一種光通道層功率管理優化系統及方法
2023-05-09 07:22:41
專利名稱：一種光通道層功率管理優化系統及方法
技術領域：
本發明屬於光通信領域，特別涉及一種密集波分復用的光通道層功率管理優化系統及其方法。
背景技術：
隨著高速傳輸網絡的發展，光通信成為了一種趨勢。光密集波分復用(Dense Wavelength Division Multiplexing,DWDM)傳輸系統工程開局主要分線路連通、光放大器增益調整(功率調整)、功率均衡等幾個階段。系統開局時需要檢測線路衰減、配置固定衰減器、配置放大器等幾個環節，目前都為手動完成。系統連通和線路衰減測試、配置衰減器需要去各個站點完成。系統連通後，需要在網管按照業務流方向，逐個網元的查詢單板性能，手動配置放大器增益，以保證接收端功率和光信噪比。系統實際運行期間，隨著時間的推移，系統線路發生老化、環境、溫度等的變化都會引起系統功率發生變化，這時就要採取必要的措施進行功率調節，使系統的增益和損耗匹配，不然當增益和損耗比過小，系統的光信噪比(OSNR)和光功率將發生劣化，系統將產生誤碼。當系統的增益和損耗不匹配時，由於基本上很難人為去改變線路的損耗，所以這時就要去調節系統的增益。而調節增益就是為了使光復用段(OMS)的光功率維持在優化狀態。為了使光復用段(0MQ的功率維持在比較好的優化狀態，通常應該在調節過程中使光放大器OA的輸出功率保持在理想的範圍內。光復用段(0MQ的光功率保持在優化狀態，並不能保證系統各個光通道層(OCH) 的光信噪比OSNR和通道層(OCH)的宿端OTU類單板的輸入功率在合法的範圍內。所以在光復用段(OMS)功率優化後，需要引入光通道層(OCH)的功率優化。光通道層(OCH)功率管理單元為光復用段，可能為一光復用段(OMS)，也可能由多個光復用段(0MQ組成。只有配置了光通道層的監測器和執行器的區域，才能進行光通道層的功率管理。這裡所說的監測器是指可以得到需要檢查的相關性能參數的器件，比如光放大器可以作為輸入輸出功率的監測器件。執行器是功率優化算法計算功率調整量後執行的器件，比如光放大器可以調節增益，光分插復用器可以調節衰減量等。光通道層功率管理以光通道(OCH)為單位，監測器和執行器跨越相同的光復用段的各光通道組成一光通道層的功率管理單元。即光通道層的功率管理單元包括一個或多個可進行光通道層功率管理的波長通道，這些波長通道的監測器和執行器經過相同的光復用段。網絡根據自動搜索到的光通道OCH的信息組成光通道層的功率管理單元，人為可修改編輯此功率管理單元的可管理波長通道。現有技術在處理光通道層的功率調整問題上只是利用了具有光功率均衡功能的光分插復用器，利用其來調整各個波長通道的功率，沒有給出在沒有光分插復用器的情況下怎麼對光通道層的功率進行優化；光合波板與光分波板等節點引入的損耗會隨著開通的波長通道數量的增加而急劇增加，光放大器OA的輸出功率與其有著密切的關係，而現有技術在光通道層功率優化的觸發因子上沒有考慮使OA輸出功率保持在理想範圍內，使得功率優化的效果降低。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種波分復用的光通道層功率管理的優化系統及方法，使得功率優化更加有效。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種光通道層功率管理優化系統，包括監測模塊，用於監測光放大器類單板的輸出光功率、各個通道層宿端的波長轉化器(OTU)類單板的輸入光功率、各個通道層的光信噪比(OSNR)；控制模塊，用於分別設置各個通道層宿端的OTU類單板輸入光功率及各個通道層的OSNR的啟動條件、結束條件，並根據所述光放大器類單板的輸出光功率、各個通道層宿端的OTU類單板的輸入光功率及各個通道層的OSNR的啟動條件和結束條件獲得執行模塊的調整量；執行模塊，用於根據所述控制模塊發送來的調整量對各個通道層相應功率進行調整。