专利名称：一种光复用层功率优化系统及其方法
技术领域：
本发明涉及通信领域的波分复用传输系统，尤其涉及一种光复用层功率优化系统及其方法。
背景技术：
基本的波分复用(WDM，Wavelength Division Multiplex)传输系统由光转发器(OTU，Optical Transponder Unit)、光合波器(OMU，OpticalMultiplexer Unit)、光放大器(OA，Optical Amplifier)、线路光纤、光分波器(ODU，Optical Demultiplexer Unit)组成。从OMU的输出到ODU的输入为光复用段(OMS，Optical Multiplex Section)。前一个OA的输出到后一个OA的输入为光传输段(OTS，Optical Transmission Section)。
波分复用传输系统的光复用段OMS功率优化的目的是使输出光功率维持在一定的数值。通常在波分复用传输系统的工程调试时，可以在OMU与OA间加入适当的可调光衰减器(VOA，Variable Optical Attenuator)，使系统的始端输出正常的光功率，即为光复用段OMS功率优化的基准功率。波分复用传输系统的其它OA的增益根据线路光纤的损耗确定，其增益与线路光纤的损耗匹配，使系统的复用层光功率维持在基准值。
在波分复用传输系统的实际运行中，OMU与OA之间为机房内的光纤连接，损耗不易改变，在复用层自动功率优化中无需考虑。但线路光纤由于受温度、施工等因素影响，其损耗会发生变化，需采取有效措施补偿线路光纤损耗的变化，使增益与损耗匹配，从而使光功率维持在基准值。
为了对线路损耗的变化进行自动在线调节，通常有两种方法，一种是采用在线路光纤和OA间增加VOA，另一种是使OA的增益在一定范围内可调。当线路光纤的损耗发生变化时，在线调节VOA的衰减量，或者OA的增益，使系统的增益和损耗匹配，保证系统的光复用段OMS光功率维持在优化状态。
目前已有的优化方法是建立在网元级上的，这种网元级的优化方法优点是调节简单，缺点是不易得到光复用段OMS各节点的增益和损耗的整体情况，因此无法自动实现光复用段OMS功率的整体优化。
由于这种网元级的优化方法是按业务的流向逐节点优化，所以这种方法虽然可以缩小可调节范围，但仍不能避免优化过程中可能产生的误码现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种光复用层功率优化系统及其方法，以克服优化过程中可能产生的误码现象。
本发明提供一种光复用层功率优化系统，用于波分复用传输系统的光复用段，所述光复用段包括在管理平面或控制平面控制下的波长转换器、光合波器、光放大器、光分波器、光衰减器，组成至少一个光传输段，所述优化系统包括监测模块，对应于所述光放大器，用于监测光放大器的输入、输出功率；控制模块，对应于所述管理平面或控制平面，用于控制查询所述监测模块，根据监测模块监测到的光放大器的输入输出功率，计算出对应于各光放大器与光衰减器的调整值；执行模块，对应于所述光放大器与光衰减器，用于根据控制模块计算出来的调整值，动态调整各光放大器与光衰减器；其中，所述控制模块、执行模块、监测模块之间通过网管系统或信令系统连接。
本发明进而提供一种光复用层功率优化方法，用于波分复用传输系统的光复用段，所述光复用段包括在管理平面或控制平面控制下的波长转换器、光合波器、光放大器、光分波器、光衰减器，组成至少一个光传输段，所述优化方法包括如下步骤(1)对线路状态进行监测，查询各光放大器的输入输出功率；(2)根据所述查询到的光放大器的输入输出功率，计算出对应于各光放大器与光衰减器的调整值；(3)根据所述计算出来的调整值，动态执行各光放大器与光衰减器的调整。
