CN100474803C - 多波长可调谐光板组成的波分传输系统及其波长配置方法 - Google Patents

Abstract

一种使用多波长可调谐光板组成的波分传输系统及其波长自动配置方法，该系统包括主控板，多波长可调谐光板或固定波长光板等单板，每个多波长可调谐光板设置有存储该光板波长信息的存储器；主控板通过集线器和以太网口连接网管系统或配置主机，每个主控板上设有存储该机柜单元中的各个光板波长信息的读写存储器RAM，并通过背板总线和通讯接口连接其它多波长可调谐光板或固定波长光板，藉此主控板控制各个光板并与光板交换信息。本发明波长自动配置方法解决了要求维护人员技术水平较高的问题，降低系统维护的复杂性和提高系统运行可靠性。

Description

多波长可调谐光板组成的波分传输系统及其波长配置方法

技术领域

本发明涉及一种使用多波长可调谐光板组成的波分传输系统及其波长自动配置方法，属于光通信技术领域。

背景技术

密集波分复用(DWDM)全光网络是光通信网络发展的必然趋势，而波分传输系统又是DWDM全光网络中的重要设备。目前，现有的DWDM光通信网络中，各种波长的光板(包括光转换板和光中继板)大都采用不可调谐的单一固定波长光板，因此，现有的光通信网络传输系统主要使用固定波长的光板组成。只有一部分厂家在系统中开始采用8个可调谐波长的光板，但是，这些厂家使用多波长可调谐光板的主要目的，通常仅仅是将其作为备件板使用，以便能够减少单板备件的种类。因为这种光可调谐波长光板可以作为所有波长光板的备件而直接使用，也就是说，该光板将会被插入多个不同板位的插槽和配置为多个不同的工作波长。因此，工作时如何配置多波长可调谐光板的工作波长，就相当重要。

现在，在使用这种多波长可调谐光板作为备件插入工作系统的机架之前，首先要将其插入配置机箱手工配置其工作波长(参见图1所示)。其具体操作过程是：(1)配置波长：把光可调谐光板插入配置机箱，通过机箱的操作接口或光板的通讯接口与配置主机(计算机)连接，通过主机给该光板配置设定使用的波长信息，并将该信息存储在光板中，使得该光板今后能够工作在设定波长。(2)插板工作：已经配置了工作波长信息的光可调谐光板插入系统中设定的工作机柜，光板启动后，该光板根据存储在光板中的波长信息，自动工作在配置的特定波长。(3)重新配置波长：如果需要将该光可调谐光板移到其他地方使用时，就需要重新按照上述步骤(1)、(2)进行操作，使该可调谐光板工作在新的工作波长。因为波长信息对光板的影响很大，配置技术比较复杂，对技术人员的要求也相对较高。

由此可见，对于目前采用固定波长光板的光通信传输系统的缺点是使用、管理和维护的成本很高，因为各种光板的种类很多，日常使用和维护相当复杂；不论是设备制造商，还是电信运营商，都需要准备各种波长的光板。而且，为了保证每种波长的光板都能够有相应的备份，将会造成大量的备板库存，使得备板成本相当昂贵。如果使用多波长可调谐光板作为备板，虽然可以大大减少备板的光板种类，节省了备板成本。但是，使用和维护的技术比较复杂，例如更换光板时，需要人工配置和设定可调谐光板的工作波长，而配置技术复杂，对操作维护人员的技术水平要求较高。此外，因为需要花费一定时间进行配置操作，这样就不能做到实时和快速更换光板，对保证通信畅通会有一定影响。

申请人研制了具有全C波段(或L波段)的光可调谐光板，该光可调谐光板中包含有主要用于实现DWDM光接收和发送功能、并能提供全C或全L波段的可调光波长发射输出的多波长可调谐光模块。多波长可调谐光模块包括可调谐激光器发射器件、光调制电路、光接收电路、数据时钟恢复、激光器驱动芯片、MUX/DEMUX电路、接口通讯及控制电路等。通过软件可以控制光可调谐光板调谐实现80种波长(间隔为50GHz)中的任意一个波长作为其工作波长。如此宽波长范围的调节功能，为光板的波长自动配置提供了技术可能性。如何利用该80种波长的光可调谐光板组成波分传输系统，以及如何样实现波长自动配置，以降低系统设备维护的复杂性和提高系统运行的可靠性，就自然而然地成为研发人员面前的新课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用多波长可调谐光板组成的波分传输系统，该系统可以大大减少备板的光板种类和节省了备板成本，能够较好地解决目前采用固定波长光板组成的光通信传输系统的使用、管理和维护成本高的缺点。