進一步來說，所述監測模塊，包括光放大器、光通道監測單板和接收端OTU類單板；所述控制模塊，包括管理平面和控制平面；所述執行模塊，包括光放大器和具有功率均衡功能的光分插復用器。進一步來說，所述控制模塊用於獲得執行模塊的調整量，包括首先用於獲得各個光放大器(OA)輸出功率的調節量；再用於獲得各個通道層的0SNR、宿端輸入功率的調節量。進一步來說，所述控制模塊首先用於獲得各個OA輸出功率的調節量，包括根據滿配波長數和已配波長數，來得到各個OA輸出光功率的理想範圍；根據監測到OA類單板的輸出光功率是否在所述理想範圍內來調節OA的增益；其中，所述根據滿配波長數和已配波長數，來得到各個OA輸出光功率的理想範圍，為令 Pout = Pstd-101ogNl+101ogN2+K ；其中，Pout表示光放大器OA單板的理想輸出功率，Pstd表示光放大器OA單板的額定輸出功率，Nl表示系統滿配置波長數，N2表示系統當前開通的波長數，K是修正值；根據其所在復用段的可調節範圍和OA增益的調節範圍，獲得其可調節的接近理想值的最大調節量。進一步來說，所述控制模塊用於獲得各個通道層的0SNR、宿端輸入功率的調節量， 包括當通道層有光分插復用板執行器，當通道層0SNR、宿端輸入功率處於啟動條件時， 通過光分插復用板執行器來進行通道層的功率優化；當通道層沒有光分插復用板執行器，當通道層0SNR、宿端輸入功率處於啟動條件時，通過通道層的各個復用段功率優化來優化通道層。為了解決上述技術問題，本發明還提供了一種光通道層功率管理優化方法，包括設置各個通道層宿端的OTU類單板輸入光功率及各個通道層的OSNR的啟動條件、 結束條件；查詢各個光放大器類單板的輸出光功率、各個通道層宿端的OTU類單板的輸入光功率、各個通道層的OSNR ；根據所述光放大器類單板的輸出光功率、各個通道層宿端的OTU類單板的輸入光功率及各個通道層的OSNR的啟動條件和結束條件獲得各個通道層各個執行器的功率值的
調整量；將各個通道層獲得的各個執行器的功率值的調整量進行下發，根據所述調整量對功率值進行調整。進一步來說，所述根據光放大器類單板的輸出光功率、各個通道層宿端的OTU類單板的輸入光功率及各個通道層的OSNR的啟動條件和結束條件獲得各個通道層各個執行器的調整量，包括首先獲得各個光放大器(OA)輸出功率的調節量；再獲得各個通道層的0SNR、宿端輸入功率的調節量。進一步來說，所述首先獲得各個OA輸出功率的調節量，包括根據滿配波長數和已配波長數，來得到各個OA輸出光功率的理想範圍；根據監測到OA類單板的輸出光功率是否在所述理想範圍內來調節OA的增益；其中，所述根據滿配波長數和已配波長數，來得到各個OA輸出光功率的理想範圍，為令 Pout = Pstd-101ogNl+101ogN2+K ；其中，Pout表示光放大器OA單板的理想輸出功率，Pstd表示光放大器OA單板的額定輸出功率，Nl表示系統滿配置波長數，N2表示系統當前開通的波長數，K是修正值；根據其所在復用段的可調節範圍和OA增益的調節範圍，獲得其可調節的接近理想值的最大調節量。進一步來說，所述再獲得各個通道層的0SNR、宿端輸入功率的調節量，包括當通道層有光分插復用板執行器，當通道層0SNR、宿端輸入功率處於啟動條件時， 通過光分插復用板執行器來進行通道層的功率優化；當通道層沒有光分插復用板執行器，當通道層0SNR、宿端輸入功率處於啟動條件時，通過通道層的各個復用段功率優化來優化通道層。進一步來說，所述光通道層包括在管理平面或控制平面的0TU、光合波器、光放大器、光分波器、光監測器和光分插復用器等，組成至少一個光復用段。與現有技術相比，本發明給出了光通道層在沒有功率均衡功能的光分插復用器下，如何利用復用段的功率優化來進行通道層的功率優化；與現有技術相比，本發明引入了復用段資源佔有率因子，在光通道層優化的啟動條件上增加了各個光放大器OA輸出功率的理想範圍的判斷，使得功率優化更加有效。