其中，所述步骤(2)可以通过下述步骤计算来实现(A)根据监测到的光放大器的输入输出功率，计算出光复用段中每个光传输段的增益衰减和；(B)以使该增益衰减和趋于零的原则，根据光放大器与光衰减器的可调范围，获得各光传输段的增益衰减和的可达值；(C)根据所述可达值与零的差距，计算出分配给前一光传输段或后一光传输段的调偏值；(D)将所述各光传输段的增益衰减和的可达值与被分配的调偏值相加，得到各光传输段的增益衰减和的目标值；(E)根据所述计算出的目标值，计算出应分配给各光放大器与光衰减器的调整值。
其中，所述步骤(C)包括当所述可达值大于零时，计算出分配给前一光传输段的调偏值；当所述可达值小于零时，计算出分配给后一光传输段的调偏值。
其中，所述步骤(E)可以包括如下步骤(E1)将所述计算出来的目标值以一定的步长细分成小调整量；(E2)在所述细分后的小调整量下发执行前，判断所述对应的光放大器或光衰减器执行该小调整量后，在该光复用段的最后一级光放大器的输出光功率是否超过范围；(E3)根据判断结果，如果超过范围，则不安排该小调整量的下发执行，如果未超范围，则安排该小调整量的下发，并且在当前光放大器或光衰减器对应的小调整量的判断完成后，按业务流向对下一个光放大器或光衰减器的小调整量进行判断，当前小调整量判断一轮后，对尚未进行安排的小调整量按业务流向进行下一轮的判断，由此获得各光放大器或光衰减器应执行的各小调整量的下发执行顺序。
其中，步骤(3)所述根据控制模块下发的调整值的步骤，在欲增大该光传输段的增益衰减和时，先减小光衰减器的衰减，再增大光放大器的增益；在欲减小该光传输段的增益衰减和时，先减小光放大器的增益，再增大光衰减器的衰减。
本发明实现了波分复用设备的优化，并可以使光功率平缓的逐步优化，可以有效的保证优化过程中系统无误码运行。
图1是根据本发明实施例所述的波分复用传输系统的光复用段示意图；图2是本发明所述的光复用层功率优化方法的流程示意图；图3是根据本发明实施例所述的优化方法示意图；图4是根据本发明实施例所述的具有三个光传输段的波分复用传输系统。
具体实施例方式
如图1所示，为波分复用传输系统的光复用段OMS的示意图，由波长转换器OTU、光合波器OMU、光放大器OA、光分波器ODU、可调光衰减器VOA和控制平面或管理平面组成。
针对图1的应用环境，本发明对光复用层的功率优化系统，从整体上来看，可以由监测模块、控制模块、执行模块组成，它们之间通过网管系统或信令系统连接。其中监测模块，对应于所述光放大器，用于监测光放大器的输入、输出功率；
控制模块，对应于所述管理平面或控制平面，用于控制查询所述监测模块，根据监测模块监测到的光放大器的输入输出功率，计算出对应于各光放大器与光衰减器的调整值；执行模块，对应于所述光放大器与光衰减器，用于根据控制模块计算出来的调整值，动态调整各光放大器与光衰减器。
其中，所述控制模块，可以包括增益衰减和计算模块，用于根据监测到的光放大器的输入输出功率，计算出光复用段中每个光传输段的增益衰减和；可达值计算模块，用于以使该增益衰减和趋于零的原则，根据光放大器与光衰减器的可调范围，获得各光传输段的增益衰减和的可达值；调偏值计算模块，用于根据所述可达值与零的差距，计算出分配给前一光传输段或后一光传输段的调偏值；目标值计算模块，用于将所述各光传输段的增益衰减和的可达值与被分配的调偏值相加，得到各光传输段的增益衰减和的目标值；调整量分配模块，用于根据所述计算出的目标值，计算出应分配给各光放大器与光衰减器的调整值。
其中，所述调偏值计算模块，当所述可达值大于零时，计算分配给前一光传输段的调偏值；当所述可达值小于零时，计算分配给后一光传输段的调偏值。