本发明的另一目的是提供一种由多波长可调谐光板组成的波分传输系统中多波长可调谐光板的波长自动配置方法，解决目前人工配置可调谐光板的工作波长的配置技术复杂，对操作维护人员技术水平要求较高的问题，从而降低系统维护的复杂性和提高系统运行的工作可靠性。

本发明的目的是这样实现的：一种使用多波长可调谐光板组成的波分传输系统，包括网络接口的电接口部分，以及后端的背板；其特征在于：还设有主控板及多波长可调谐光板，所述每个多波长可调谐光板上分别设置有存储该光板波长信息的存储器；所述主控板连接网管系统或配置主机，每个主控板上设有存储各个多波长可调谐光板的波长信息的读写存储器RAM；所述主控板通过背板总线和通讯接口连接多波长可调谐光板，藉此控制各个光板和相互交换数据信息；所述多波长可调谐光板包括有多波长可调谐光转换板和多波长可调谐电中继板，这两个部件都包括有微处理器及其现场可编程门阵列电路、分别接受微处理器控制的密集波分复用网络侧的光收发可调谐波长模块、存储该光板波长信息的存储器、邮箱存储器和状态或控制接口；其中邮箱存储器通过数据总线和地址总线与背板相连接，状态或控制接口通过状态或控制总线与背板相连接；其中多波长可调谐光转换板还设有同步数字系列网络侧的光收发模块，多波长可调谐电中继板则还设有存储该光板波长信息的存储器。

所述主控板还包括有微处理器及其外围控制电路，通过背板与配置主机或网管连接的网口或其它接口、通过背板与光板或单板连接的总线和通讯接口。

所述多波长可调谐光板与主控板连接的通讯接口是邮箱接口。

本发明由多波长可调谐光板组成的波分传输系统中多波长可调谐光板的波长自动配置方法是这样实现的：主要包括下列步骤：

A、主控板在其重新工作时，先对其存储各个光板波长配置信息的读写存储器进行初始化设置，设置的方法至少包括：远端主机通过网管系统将每个光板的工作波长信息发送给各个主控板，本地主机通过以太网口直接向各个主控板发送每个光板的工作波长信息，或者主控板通过通讯接口直接从各个多波长可调谐光板读取其工作波长信息，并将该波长信息作为初始化配置信息存入其波长信息配置存储器；

B、在主控板工作后更换光板时，由主控板从网口或主控板的读写存储器中读取其中各个光板的波长信息，再通过背板总线或通讯接口向各个可调谐光板发送波长配置命令，控制每个可调谐光板自动工作于配置的波长。

所述的三种初始化设置方法为不同等级的配置，以防止配置冲突。

本发明在由多波长可调谐光板组成的波分传输系统中多波长可调谐光板自动配置其工作波长的方法包括下述操作步骤：

C1、主控板先对存储各个光板波长信息的读写存储器进行初始化设置，在可调谐光板上电后，再检查其是否连接主控板；

C2、如果没有连接主控板时，该多波长可调谐光板根据该光板内的波长信息存储器中的原波长信息数据，使该多波长可调谐光板工作在相应波长；

C3、如果连接有主控板，但主控板上没有该光板的初始工作波长数据时，该多波长可调谐光板根据该光板内的波长信息存储器中的原波长信息数据，使该多波长可调谐光板工作在相应波长；同时将该工作波长信息发送给主控板，主控板在RAM存储器存储该光板的波长信息；

C4、如果连接有主控板，且通过通讯接口接收到主控板发送来的该光板工作波长信息时，则把该光板的波长信息送交微处理器电路进行处理：将该波长信息存入该光板的波长信息存储器，根据该波长信息控制该光板的多波长可调谐光模块工作于该设定波长，该多波长可调谐光模块通过波长控制通讯接口接收波长控制命令，直接输出该设定波长的光信号。

本发明是一种适用于DWDM光通信系统、使用多波长可调谐光板组成的波分传输系统，其中主控板上设置有管理各个可调谐光板工作的主控软件，存储各个光板的波长配置数据，通过通讯接口(例如邮箱接口)与光板相互交换波长信息，并可根据各个单板位置，控制每个光板的波长配置和转换，还可通过网管系统或配置主机控制各个光板的工作波长，满足系统对输出波长的要求。

本发明还提供一种波长自动配置方法，使得多波长可调谐光板能够实现波长自动配置。即使用同一个多波长可调谐光板可以插入本发明系统机柜中的任何一个槽位，或者当系统上出现损坏的光板时，可以使用任意一个多波长可调谐光板，作为备板替换而插入任何一个光板位置，本发明系统都能够快速、自动实现该可调谐光板的波长配置，满足通讯畅通的要求。不需要手动配置，大大减少了配置工作量和对使用维护人员的技术要求。

