-1LE信道上导致调整的光功率分布232，如在图4d中示出的。
[0029]一旦光功率分布232从DT-1LE输出，OADM系统可自动向下调整数据信道的光功率使得给定通信链路上的总光功率保持在预定范围内。所得的数据信道光功率分布234然后可落在对于通信的可接受范围内。然而，要注意图4d中的光功率分布234不必与图4b中的光功率分布214相同,只要光功率输出在对于要有效传输数据的可接受范围内即可。
[0030]从而，根据本公开的实施例，在OADM系统的故障恢复期期间，“上调”DT-1LE可在通信链路(例如完全加载的主干路径)输出相对较高的光功率。一旦完成故障恢复，例如在修理缆线切断后，根据OADM系统中已知的DT-1LE操作，DT-1LE的功率输出可再次下调到“暖”阶段，其中光功率输出是最小的。
[0031]控制系统(例如控制系统174)可至少部分实现为能够被机器读取的非暂时性计算机可读存储介质上的指令的程序，该机器能够执行这些指令。从而，控制系统174可执行具有谈论中的通信链路的数据信道的光功率水平作为输入的程序。该程序可配置成基于光功率水平确定一个或多个动作，并且输出适合的控制信号。在各种实施例中，控制系统可在一个或多个计算机芯片(其包括在ILE内，例如DT-1LE 170、172)中体现，或可包括在分支型光网络的任何便利位点处。
[0032]在各种实施例中，光功率在给定通信链路上过多的确定可通过监测通信链路的信道性能而做出。在一些实施例中，可监测预定数据信道集的Q因子来确定光功率何时过多。在一些实施例中，如果Q因子在前向纠错(FEC)阈值以下，可做出光功率太高的确定，其可触发控制系统174向DT-1LE发送信号来增加DT-1LE的输出功率。在一些实施例中，DT-1LE的功率中的增加可采用迭代方式实行。例如，可进行一个或多个后续扫描来测量所有或选择的数据信道的Q因子是否在FEC阈值以上，并且如果否的话，则发送信号来增加DT-1LE的输出功率。
[0033]在一个特定示例中，如果数据信道的光功率初始确定为太高，控制系统174可向DT-1LE 170发送初始指令来将它的光功率输出调整预定量。一旦DT-1LE光功率输出增加了预定量，OADM系统内的其他设备(例如放大器)可基于调整的DT-1LE的光功率输出自动将通信链路的数据信道的光功率向下调整到新的水平。如果控制系统174确定新的水平仍太高，控制系统可向DT-1LE 170发送第二警告来将它的光功率输出调整到再更高的水平，等等，直到认为数据信道的光功率落在可接受范围内。如上文指出的，除其他方法外，该确定可通过测量Q因子来做出。
[0034]尽管上文的实施例具体描绘ILE设备在OADM网络的主干路径中的部署，这样的实施例是可能的，其中ILE设备部署在分支网络的任何或所有终端处。此外，控制用于如在上文描述的故障恢复的ILE的功率输出的控制系统不必定位在与处于控制下的ILE相同的终端处。因为控制系统可在软件例程中体现和/或编程到硬件内，控制系统可便利地添加并且部署在便于控制OADM系统的期望通信链路上的光输出的任何地方。
[0035]因此，公开用于在故障期期间监测并且调整OADM系统的通信路径中的光输出功率的新颖和发明性设备和技术。本公开在范围上不受本文描述的特定实施例的限制。实际上，除本文描述的那些外，本公开的其他各种实施例以及对其的修改从前面的描述和附图中将对于本领域内普通技术人员是明显的。
[0036]从而，这样的其他实施例和修改意在落入本公开的范围内。此外，尽管已经在本文在用于特定目的的特定环境中的特定实现的上下文中描述本公开，本领域内普通技术人员将认识到其有用性不限于此并且本公开可在用于许多目的的许多环境中有益地实现。因此，在下文阐述的权利要求应根据本文描述的本公开的完整范围和精神来解释。
【权利要求】