其中，所述调整量分配模块，可以包括步长细分模块，用于将所述计算出来的目标值以一定的步长细分成小调整量后，下发到对应的执行模块；范围判断模块，用于在所述细分后的小调整量下发前，判断对应的执行模块执行该小调整量后，在该光复用段的最后一级光放大器的输出光功率是否超过范围；顺序调节模块，用于根据所述范围判断模块的判断结果，如果超过范围，则不安排该小调整量的下发，如果未超范围，则安排该小调整量的下发，并且在一个执行模块对应的小调整量的判断完成后，按业务流向对下一个执行模块的小调整量进行判断，各执行模块的当前小调整量判断一轮后，对尚未进行安排的小调整量按业务流向进行下一轮的判断，由此获得各执行模块应执行的各小调整量的下发顺序。
其中，所述执行模块，根据控制模块下发的调整值，在欲增大该光传输段的增益衰减和时，先减小光衰减器的衰减，再增大光放大器的增益；在欲减小该光传输段的增益衰减和时，先减小光放大器的增益，再增大光衰减器的衰减。
如图2所示，为本发明所述的功率优化方法流程示意图，首先，对线路状态进行监测，查询各光放大器的输入输出功率(步骤201)；再根据所述查询到的光放大器的输入输出功率，计算出对应于各光放大器与光衰减器的调整值(步骤202)；最后根据所述计算出来的调整值，动态执行各光放大器与光衰减器的调整(步骤203)。
其中，所述步骤201，性能查询时，可以由控制模块对线路状态进行监测，查询各光放大器的输入输出功率，控制模块根据监测模块的当前状态得出的结果，用于下一步骤的计算。
所述步骤202中，根据光放大器的输入输出功率，计算各光放大器与光衰减器的调整值方法，可以有很多种，下面给出三个实施例第一实施例首先由控制模块根据监测模块的当前状态，计算光复用段OMS的每个OTS段的增益、损耗，将损耗作为负增益，计算增益与损耗的和，即为增益衰减和。
接下来对OTS段增益衰减和的目标值进行判断各个OTS段的增益衰减和的和为该OMS段的增益衰减和。以使该增益衰减和趋于零的原则，根据光放大器与光衰减器的可调范围，得到各OTS段增益衰减和可达到的与零的最接近值，即增益衰减和的可达到值。当OTS段增益衰减和的可达值大于零时，调偏按业务流向前面的OTS段的增益衰减和，使整个OMS段优化；当OTS段增益衰减和的可达到值小于零时，调偏按业务流向后面的OTS段的增益衰减和，使整个OMS段优化，根据所述可达值与零的差距，计算出分配给前一光传输段或后一光传输段的调偏值，各OTS段的增益衰减和的可达值与其它OTS段分配给该OTS的增益衰减和的调偏值相加，得到各OTS段的增益衰减和的目标值；根据所述计算出的目标值，计算出应分配给执行模块即对应于各光放大器与光衰减器的调整值。计算过程如下所述首先为防止执行模块的整个大调整量下发造成系统光功率的过大变化，将各执行模块的调整量以一定的步长细分，如0.5dB，使系统输出光功率平缓地逐渐过渡到优化后的最终输出光功率，该细分后的调整量定义为小调整量。
其次在执行模块调整量下发过程中，由于OMS最后OA的输出光功率变化过大，造成接收端OTU的输入光功率过限而产生误码，因此在执行模块调整量下发过程中，OMS最后OA的输出光功率要求在一定范围内，即为OMS最后OA的输出光功率范围。该范围由复用层最后一个OA的当前输出光功率，各执行模块调整量下发后将得到的优化后功率所包含的光功率范围共同决定。
最后按光传输系统的业务流向，对各执行模块的细分后的小调整量进行判断，若该调整量下发将使OMS的最后一个OA的输出光功率在允许范围内，则安排该小调整量的下发，否则，不安排该小调整量的下发。一执行模块的一个小调整量判断后，按业务流向进行下一执行模块的一个小调整量的判断。各执行模块的一个小调整量判断一轮后，对还未进行安排的小调整量按业务流向进行下一轮的判断。按此方法得到各执行模块各小调整量的下发顺序。
第二实施例首先根据监测到的光放大器的输出功率，计算出各放大器的当前输出功率与预设的输出功率目标值之间的差值，其中该目标值可以对应于光复用段的第一个监测模块的输出光功率。