本发明通过系统实际运行对各个机柜中每个槽位光板实际工作波长的记录保存，可以实现多波长可调谐光板的波长自动配置，简化了更换光板时的配置波长的操作，降低了使用维护人员的技术要求，实现了可调谐光板调测与使用的简便性。而且，系统使用多波长可调谐光板，系统生产商和系统运营商都将减少光板种类和备板种类，大大降低生产和使用维护成本。因此，本发明具有很好的经济效益和应用前景。

附图说明

图1是目前利用配置主机对多波长可调谐光板设置工作波长的示意图。

图2是本发明的波分传输系统结构组成示意图。

图3是本发明的波分传输系统中的机柜结构组成示意图。

图4是本发明波分传输系统中的主控板电路结构组成方框示意图。

图5是本发明波分传输系统中的多波长可调谐光转换板电路结构组成方框示意图。

图6是本发明波分传输系统中的多波长可调谐电中继板电路结构组成方框示意图。

图7是本发明波分传输系统中的多波长可调谐光板的波长自动配置方法的操作流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明系统和各个组成部件的结构组成及其配置波长的具体操作步骤。

参见图2和图3，本发明是一种使用多波长可调谐光板组成的波分传输系统，包括有多个垂直连接的机柜组成的机架，每个机柜由分别位于该机柜上部、中间和下部的包括以太网口的电接口部分、槽位插板和风扇，以及后端的背板组成(图3展示了一个机柜的正面视图)；其中每个机柜的中间槽位(图3中为第7槽位)插置有主控板，包括多波长可调谐光板和/或固定波长光板(注：这里所述的多波长可调谐光板包括多波长可调谐光转换板和多波长可调谐电中继板，固定波长光板包括固定波长光转换板和固定波长电中继板，以下皆然。)以及时钟板等各种专用板都插置在主控板两侧的其余槽位，在图3中为第1-6和第8-13槽位。各个机柜中的主控板通过集线器和以太网口连接网管系统或配置主机，每个主控板上设有存储该机柜单元中的各个光板波长信息的读写存储器RAM；主控板通过背板总线和通讯接口连接其它多波长可调谐光板或固定波长光板，藉此控制各个光板和相互交换数据信息。

参见图4，本发明的主控板包括有微处理器及其外围控制电路，存储各个光板波长信息的读写存储器RAM，其它存储器，通过背板与近端配置主机或远端网管主机连接的以太网口或其它接口，通过背板总线和通讯接口与其它多波长可调谐光板或单板连接。通常，主控板与多波长可调谐光板或固定波长光板连接的通讯接口是邮箱，并通过该邮箱接口相互交换数据。该主控板的特点是：使用读写存储器RAM存储各个光板的波长信息，使得主控板可以更换到其它系统的机柜而不影响其更新、保存和管理各个光板的波长信息，

参见图5，本发明的多波长可调谐光转换板包括有微处理器及其现场可编程门阵列FPGA电路、分别接受微处理器控制的密集波分复用DWDM网络侧的光收发可调谐波长模块、前向纠错FEC编码/解码电路、同步数字系列SDH网络侧的光收发模块、存储该光板波长信息的非易失存储器EEPROM、邮箱存储器和状态或控制接口；其中邮箱存储器为1个双端口RAM，主控板通过背板的数据和地址总线与多波长可调谐光板的邮箱接口相连接，主控板和光板均可对邮箱存储器读写数据，并通过此方式交换数据信息。因为在插放多波长可调谐光板的每个机柜中，不同板位的插槽都有不同的地址标识ID(identity)，通常为4个地址位。在主控板往邮箱写数据时，如果板位的地址标识ID与主控板地址线匹配时，数据写入该板位的光板邮箱存贮器内；在主控板要读邮箱数据时，如果板位的地址标识ID与主控地址线匹配，该板位的光板邮箱存贮器数据就被读入主控板。

该多波长可调谐光转换板的工作原理是：在光接收口输入来自波分复用系统传输过来的光信号后，在可调谐光收发模块内转换为电信号输出，该电信号经FEC编码/解码电路处理和纠正差错后，再在该FEC编码/解码电路中，转换为不含前向纠错编码FEC的同步数字系列SDH的数据电信号，从FEC编码/解码电路输出到SDH光电收发模块电路，转换为SDH光信号输出。而当光接收口输入来自SDH网络的光信号后，在SDH光收发模块内转换为SDH的数据电信号输出，进入FEC编码/解码电路后进行纠正差错和速率转换处理，变换为含前向纠错编码FEC的数据电信号，从FEC电编码/解码路输出进入波分复用WDM可调谐光收发模块电路，转换为波分复用WDM光信号输出。其中波长信息存储器EEPROM中存储有该光板设定的工作波长信息，由微处理器电路根据该EEPROM中的波长信息控制多波长可调谐光收发模块中的可调谐激光器发射输出给定的可调谐光波长信号。微处理器电路还将该EEPROM中的波长信息通过邮箱电路告知主控板。