1.一种管理分支型光网络中的故障恢复的方法，其包括: 确定所述分支型光网络的第一与第二终端之间的第一通信链路的数据信道上的光功率水平超出光功率极限；以及 使在所述第一通信链路的备用信道上发送的光功率增加到第一水平，所述数据信道上的在所述第一水平的光功率水平减小到所述光功率极限以下的第二水平。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述确定包括: 测量对于一个或多个数据信道的Q因子；以及 确定所述一个或多个测量的数据信道上的Q因子在前向纠错阈值以下。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述备用信道包括被与所述分支型光网络的第一终端关联的离散调初始加载设备(DT-1LE)设备所占据的保护带信道。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述分支型光网络内的放大器配置成使所述第一通信链路上的光功率维持在第一范围内。
5.如权利要求4所述的方法，其中数据信道上的光功率响应于所述分支型光网络的第二通信链路的损失而设置(注意:自然地，5得自于项4)。
6.如权利要求5 所述的方法，其中所述第一通信链路在OADM网络的第一分支中并且所述第二通信链路在所述OADM网络的第二分支中。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述确定在所述第二终端中发生，所述方法进一步包括向所述第一站发送信号来将所述备用信道的光功率调整到所述第一水平。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述确定和所述增加采用迭代方式进行。
9.一种用于分支型光网络中的故障恢复的系统，其包括: 离散调初始加载设备(DT-1LE)设备，其配置成向所述分支型光网络的第一通信链路上的一组信道供应功率；以及 控制系统，其配置成检测所述第一通信链路的数据信道上的光功率水平，以及 控制系统，其检测所述第一通信链路的数据信道上的Q下降，其中所述控制系统配置成在出现所述数据信道性能下降时更改所述DT-1LE设备以向上调整它的光功率输出。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述DT-1LE设备和控制系统定位在所述分支型光网络的公共终端处。
11.如权利要求9所述的系统，其中所述系统配置成监测所述第一通信链路中的数据信道的Q因子。
12.如权利要求11所述的系统，其中所述控制系统配置成在监测的Q因子在前向纠错阈值以下时更改所述DT-1LE设备以增加它的光功率输出。
13.如权利要求12所述的系统，其中所述监测的Q因子包括对于预定数据信道集的Q因子。
14.如权利要求9所述的系统，其中所述DT-1LE配置成在所述信道集上向上调整它的输出功率直到所述数据信道上的光功率水平不再超出所述第一阈值。
15.如权利要求9所述的系统，其中所述信道集是环绕所述数据信道的保护带信道。
16.如权利要求9所述的系统，其中所述控制系统配置成采用迭代的方式控制所述DT-1LE的光功率输出的调整。
17.如权利要求9所述的系统，其中所述分支型光网络是OADM海底通信网络。
18.一种物品，所述物品包括计算机可读存储介质，其包含指令，所述指令如果被处理器执打则使系统能够: 确定所述分支型光网络的第一与第二终端之间的第一通信链路的数据信道上的光功率水平超出光功率极限；以及 使在所述第一通信链路的备用信道上发送的光功率增加到第一水平，所述数据信道上的在所述第一水平的光功率水平减小到所述光功率极限以下的第二水平。
19.如权利要求18所述的物品，其包括指令，该指令如果被处理器执行则使所述系统能够: 测量对于一个或多个数据信道的Q因子；以及 确定所述一个或多个测量的数据信道上的Q因子在前向纠错阈值以下。
20.如权利要求18所述的物品，其包括指令，该指令如果被处理器执行则使所述系统能够采用迭代的方 式进行所述确定和增加。
【文档编号】H04L12/28GK103959717SQ201280044115
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年7月5日 优先权日:2011年7月13日
【发明者】R.牧, E.戈洛夫琴科, F.W.克福特 申请人:泰科电子海底通信有限责任公司