圖1是本發明實施例中波分復用的通道層功率管理優化系統的一個示意圖2是本發明實施例中波分復用的通道層功率管理優化系統的一個應用實例示意圖；圖3是本發明實施例中波分復用的通道層功率管理優化方法的流程圖；圖4是本發明實施例中波分復用的通道層功率管理優化方法一應用實例的流程圖；圖5是本發明應用實例中波分復用的通道層功率管理優化方法引入的「光放大器 OA輸出功率理想範圍」的處理流程圖；圖6是本發明應用實例中波分復用的通道層功率管理優化方法引入的「利用復用段進行光通道層功率優化」的處理流程具體實施例方式本發明在光通道層的功率優化上引入兩個發明點一是引入在沒有具有光功率均衡功能的光分插復用器情形下，利用光復用段進行光通道層的功率優化；二是在光通道層的功率優化啟動條件裡增加了光放大器輸出功率是否在理想範圍內的判斷。本發明利用光監測單板監測器，監測各個通道的0SNR，檢查各個通道層的OSNR是否在合法範圍，利用通道層宿端的OTU類單板監測器，監測其輸入功率是否保持在合法範圍，利用光放大器OA單板監測器，監測其輸出功率是否在理想範圍內。如果所述中任何一個條件不符合，就進行功率優化。為使本發明的優點和特徵更加清楚和明白，下面結合附圖對本發明一種波分復用的通道層功率管理的系統和優化方法的具體實施方式
做進一步描述。參照圖1所示，本發明提供一種光通道層功率優化系統，所述優化系統包括監測模塊10，用於監測光放大器類單板的輸出光功率、各個通道層宿端的波長轉化器(OTU)類單板的輸入光功率、各個通道層的光信噪比(OSNR)；控制模塊11，用於分別設置各個通道層宿端的OTU類單板輸入光功率及各個通道層的OSNR的啟動條件、結束條件，並根據所述光放大器類單板的輸出光功率、各個通道層宿端的OTU類單板的輸入光功率及各個通道層的OSNR的啟動條件和結束條件獲得執行模塊的調整量；執行模塊12，用於根據所述控制模塊發送來的調整量對各個通道層相應功率進行調整。參照圖2所示，在本發明的一個優選實施例中，所述監測模塊10，包括光放大器、 光通道監測單板和接收端OTU類單板。所述控制模塊11，包括管理平面和控制平面；所述執行模塊12，包括光放大器OA及具有功率均衡功能的光分插復用器。本發明的系統用于波分復用傳輸系統的光通道層，在本實施例中，所述光通道層包括在管理平面或控制平面的波長轉化器(OTU)、光合波器、光放大器OA、光分波器、光監測器和光分插復用器等，組成至少一個光復用段。在本發明的一個優選實施例中，所述控制模塊用於獲得執行模塊的調整量，包括 首先用於獲得各個光放大器(OA)輸出功率的調節量；再用於獲得各個通道層的0SNR、宿端輸入功率的調節量。在本發明的一個優選實施例中，所述控制模塊用於首先獲得各個OA輸出功率的調節量，包括根據滿配波長數和已配波長數，來得到各個OA輸出光功率的理想範圍；根據監測到OA類單板的輸出光功率是否在所述理想範圍內來調節OA的增益；其中，所述根據滿配波長數和已配波長數，來得到各個OA輸出光功率的理想範圍，為令 Pout = Pstd-101ogNl+101ogN2+K ；其中，Pout表示光放大器OA單板的理想輸出功率，Pstd表示光放大器OA單板的額定輸出功率，Nl表示系統滿配置波長數，N2表示系統當前開通的波長數，K是修正值；根據其所在復用段的可調節範圍和OA增益的調節範圍，獲得其可調節的接近理想值的最大調節量。在本發明的一個優選實施例中，所述控制模塊用於獲得各個通道層的0SNR、宿端輸入功率的調節量，包括當通道層有光分插復用板執行器，當通道層0SNR、宿端輸入功率處於啟動條件時， 通過光分插復用板執行器來進行通道層的功率優化；當通道層沒有光分插復用板執行器，當通道層0SNR、宿端輸入功率處於啟動條件時，通過通道層的各個復用段功率優化來優化通道層。