通過光監控信道傳遞波長數優化wdm系統功率管理的方法
2023-12-06 12:36:11 1
專利名稱：通過光監控信道傳遞波長數優化wdm系統功率管理的方法
技術領域：
本發明涉及到的背景技術包括已經實現並商用化了的DWDM、增益可調整放大器(包括EDFA、Raman等)、VOA+增益恆定放大器等。
DWDM系統即密集波分復用系統，就是在一根光纖中利用不同的光波長傳輸多路不同信源的信號，以達到擴展傳輸容量的目的，同時為了延伸系統的傳輸距離，在系統中常常採用大量的光放大器來補償線路的衰耗。光放大器有固定增益放大器和增益可調光放大器(或VOA+固定增益放大器實現)兩類，早期的WDM系統一般採用固定增益放大器。近年來，考慮到系統應用的靈活性，增益可調光放大器系統逐漸增多，但有一個關鍵問題一直沒有得到很好解決，即光放大器無法對波長增減引起的功率變化和非波長增減因素引起的功率變化(如線路衰減變化)同時自動做出相應調整(因為對WDM系統來講，波道增減應該增益鎖定，而線路衰減變化是應進行增益實時調整)。本發明可以很好的解決這一難題，通過光監控信道(OSC)傳遞波長數優化WDM系統的功率管理，使WDM系統更加靈活、可靠。
增益可調放大器即EDFA、Raman等，放大器的增益可以在一定範圍內通過相應的命令進行調整，靈活配置。由於一般的DWDM系統都要求放大器要有增益鎖定的功能，所以增益可調放大器在這類系統中的應用不多。本發明由於考慮了系統的靈活配置，使這种放大器得到大量的應用。
VOA+增益恆定放大器即通過放大器前面的VOA調整放大器輸入光功率。一旦完成調整就必須將VOA鎖定，這樣才能保證系統在掉波的情況下其餘各通道信號功率維持不變。然而，如果在系統沒有掉波的情況下，由於其他因素導致某站放大器輸入光功率變化，系統就不能對此做出反應，以至於以後各站的放大器輸出光功率不準確。
發明內容
本發明的目的是公開一種系統自動配置放大器輸入光功率或自動調節放大器增益的技術，實現當系統功率發生變化時，自動、靈活的完成相應配置工作，節省了大量的人力物力。同時，本發明的出現也在DWDM系統智能化上向前邁進一步。
本發明的技術方案為通過光監控信道傳遞波長數優化WDM系統功率管理的方法包括對放大器的增益調整，特別是以系統中的總波數為依據，對系統中總波數監測，作為功率調整的依據，實現對功率變化的判斷和對系統的自動調整、優化。
所述的優化WDM系統功率管理的方法，是由DWDM系統發端合波盤對輸入的波數進行計數，並實時的將總波數作為性能量上報網管，這一過程通過合波盤內部盤控器對輸入的各個信道光功率進行判斷，對功率大於門限值的信道進行計數，將計數的結果存儲在寄存器中，並作為該盤的性能量上報網管，端機的網管盤將此信息處理後通過光監控信道傳遞給後面各站的網管盤，各站網管盤將此信息提取出來通過下行數據線傳遞給相應的放大盤BCT模塊並保存。該過程是把系統總波數的信息傳遞給每個中繼站的放大盤，放大盤以此作為判斷系統是否增減波的依據，網管上增加放大盤自動配置和手動配置的命令，當處在自動配置狀態下，系統能完成對增減波或非增減波引起的功率變化的自動處理，當系統處在手動配置情況時，操作人員可根據輸入功率變化引起的告警手動的配置系統。
所述的優化WDM系統功率管理的方法，計數是通過合波盤內部檢測模塊的計數功能實現，具體方法是檢測模塊對各路光信號進行有光或無光判斷，有光計數器加1，將計數的結果存儲在合波盤內部BCT盤控器的寄存器中，並作為該盤的性能量上報給網管盤EMU。