然后，根据所述计算出来的差值，以使各光放大器的输出光功率趋于该目标值为原则，确定各光放大器与光衰减器的调整值。
第三实施例首先，根据监测到的光放大器的输入输出功率，计算出对应于各光传输段的当前线路损耗值与预设的损耗目标值之间的差值，其中，该目标值可以人为设定。
然后根据所述计算出来的差值，以使各光传输段的线路损耗趋于该目标值为原则，确定各光放大器与光衰减器的调整值。
所述步骤203中，根据控制模块下发的调整值，在欲增大该光传输段的增益衰减和时，先减小光衰减器的衰减，再增大光放大器的增益；在欲减小该光传输段的增益衰减和时，先减小光放大器的增益，再增大光衰减器的衰减。
如图3所示，为依据本发明实施例所述的优化方法流程图，包括如下步骤步骤301首先查询性能，计算OTS段的增益衰减和的初始值、可达到值；步骤302判断OTS段的可达到值是否为零，若为零，则进入步骤303；若大于零，则进入步骤304；若小于零，则进入步骤305；步骤303不调偏其它OTS段的增益衰减和；步骤304调偏前面的OTS段的增益衰减和；步骤305调偏后面的OTS段的增益衰减和；步骤306判断是否所有的OTS段均进行了判断，若是，则进入步骤308；若不是，则进入步骤307；步骤307对下一OTS段进行判断，进入步骤302；步骤308根据各OTS段的增益衰减和的可达到值与其它OTS段分配给该OTS段的增益衰减和的调偏值的和，得到各OTS段的增益衰减和的目标值；步骤309根据OTS段的增益衰减和的初始值和目标值，判断是否欲增大OTS段的增益衰减和，若是，则进入步骤310；若减小，则进入步骤311；若不变，则OTS段的各执行模块的调整量不变(步骤312)；步骤310按以下原则分配执行模块的调整量先减小VOA的衰减，再增大OA的增益；步骤311按以下原则分配执行模块的调整量先减小OA的增益，再增大VOA的衰减；步骤312OTS段的各执行模块的调整量不变；步骤313判断是否对所有欲调整的OTS段均进行了判断，若是，则进入步骤315；若不是，则进入步骤314；步骤314对下一OTS段进行判断，进入步骤309；步骤315得到各执行模块的调整量；步骤316按0.5dB步长细分调整量，根据复用层最后一个OA的当前输出光功率，及各执行模块的调整量下发后将得到的优化后功率所包含的光功率范围，得到OMS最后一个OA的输出光功率的允许范围；步骤317判断执行模块的小调整量调节是否会超过允许范围，若是，则进入步骤318；若不是，则进入步骤319；步骤318暂不安排调节，置于下一轮进行判断；步骤319得到该小调整量的调节顺序；步骤320判断所有欲调整执行模块的小调整量是否已安排顺序，若是，则进入步骤322，若不是，则进入步骤321；步骤321对下一个执行模块的小调整量进行判断，进入步骤317；步骤322得到调节顺序，下发。
如图4所示，是具有三个光传输段的波分复用传输系统的一个实施例，控制模块对应于所述管理平面或控制平面，对应于所述OA0、OA1、OA2、OA3是监测模块，对应于所述OA0、OA1、OA2、OA3与VOA1、VOA2、VOA3是执行模块。OA0到OA1之间为一个OTS段，记为OTS#1。OA1到OA2之间为一个OTS段，记为OTS#2。OA2到OA3之间为一个OTS段，记为OTS#3。各监测模块的监测量，各执行模块的调整量如下表所示
根据本发明所述方法，得到各光传输段OTS的增益衰减和的目标值如下表所示
根据本发明所述方法，得到各光传输段OTS的应调整的执行模块需调整到的终值如下表所示
根据本发明所述方法，假设VOA的调节步长为0.5dB，优化结果的下发顺序如下表所示