參照圖3所示，是本發明實施例中波分復用的通道層功率管理優化方法的流程圖，本發明提供的光通道層功率優化方法，用于波分復用傳輸系統的光通道層，所述優化方法包括以下步驟S(I)查詢各個光放大器OA類單板的輸出光功率、各個通道層宿端OTU類單板的輸入光功率、各個通道層的OSNR ；SQ)根據光放大器OA類單板的輸出光功率、各個通道層宿端OTU類單板的輸入光功率和各個通道層的OSNR的啟動條件和結束條件進行光通道層功率優化，具體為，計算各個通道層各個執行器的調整量；這裡的結束條件和啟動條件都是一個範圍，啟動條件就是指滿足了需要進行優化的條件，結束條件就是滿足了優化結束的條件。舉個例子說，假如設定OSNR的結束條件是 21db < OSNR <= ^db，OSNR在這個範圍內就滿足了調整結束的條件，假如OSNR不在這個範圍內就是OSNR滿足了需要調整的啟動條件，就需要進行優化。具體的啟動條件的範圍是靈活的，可以人為進行設置。S(3)將各個通道層計算出來的各個執行器的功率值的調整量進行下發，根據所述調整量對功率值進行調整。其中，所述步驟SQ)可以通過以下步驟實現S (2. 1)獲得各個OA輸出功率的調節量；S(2. 2)獲得各個通道層的0SNR、宿端輸入功率的調節量。其中，所述步驟S(2. 1)包括以下步驟S (2. 1. 1)利用滿配波長數和已配波長數，來得到各個OA輸出光功率的理想範圍； 根據監測到OA類單板的輸出光功率是否在這個理想範圍內來調節OA的增益。其中，所述利用滿配波長數和已配波長數，來得到各個OA輸出光功率的理想範圍，為
令Pout = Pstd-101ogNl+101ogN2+K其中，Pout表示光放大器OA單板的理想輸出功率，Pstd表示光放大器OA單板的額定輸出功率，Nl表示系統滿配置波長數，N2表示系統當前開通的波長數，K是修正值，可以設定。S (2. 1. 2)根據其所在復用段的可調節範圍和OA增益的調節範圍，計算其可調節的接近理想值的最大調節量。其中，步驟S (2. 2)包括以下步驟S (2. 2. 1)當通道層有光分插復用板執行器，當通道層0SNR、宿端輸入功率處於啟動條件時，通過光分插復用板執行器來進行通道層的功率優化；S (2. 2. 2)當通道層沒有光分插復用板執行器，當通道層0SNR、宿端輸入功率處於啟動條件時，通過通道層的各個復用段功率優化來優化通道層。所述光通道層包括在管理平面或控制平面的波長轉化器0TU、光合波器、光放大器 OA、光分波器、光監測器和光分插復用器等，組成至少一個光復用段。參照圖4所示，本發明波分復用的通道層功率管理的優化方法一應用實例，包括以下步驟步驟1 開始功率優化；步驟2 判斷光放大器OA輸出功率是否在理想範圍；步驟3 查詢各個通道的0SNR、宿端輸入功率、各個分插復用板執行器的波長通道衰減量；設置各個通道的OSNR的結束條件、啟動條件；設置各個通道層宿端OTU類單板輸入功率的啟動條件、結束條件；設置功率調節的步長；步驟4 判斷各個通道0SNR、宿端輸入功率是是不是滿足結束條件，是轉步驟9，否則轉步驟5 ；步驟5 是否具有光分插復用器，是則轉步驟6，否則轉步驟8 ；步驟6 是否已經利用光分插復用器進行了調節，是轉步驟8，否則轉不轉7 ；步驟7 利用光分插復用器對不滿足要求的通道進行調節，轉步驟4 ；步驟8 利用復用段對通道層的功率進行優化的處理，轉步驟9 ；步驟9 下發各個執行器的調節量；