所述的優化WDM系統功率管理的方法，是發送端的網管盤將接收到的波數的信息以一定的數據格式通過背板傳遞給本端OSC光監控盤，在OSC盤內進行FPGA組幀，然後進行電光轉換，將載著信息的光信號通過光監控信道傳遞給各個中繼站的OSC盤，然後經過逆過程光電轉換、FPGA解幀將信息送給本中繼站網管盤，網管盤將此信息提取出來傳遞給本站內相應的光放大盤BCT並保存，該傳遞過程是中繼站網管盤BCT和放大器BCT的通信過程，通過BCT的上行數據線和下行數據線傳遞實現，把系統的波長數的信息傳遞給每個中繼站的光放大盤，放大盤以此作為判斷系統是否增減波的依據。
所述的優化WDM系統功率管理的方法，當系統中某站放大盤檢測到輸入光功率變化達到一定值並持續一定時間後，首先判斷此時從網管盤接收到的總波數是否與前一狀態值相同，如果不同，說明光功率變化是系統增減信道引起的，此時報告出系統增波或減波，系統不做任何調整，放大盤依然工作在增益鎖定狀態，如果波數相同，說明是非增減波因素引起的功率變化，此時報告功率升高或降低告警。在告警出現的情況下，如果系統工作狀態是自動配置，則放大盤做出功率調整或增益調整的反應，反之，需人工完成配置。
所述的優化WDM系統功率管理的方法，放大盤是VOA+固定增益放大器的結構，在調整時需要給出輸入光功率預置值，這個值可通過上面檢測到的光功率變化值以一定算法得到，計算和處理由放大盤內部的BCT完成。
所述的優化WDM系統功率管理的方法，放大盤還可以是增益可調放大器，首先是把改變放大器增益做成命令的方式，然後通過串口通訊完成BCT對放大器的控制，同樣需改變的增益值可依據輸入功率變化按照一定算法得到。
所述的優化WDM系統功率管理的方法，系統在自動配置情況下，自動調整的過程是一個反饋的過程，直到放大盤輸出光功率與告警前相同為止。
所述的優化WDM系統功率管理的方法，在自動調整時要屏蔽後站的告警，直到調整結束為止。
本發明的有益效果目前DWDM系統無法同時實現對增減波因素和非增減波因素引起的功率變化進行自動控制，而在實際情況中這一現象常常出現，例如前站放大器由於老化導致輸出光功率下降，傳輸線路老化或其他因素造成的功率變化，而這類功率變化並不明顯，後站對此無法識別，系統接收端發現信噪比下降但很難快速準確的找到問題所在，給維護人員帶來很大的麻煩。本發明方案不僅可以在一定程度上彌補功率的損失，還可以通過告警判斷出問題所在，提高了系統信號的傳輸質量，彌補參數劣化引起的不足。
另外，由於本發明方案中系統自動配置功能的實現，標誌著WDM系統向智能化，自動化方向的發展，為智能WDM的實現奠定基礎。
圖1是本發明方案實現的系統自動配置流程圖。
圖2是系統框圖簡圖具體實施方式
DWDM系統中，正常情況下如果系統的總波數一定，則MPI-S及S』點的光功率也為定值。在穩定狀態時，如果系統增波或減波，該點的光功率也應做出相應的變化，這是靠放大器增益鎖定功能實現的；如果系統總波數沒有變化而出現S』點光功率的變化，則是由於前站放大器老化、傳輸距離增減或其他人為因素造成的，此時系統要求放大器對輸出功率做出相應的調整，這樣的自動調整功能的實現需要以下幾個環節1)合波盤對系統的波數要有統計功能；2)放大盤能夠實時的採集到系統總波數這一性能量；3)對輸入光功率變化進行監測，將輸入光變化值以一定的算法轉化為需調整VOA的衰減值或需改變的EDFA增益值；4)系統對光功率變化的原因能夠識別的功能；5)網管上給出增減波或非增減波因素引起的功率變化告警，並能分別處理；網管上要有自動配置和手動配置的控制命令。
圖2是系統框圖簡圖EMU是網管盤、OSC是光監控盤、OMU是合波盤、OBA是光功放盤、OLA是光線放盤、MUX是1510/1550合波器、DEMUX是1510/1550分波器，圖中粗線表示數據傳輸，即網管盤對各個單盤性能數據的採集。