参考本发明的实施例，是根据整个光复用段OMS的光复用层光功率情况，对整个光复用段的光复用层光功率进行优化，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，并使得下发过程中光复用层的最后一个OA的输出光功率在一定范围内，从而使光复用段OMS的光功率平缓的逐步优化，由于采取了调整量细分、根据调整过程光功率允许范围判断调整量的下发顺序等技术措施，可有效保证优化过程中波分复用传输系统无误码运行。
权利要求
1.一种光复用层功率优化系统，用于波分复用传输系统的光复用段，所述光复用段包括在管理平面或控制平面控制下的波长转换器、光合波器、光放大器、光分波器、光衰减器，组成至少一个光传输段，其特征在于，所述优化系统包括监测模块，对应于所述光放大器，用于监测光放大器的输入、输出功率；控制模块，对应于所述管理平面或控制平面，用于控制查询所述监测模块，根据监测模块监测到的光放大器的输入输出功率，计算出对应于各光放大器与光衰减器的调整值；执行模块，对应于所述光放大器与光衰减器，用于根据控制模块计算出来的调整值，动态调整各光放大器与光衰减器，其中，所述控制模块、执行模块、监测模块之间通过网管系统或信令系统连接。
2.如权利要求1所述的优化系统，其特征在于，所述控制模块，包括增益衰减和计算模块，用于根据监测到的光放大器的输入输出功率，计算出光复用段中每个光传输段的增益衰减和；可达值计算模块，用于以使该增益衰减和趋于零的原则，根据光放大器与光衰减器的可调范围，获得各光传输段的增益衰减和的可达值；调偏值计算模块，用于根据所述可达值与零的差距，计算出分配给前一光传输段或后一光传输段的调偏值；目标值计算模块，用于将所述各光传输段的增益衰减和的可达值与被分配的调偏值相加，得到各光传输段的增益衰减和的目标值；调整量分配模块，用于根据所述计算出的目标值，计算出应分配给各光放大器与光衰减器的调整值。
3.如权利要求2所述的优化系统，其特征在于，所述调偏值计算模块，当所述可达值大于零时，计算分配给前一光传输段的调偏值；当所述可达值小于零时，计算分配给后一光传输段的调偏值。
4.如权利要求2所述的优化系统，其特征在于，所述调整量分配模块，包括步长细分模块，用于将所述计算出来的目标值以一定的步长细分成小调整量后，下发到对应的执行模块；范围判断模块，用于在所述细分后的小调整量下发前，判断对应的执行模块执行该小调整量后，在该光复用段的最后一级光放大器的输出光功率是否超过范围；顺序调节模块，用于根据所述范围判断模块的判断结果，如果超过范围，则不安排该小调整量的下发，如果未超范围，则安排该小调整量的下发，并且在一个执行模块对应的小调整量的判断完成后，按业务流向对下一个执行模块的小调整量进行判断，各执行模块的当前小调整量判断一轮后，对尚未进行安排的小调整量按业务流向进行下一轮的判断，由此获得各执行模块应执行的各小调整量的下发顺序。
5.如权利要求1所述的优化系统，其特征在于，所述控制模块，包括功率差值计算模块，用于根据监测到的光放大器的输出功率，计算出各放大器的当前输出功率与预设的输出功率目标值之间的差值；调整值计算模块，用于根据所述计算出来的差值，以使各光放大器的输出光功率趋于该目标值为原则，确定各光放大器与光衰减器的调整值。
6.如权利要求1所述的优化系统，其特征在于，所述控制模块，包括损耗差值计算模块，用于根据监测到的光放大器的输入输出功率，计算出对应于各光传输段的当前线路损耗值与预设的损耗目标值之间的差值；调整值确定模块，用于根据所述计算出来的差值，以使各光传输段的线路损耗趋于该目标值为原则，确定各光放大器与光衰减器的调整值。
7.如权利要求1所述的优化系统，其特征在于，所述执行模块，根据控制模块下发的调整值，在欲增大该光传输段的增益衰减和时，先减小光衰减器的衰减，再增大光放大器的增益；在欲减小该光传输段的增益衰减和时，先减小光放大器的增益，再增大光衰减器的衰减。