参见图6，本发明的多波长可调谐电中继板与图5中的多波长可调谐光转换板结构基本相同，同样包括有微处理器及其现场可编程门阵列FPGA电路、分别接受微处理器控制的密集波分复用网络侧的光收发可调谐波长模块、前向纠错编码/解码电路、存储该光板波长信息的非易失存储器EEPROM、邮箱存储器和状态或控制接口；其中邮箱存储器通过数据总线和地址总线与背板相连接，状态或控制接口通过状态或控制总线与背板相连接。但是多波长可调谐电中继板没有SDH输入输出收发模块。

该多波长可调谐电中继板的工作原理是：在光接收口输入来自WDM系统传输过来的光信号后，在可调谐光模块内转换为电信号输出，该电信号经前向纠错FEC编码/解码电路进行纠正差错处理后，重新以相同速率从FEC编码/解码电路输出，FEC电信号进入可调谐光模块，转换为WDM光信号输出。其中波长信息存储器EEPROM中存储有该多波长可调谐电中继板设定的工作波长信息，由微处理器电路根据该EEPROM中的波长信息控制多波长可调谐光收发模块中的可调谐激光器发射输出给定的可调谐光波长信号。微处理器电路还将该EEPROM中的波长信息通过邮箱电路告知主控板。

本发明可以在主控板和多波长可调谐光板之间进行波长信息存储交换：多波长可调谐光板设有存放该光板工作波长数据信息的非易失存储器EEPROM，该存储器和邮箱存储器通过该多波长可调谐光板中的微处理器电路和邮箱电路来与主控板相互交换信息。主控板也设有存储各个光板工作波长信息的存储器RAM；主控板RAM和邮箱RAM通过主控板中的微处理器电路和邮箱电路与各个光板相互交换信息。

参见图7，本发明由多波长可调谐光板组成的波分传输系统中多波长可调谐光板的波长自动配置方法主要包括下列操作步骤：

1、主控板在其重新工作时，首先初始化设置其存储各个光板波长信息的读写存储器RAM；本发明可以任选下述三种配置级别递降的设置方法中的任何一种来实现主控板波长信息配置存储器的初始化，以防止配置冲突：

(1)远端主机通过网管系统将每个插槽光板的工作波长信息发送给各个主控板；

(2)本地主机通过以太网口直接向各个主控板发送每个插槽光板的工作波长信息；

(3)主控板通过邮箱接口直接从各个多波长可调谐光板读取其工作波长信息，并将该波长信息作为初始化配置信息存入其波长信息配置存储器。

接着，有两种并行的配置波长的操作步骤，可供用户选择。其中第一种是执行2-4项操作步骤，第二种是执行5-12项操作步骤。下面分别说明之：

2、在主控板工作后更换光板时，主控板从网口或主控板的RAM读写存储器中读取其中各个光板的波长信息；

3、主控板通过背板总线和邮箱接口向各个可调谐光板发送波长配置命令；

4、每个可调谐光板控制其光收发模块自动工作于配置的波长。

或者在步骤1之后，用户选择可调谐光扳自动配置其工作波长的方法，其包括下述具体操作步骤：

5、可调谐光扳上电后，先检查其是否连接主控板；

6、如果没有连接主控板，该多波长可调谐光板就根据该光板内的波长信息存储器中的原波长信息数据，使该多波长可调谐光板工作在相应波长；

7、如果连接主控板，再判断该主控板的RAM存储器中是否存储有该光板的初始工作波长数据；

8、如果主控板的RAM存储器中没有该光板的初始工作波长数据，该多波长可调谐光板就根据该光板内的波长信息存储器中的原波长信息数据，使该多波长可调谐光板工作在相应波长；

9、同时，该多波长可调谐光板将其工作波长信息发送给主控板，主控板将该光板的波长信息存储在读写存储器RAM里；

10、如果该光板通过邮箱接收到主控板发送来的工作波长信息，则把该波长信息送交微处理器电路进行处理；

11、微处理器将接收到的波长信息存入该光板的波长信息非易失存储器EEPROM；

12、微处理器根据该波长信息的改变，转换为控制命令，发送给该光板的多波长可调谐光模块。该多波长可调谐光模块通过波长控制通讯接口接收波长控制命令，控制可调谐激光器改变其工作参数，输出指定波长的光信号。该光板还可查询该多波长可调谐光模块的当前工作波长信息。