發送端合波盤對各輸入光進行波分復用，復用後的光信號也就是主光信號經過OBA光功率放大器進行放大，然後通過MUX合波器與1510nm的光進行合波後進入線路傳輸，其中合波盤、光功率放大盤、OSC光監控盤通過數據線與EMU網管盤通信，合波盤也是在此通信過程中將波數的信息傳遞給網管盤的；在中繼站，先由DEMUX分波器分出1510nm的光和主光信號，主光信號經過OLA線路放大器放大，1510nm光通過OSC盤處理後將信息傳遞給網管盤，其中包括發送端波數的信息，線路放大盤在與網管通信的過程中可以採集到波數的信息，作為功率調整的依據，功率調整是通過調整線路放大盤內部的放大器增益或衰減器衰減來實現的。
DWDM系統發送端合波盤(OMU)對波長數進行計數，並實時的將波長數作為性能量上報網管計數是通過合波盤內部檢測模塊的計數功能實現，具體方法是監測模塊對各路光信號進行有光或無光判斷，有光計數器加1，將計數的結果存儲在合波盤內部BCT(盤控器)的寄存器中，並作為該盤的性能量上報給網管盤(EMU)。
整個系統按照圖1所示的流程圖實現了在掉波或非掉波因素引起功率變化時的自動調整和配置功能發送端的網管盤將接收到的波數的信息以一定的數據格式通過背板傳遞給本端OSC盤(光監控盤)，在OSC盤內進行FPGA組幀，然後進行電光轉換，將載著信息的光信號(1510nm)通過光監控信道傳遞給各個中繼站的OSC盤，然後經過逆過程(光電轉換，FPGA解幀)將信息送給本中繼站網管盤，網管盤將此信息提取出來傳遞給本站內相應的光放大盤BCT並保存，該傳遞過程是中繼站網管盤BCT和放大器BCT的通信過程，通過BCT的UD(上行數據線)和DD(下行數據線)傳遞實現。該過程的主要目的是把系統的波長數的信息傳遞給每個中繼站的光放大盤，放大盤以此作為判斷系統是否增減波的依據。
同時，為了保證系統既能自動調整又能手動調整，網管盤上需要增加自動調整和手動調整的控制命令(通過網管盤BCT程序實現)，當處在自動調整狀態下，系統能完成對增減波或非增減波引起的功率變化的自動處理；而當系統處在手動調整狀態下，操作人員可根據輸入功率變化引起的告警手動的配置系統。
當系統中某站光放大盤檢測到輸入光功率變化達到一定值並持續一定時間後，首先判斷此時從網管盤接收到的波長數是否與前一狀態值相同，如果不同，說明光功率變化是系統增減信道引起的，此時報告出系統增波或減波(依據輸入光變大變小而定)，系統不做任何調整，放大盤依然工作在增益鎖定狀態；如果波數相同，說明是非增減波因素引起的功率變化，此時報告功率升高或降低告警。在告警出現的情況下，如果系統工作在自動調整狀態，則放大盤做出功率調整(調放大器前面的VOA)或增益調整的反應；反之，需人工完成調整。
適用於本發明方案的光放大盤主要有兩種類型，一類是VOA+增益恆定放大器的結構；另一類是本身增益可調放大器。對於前者，在調整時需要給出輸入光功率預置值，這個值可通過上面檢測到的光功率變化值計算得到，計算和處理由放大盤內部的BCT完成；對於後者我們首先是把改變放大器增益做成命令的方式，然後通過串口通訊(如RS232)完成BCT對放大器的控制，同樣需改變的增益值可依據輸入功率變化值計算得到。
系統在自動配置情況下自動調整的過程是一個反饋的過程，直到放大盤輸出光功率與告警前相同為止。
同時，在自動調整時要屏蔽後站的告警，直到調整結束為止。
總之，本發明的技術方案是以系統中的波長數為依據，以此來實現對功率變化的判斷和對系統的自動調整、優化。
本發明公開的實施案例就是在WDM系統中實現系統的自動配置功能和自動功率管理，系統中放大盤分別採用了VOA+固定增益放大器和增益可變放大器兩種結構，都能實現系統對其的控制。
權利要求
1.一種通過光監控信道傳遞波長數優化WDM系統功率管理的方法，包括對放大器的增益調整，其特徵是對系統中總波數監測，作為功率調整的依據。