8.一种光复用层功率优化方法，用于波分复用传输系统的光复用段，所述光复用段包括在管理平面或控制平面控制下的波长转换器、光合波器、光放大器、光分波器、光衰减器，组成至少一个光传输段，其特征在于，所述优化方法包括如下步骤(1)对线路状态进行监测，查询各光放大器的输入输出功率；(2)根据所述查询到的光放大器的输入输出功率，计算出对应于各光放大器与光衰减器的调整值；(3)根据所述计算出来的调整值，动态执行各光放大器与光衰减器的调整。
9.如权利要求8所述的优化方法，其特征在于，所述步骤(2)包括(A)根据监测到的光放大器的输入输出功率，计算出光复用段中每个光传输段的增益衰减和；(B)以使该增益衰减和趋于零的原则，根据光放大器与光衰减器的可调范围，获得各光传输段的增益衰减和的可达值；(C)根据所述可达值与零的差距，计算出分配给前一光传输段或后一光传输段的调偏值；(D)将所述各光传输段的增益衰减和的可达值与被分配的调偏值相加，得到各光传输段的增益衰减和的目标值；(E)根据所述计算出的目标值，计算出应分配给各光放大器与光衰减器的调整值。
10.如权利要求9所述的优化方法，其特征在于，所述步骤(C)，当所述可达值大于零时，计算出分配给前一光传输段的调偏值；当所述可达值小于零时，计算出分配给后一光传输段的调偏值。
11.如权利要求9所述的优化方法，其特征在于，所述步骤(E)，包括(E1)将所述计算出来的目标值以一定的步长细分成小调整量；(E2)在所述细分后的小调整量下发执行前，判断所述对应的光放大器或光衰减器执行该小调整量后，在该光复用段的最后一级光放大器的输出光功率是否超过范围；(E3)根据判断结果，如果超过范围，则不安排该小调整量的下发执行，如果未超范围，则安排该小调整量的下发，并且在当前光放大器或光衰减器对应的小调整量的判断完成后，按业务流向对下一个光放大器或光衰减器的小调整量进行判断，当前小调整量判断一轮后，对尚未进行安排的小调整量按业务流向进行下一轮的判断，由此获得各光放大器或光衰减器应执行的各小调整量的下发执行顺序。
12.如权利要求8所述的优化方法，其特征在于，所述步骤(2)包括(A1)根据监测到的光放大器的输出功率，计算出各放大器的当前输出功率与预设的输出功率目标值之间的差值；(B2)根据所述计算出来的差值，以使各光放大器的输出光功率趋于该目标值为原则，确定各光放大器与光衰减器的调整值。
13.如权利要求8所述的优化方法，其特征在于，所述步骤(2)包括(A2)根据监测到的光放大器的输入输出功率，计算出对应于各光传输段的当前线路损耗值与预设的损耗目标值之间的差值；(B2)根据所述计算出来的差值，以使各光传输段的线路损耗趋于该目标值为原则，确定各光放大器与光衰减器的调整值。
14.如权利要求8所述的优化方法，其特征在于，所述步骤(3)，根据控制模块下发的调整值，在欲增大该光传输段的增益衰减和时，先减小光衰减器的衰减，再增大光放大器的增益；在欲减小该光传输段的增益衰减和时，先减小光放大器的增益，再增大光衰减器的衰减。
全文摘要
本发明公开了一种光复用层功率优化系统及其方法，包括监测模块，对应于所述光放大器，用于监测光放大器的输入、输出功率；控制模块，对应于所述管理平面或控制平面，用于控制查询所述监测模块；执行模块，对应于所述光放大器与光衰减器；这三个模块之间通过网管系统或信令系统连接。本发明首先对线路状态进行监测，查询各光放大器的输入输出功率，再根据所述查询到的光放大器的输入输出功率，计算出对应于各光放大器与光衰减器的调整值，根据所述计算出来的调整值，动态执行各光放大器与光衰减器的调整。应用本发明所述方法，能够使光复用层功率平缓的进行优化，有效保证了优化过程中系统无误码运行。
文档编号H04J14/02GK101043288SQ20061006499
公开日2007年9月26日 申请日期2006年3月20日 优先权日2006年3月20日
发明者张红宇, 王加莹, 夏焱 申请人:中兴通讯股份有限公司