因此，本发明系统的经济效益是非常显著的，对于设备制造商可以大大减少光板的种类，为了保证每种波长光板都能正常工作，只需要很少的备料库存，使得制造、备料、运输和保管都简单化了。对于网络运营商也会因为光板种类大大减少，可以显著减少购买备料光板的成本和日常维护成本。

本发明的波长自动配置方法使得更换光板时，不再需要手工配置可调谐光板的波长，技术操作简单，对维护操作人员的技术要求低，而且，更换操作步骤简单，所需要的更换时间短，能够保证通讯畅通。

Claims (6)

1、一种使用多波长可调谐光板组成的波分传输系统，包括网络接口的电接口部分，以及后端的背板；其特征在于：还设有主控板及多波长可调谐光板，所述每个多波长可调谐光板上分别设置有存储该光板波长信息的存储器；所述主控板连接网管系统或配置主机，每个主控板上设有存储各个多波长可调谐光板的波长信息的读写存储器RAM；所述主控板通过背板总线和通讯接口连接多波长可调谐光板，藉此控制各个光板和相互交换数据信息；所述多波长可调谐光板包括有多波长可调谐光转换板和多波长可调谐电中继板，这两个部件都包括有微处理器及其现场可编程门阵列电路、分别接受微处理器控制的密集波分复用网络侧的光收发可调谐波长模块、存储该光板波长信息的存储器、邮箱存储器和状态或控制接口；其中邮箱存储器通过数据总线和地址总线与背板相连接，状态或控制接口通过状态或控制总线与背板相连接；其中多波长可调谐光转换板还设有同步数字系列网络侧的光收发模块，多波长可调谐电中继板则还设有存储该光板波长信息的存储器。

2、根据权利要求1所述的波分传输系统，其特征在于：所述主控板还包括有微处理器及其外围控制电路，通过背板与配置主机或网管连接的网口或其它接口、通过背板与光板或单板连接的总线和通讯接口。

3、根据权利要求1所述的波分传输系统，其特征在于：所述多波长可调谐光板与主控板连接的通讯接口是邮箱接口。

4、一种在权利要求1所述的波分传输系统中多波长可调谐光板的波长自动配置方法，其特征在于：主要包括下列步骤：

A、主控板在其重新工作时，先对其存储各个光板波长配置信息的读写存储器进行初始化设置，设置的方法至少包括：远端主机通过网管系统将每个光板的工作波长信息发送给各个主控板，本地主机通过以太网口直接向各个主控板发送每个光板的工作波长信息，或者主控板通过通讯接口直接从各个多波长可调谐光板读取其工作波长信息，并将该波长信息作为初始化配置信息存入其波长信息配置存储器；

B、在主控板工作后更换光板时，由主控板从网口或主控板的读写存储器中读取其中各个光板的波长信息，再通过背板总线或通讯接口向各个可调谐光板发送波长配置命令，控制每个可调谐光板自动工作于配置的波长。

5、根据权利要求4所述的波长自动配置方法，其特征在于：设置所述的三种初始化设置方法为不同等级的配置，以防止配置冲突。

6、一种在权利要求1所述的波分传输系统中多波长可调谐光板的波长自动配置方法，其特征在于：可调谐光板自动配置其工作波长包括下述操作步骤：

C1、主控板先对存储各个光板波长信息的读写存储器进行初始化设置，在可调谐光板上电后，再检查其是否连接主控板；

C2、如果没有连接主控板时，该多波长可调谐光板根据该光板内的波长信息存储器中的原波长信息数据，使该多波长可调谐光板工作在相应波长；

C3、如果连接有主控板，但主控板上没有该光板的初始工作波长数据时，该多波长可调谐光板根据该光板内的波长信息存储器中的原波长信息数据，使该多波长可调谐光板工作在相应波长；同时将该工作波长信息发送给主控板，主控板在RAM存储器存储该光板的波长信息；

C4、如果连接有主控板，且通过通讯接口接收到主控板发送来的该光板工作波长信息时，则把该光板的波长信息送交微处理器电路进行处理：将该波长信息存入该光板的波长信息存储器，根据该波长信息控制该光板的多波长可调谐光模块工作于该设定波长，该多波长可调谐光模块通过波长控制通讯接口接收波长控制命令，直接输出该设定波长的光信号。

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