2.根據權利要求1所述的優化WDM系統功率管理的方法，其特徵是由DWDM系統發端合波盤對輸入的波數進行計數，並實時的將總波數作為性能量上報網管，這一過程通過合波盤內部盤控器對輸入的各個信道光功率進行判斷，對功率大於門限值的信道進行計數，將計數的結果存儲在寄存器中，並作為該盤的性能量上報網管，端機的網管盤將此信息處理後通過光監控信道傳遞給後面各站的網管盤，各站網管盤將此信息提取出來通過下行數據線傳遞給相應的放大盤BCT模塊並保存。該過程是把系統總波數的信息傳遞給每個中繼站的放大盤，放大盤以此作為判斷系統是否增減波的依據，網管上增加放大盤自動配置和手動配置的命令，完成對增減波或非增減波引起的功率變化的處理。
3.根據權利要求1或2所述的優化WDM系統功率管理的方法，其特徵是通過合波盤內部檢測模塊的計數功能實現，具體方法是檢測模塊對各路光信號進行有光或無光判斷，有光計數器加1，將計數的結果存儲在合波盤內部BCT盤控器的寄存器中，並作為該盤的性能量上報給網管盤EMU。
4.根據權利要求1或2所述的優化WDM系統功率管理的方法，其特徵是發送端的網管盤將接收到的波數的信息以一定的數據格式通過背板傳遞給本端OSC光監控盤，在OSC盤內進行FPGA組幀，然後進行電光轉換，將載著信息的光信號通過光監控信道傳遞給各個中繼站的OSC盤，然後經過逆過程光電轉換、FPGA解幀將信息送給本中繼站網管盤，網管盤將此信息提取出來傳遞給本站內相應的光放大盤BCT並保存，該傳遞過程是中繼站網管盤BCT和放大器BCT的通信過程，通過BCT的上行數據線和下行數據線傳遞實現，把系統的波長數的信息傳遞給每個中繼站的光放大盤，放大盤以此作為判斷系統是否增減波的依據。
5.根據權利要求1或2所述的優化WDM系統功率管理的方法，其特徵是，當系統中某站放大盤檢測到輸入光功率變化達到一定值並持續一定時間後，首先判斷此時從網管盤接收到的總波數是否與前一狀態值相同，如果不同，說明光功率變化是系統增減信道引起的，此時報告出系統增波或減波，系統不做任何調整，放大盤依然工作在增益鎖定狀態，如果波數相同，說明是非增減波因素引起的功率變化，此時報告功率升高或降低告警，在告警出現的情況下，如果系統工作狀態是自動配置，則放大盤做出功率調整或增益調整的反應，反之，需人工完成配置。
6.根據權利要求2所述的優化WDM系統功率管理的方法，其特徵是放大盤是VOA+固定增益放大器的結構，在調整時需要給出輸入光功率預置值，這個值可通過上面檢測到的光功率變化值以一定算法得到，計算和處理由放大盤內部的BCT完成。
7.根據權利要求2所述的優化WDM系統功率管理的方法，其特徵是放大盤是增益可調放大器，首先是把改變放大器增益做成命令的方式，然後通過串口通訊完成BCT對放大器的控制，同樣需改變的增益值可依據輸入功率變化按照一定算法得到。
8.根據權利要求1或2所述的優化WDM系統功率管理的方法，其特徵是系統在自動配置情況下，自動調整的過程是一個反饋的過程，直到放大盤輸出光功率與告警前相同為止。
9.根據權利要求1或2所述的優化WDM系統功率管理的方法，其特徵是在自動調整時要屏蔽後站的告警，直到調整結束為止。
全文摘要
本發明提供一種通過光監控信道傳遞波長數優化WDM系統功率管理的方法,是對系統中總波數監測,作為功率調整的依據,實現對功率變化的判斷和對系統的自動調整。具體由DWDM系統發端合波盤對輸入的波數進行計數,並實時的將總波數作為性能量上報網管,端機的網管盤將此信息處理後通過光監控信道傳遞給後面各站的網管盤,各站網管盤將此信息提取出來通過下行數據線傳遞給相應的放大盤BCT模塊並保存,把系統總波數的信息傳遞給每個中繼站的放大盤,放大盤以此作為判斷系統是否增減波的依據,網管上增加放大盤自動配置和手動配置的命令,實現對功率變化的判斷和對系統的自動調整、優化。
文檔編號H04B10/12GK1423445SQ02147829
公開日2003年6月11日 申請日期2002年12月12日 優先權日2002年12月12日
發明者何建明, 夏珣 申請人:烽火通信科技股份有限公司