步驟10 結束功率優化。其中步驟2，本發明上述應用實例引入的光放大器OA輸出功率的優化因子的處理可見圖5，分以下步驟步驟2. 1 查詢光放大器OA的輸出功率，系統滿配波長數和已配波長數，計算各個光放大器OA的輸出功率理想範圍；步驟2. 2 判斷當前光放大器OA的輸出功率是不是在理想範圍內，是轉步驟2. 4， 否則轉步驟2. 3 ；步驟2. 3 根據其所在復用段的可調節範圍和OA增益的調節範圍，計算其可調節的接近理想值的最大調節量；同時更新其復用段的可調節範圍，執行步驟2. 4 ；步驟2. 4 是不是有下一個不滿足要求的未調節的光放大器0A，是則轉步驟2. 5， 否轉步驟3。步驟2. 5 取下一個未調節過的不滿足要求的光放大器0A，執行步驟2. 2。
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其中步驟8，本發明上述應用實例引入的利用復用段對通道層的功率進行優化的處理見圖6，分以下步驟步驟8. 1 根據復用段的調節範圍、OSNR的結束條件、宿端輸入功率的結束條件， 得出各個不滿足條件的通道的功率需要的調節範圍和滿足條件的通道的功率的可調節範圍；步驟8. 2 根據不滿足條件的通道的功率調節方向是不是一致來判斷是否可利用復用段來調節，一致轉步驟8. 3，否轉步驟9。步驟8.3 根據上面得出的復用段的調節範圍、各個不滿足條件的通道層的功率需要的調節範圍和滿足條件的通道層的功率的可調節範圍，來計算得到使合法通道繼續保持合法的最大的功率調節量；根據設置的調節步長得到調節次數的範圍；步驟8. 4 在最大調節次數內，以設置的調節步長進行調節，並計算每次調節後， 非法通道數的數量，最後取使非法通道數最小的調節次數，得到需要的調節量，轉步驟9。當然，本發明還可以有其他多種實施例，在不背離本發明精神及實質的情況下，本領域技術人員可根據本發明做出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種光通道層功率管理優化系統，其特徵在於，包括監測模塊，用於監測光放大器類單板的輸出光功率、各個通道層宿端的波長轉化器 (OTU)類單板的輸入光功率、各個通道層的光信噪比(OSNR)；控制模塊，用於分別設置各個通道層宿端的OTU類單板輸入光功率及各個通道層的 OSNR的啟動條件、結束條件，並根據所述光放大器類單板的輸出光功率、各個通道層宿端的 OTU類單板的輸入光功率及各個通道層的OSNR的啟動條件和結束條件獲得執行模塊的調整量；執行模塊，用於根據所述控制模塊發送來的調整量對各個通道層相應功率進行調整。
2.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述監測模塊，包括光放大器、光通道監測單板和接收端OTU類單板；所述控制模塊，包括管理平面和控制平面；所述執行模塊，包括光放大器和具有功率均衡功能的光分插復用器。
3.如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述控制模塊用於獲得執行模塊的調整量，包括首先用於獲得各個光放大器(OA)輸出功率的調節量；再用於獲得各個通道層的 0SNR、宿端輸入功率的調節量。
4.如權利要求3所述的系統，其特徵在於，所述控制模塊首先用於獲得各個OA輸出功率的調節量，包括根據滿配波長數和已配波長數，來得到各個OA輸出光功率的理想範圍；根據監測到OA 類單板的輸出光功率是否在所述理想範圍內來調節OA的增益；其中，所述根據滿配波長數和已配波長數，來得到各個OA輸出光功率的理想範圍，為令Pout = Pstd-101ogNl+101ogN2+K ；其中，Pout表示光放大器OA單板的理想輸出功率，Pstd表示光放大器OA單板的額定輸出功率，Nl表示系統滿配置波長數，N2表示系統當前開通的波長數，K是修正值；根據其所在復用段的可調節範圍和OA增益的調節範圍，獲得其可調節的接近理想值的最大調節量。
5.如權利要求3所述的系統，其特徵在於，所述控制模塊用於獲得各個通道層的0SNR、 宿端輸入功率的調節量，包括當通道層有光分插復用板執行器，當通道層0SNR、宿端輸入功率處於啟動條件時，通過光分插復用板執行器來進行通道層的功率優化；當通道層沒有光分插復用板執行器，當通道層0SNR、宿端輸入功率處於啟動條件時，通過通道層的各個復用段功率優化來優化通道層。
6.一種光通道層功率管理優化方法，其特徵在於，包括設置各個通道層宿端的OTU類單板輸入光功率及各個通道層的OSNR的啟動條件、結束條件；查詢各個光放大器類單板的輸出光功率、各個通道層宿端的OTU類單板的輸入光功率、各個通道層的OSNR ；根據所述光放大器類單板的輸出光功率、各個通道層宿端的OTU類單板的輸入光功率及各個通道層的OSNR的啟動條件和結束條件獲得各個通道層各個執行器的功率值的調整量；將各個通道層獲得的各個執行器的功率值的調整量進行下發，根據所述調整量對功率值進行調整。
7.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述根據光放大器類單板的輸出光功率、各個通道層宿端的OTU類單板的輸入光功率及各個通道層的OSNR的啟動條件和結束條件獲得各個通道層各個執行器的調整量，包括首先獲得各個光放大器(OA)輸出功率的調節量； 再獲得各個通道層的0SNR、宿端輸入功率的調節量。
8.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述首先獲得各個OA輸出功率的調節量，包括根據滿配波長數和已配波長數，來得到各個OA輸出光功率的理想範圍；根據監測到OA 類單板的輸出光功率是否在所述理想範圍內來調節OA的增益；其中，所述根據滿配波長數和已配波長數，來得到各個OA輸出光功率的理想範圍，為 令Pout = Pstd-101ogNl+101ogN2+K ；其中，Pout表示光放大器OA單板的理想輸出功率，Pstd表示光放大器OA單板的額定輸出功率，Nl表示系統滿配置波長數，N2表示系統當前開通的波長數，K是修正值；根據其所在復用段的可調節範圍和OA增益的調節範圍，獲得其可調節的接近理想值的最大調節量。
9.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述再獲得各個通道層的0SNR、宿端輸入功率的調節量，包括當通道層有光分插復用板執行器，當通道層0SNR、宿端輸入功率處於啟動條件時，通過光分插復用板執行器來進行通道層的功率優化；當通道層沒有光分插復用板執行器，當通道層0SNR、宿端輸入功率處於啟動條件時，通過通道層的各個復用段功率優化來優化通道層。
10.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述光通道層包括在管理平面或控制平面的0TU、光合波器、光放大器、光分波器、光監測器和光分插復用器等，組成至少一個光復用段。
全文摘要
本發明公開了一種光通道層功率管理優化系統及方法，所述方法包括設置各個通道層宿端的波長轉化器(OTU)類單板輸入光功率及各個通道層的光信噪比(OSNR)的啟動條件、結束條件；查詢各個光放大器類單板的輸出光功率、各個通道層宿端的OTU類單板的輸入光功率、各個通道層的OSNR；根據所述光放大器類單板的輸出光功率、各個通道層宿端的OTU類單板的輸入光功率及各個通道層的OSNR的啟動條件和結束條件獲得各個通道層各個執行器的功率值的調整量；將各個通道層獲得的各個執行器的功率值的調整量進行下發，根據所述調整量對功率值進行調整。本發明使得功率優化更加有效。
文檔編號H04Q11/00GK102263591SQ201010192770
公開日2011年11月30日 申請日期2010年5月26日 優先權日2010年5月26日
發明者侯正衛 申請人:中興通訊股份有限公司