CN101714901A - 一种波分复用的功率优化方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种波分复用系统的功率优化方法和装置，所述方法为，采集单通道系统性能；根据单通道性能，对各波长通道的功率进行优化调整；采集单通道系统性能，计算整体系统性能，根据整体系统性能对各波长通道的功率进行优化调整。所述装置包括采集模块、计算模块和调整模块，采集模块用于采集单通道系统性能；计算模块用于根据单通道系统性能计算整体系统性能；调整模块用于根据单通道系统性能，对各波长通道的功率进行优化调整；调整模块还用于根据整体系统性能，对各波长通道的功率进行优化调整。本发明可将波分复用系统的功率调整到最优化状态，使系统的性能更加优良、更加稳定。

Description

一种波分复用的功率优化方法及装置

技术领域

本发明涉及光通信领域，特别涉及一种波分复用系统的功率优化方法及装置。

背景技术

随着高速传输网络的发展，光通信成为了一种趋势，目前光通信主要采用密集波分复用(DWDM)系统。在密集波分复用系统中，将功率调整到一定范围是保证系统正常运行的重要因素。

密集波分复用系统工程的开局主要包括线路连通、放大器增益调整、功率均衡等几个阶段，在各个阶段均需要对功率进行调整。波分复用系统功率调整结束后，系统运行的初始状态，通常称为最优化状态。

在密集波分复用系统运行期间，也需要定期对系统进行必要的维护，特别是在系统功率变化时，维护人员需要检查告警与性能，并手动调整放大器增益来保持系统功率处于最优状态。

光通道层(OCH)的功率管理单元是具有光通道层监测器和执行器的光复用段，可能为一个光复用段，也可能由多个光复用段组成。只有配置了光通道层的监测器和执行器的区域，才能进行光通道层的功率的管理，包括对功率的检测和调整等。

光通道层功率管理是以光通道层OCH为单位，监测器和执行器跨越相同的光复用段的各光通道层组成一光通道层的功率管理单元。即光通道层的功率管理单元包括一个或多个可进行光通道层功率管理的波长通道，这些波长通道的监测器和执行器经过相同的光复用段。网络根据自动搜索到的光通道层OCH的信息组成光通道层的功率管理单元，可修改、编辑此功率管理单元的可管理波长通道。

光通道层OCH的起始点单板为发送端(或中继端、汇聚类)OTU(OpticalTtransfers Unit，光波长转换器)类单板，终止点单板为接收端(或中继端、汇聚类)OTU类单板。光通道层OCH的起始点为光通道层的源，终止点为光通道层的宿。

在波分复用系统中，各通道的光经过合波后在光纤中传输，单通道的信噪比进行优化调整后，合波后的总体的功率不一定达到最优化状态，现有技术只是对单通道的信噪比进行优化调整而没有考虑各波长通道的总体情况，而且现有技术在做单通道优化调整时大部分情况下只是调整到一个经验区间，不会精确地调整到系统初态，即系统最优化状态，这就会与系统最优化状态发生偏差，影响密集波分复用系统的性能。

发明内容

本发明提供了一种波分复用系统的功率优化方法，可将波分复用系统的功率调整到最优化状态。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种波分复用系统的功率优化方法，包括以下步骤：

A、采集单通道系统性能；

B、根据单通道性能，对各波长通道的功率进行优化调整；

C、采集单通道系统性能，计算整体系统性能；根据整体系统性能，对各波长通道的功率进行优化调整。

上述波分复用系统的功率优化方法的一个实施例中，所述单通道系统性能包括：

各波长通道的信噪比；

各波长通道的功率；

所述整体系统性能是由上述单通道系统性能计算得到的，包括功率平坦度、功率均方差。

上述波分复用系统的功率优化方法的一个实施例中，所述步骤C包括以下步骤：

C1、采集单通道系统性能；

C2、计算功率平坦度；

C3、根据所述功率平坦度对功率进行优化调整；

C4、重复步骤C1-C3，直到完成对功率的优化调整。

上述波分复用系统的功率优化方法的一个实施例中，所述步骤C还包括以下步骤：

C5、采集单通道系统性能；

C6、计算功率均方差；

C7、根据所述功率均方差对功率进行优化调整；

C8、重复步骤C5-C7，直到完成对功率的优化调整。

上述波分复用系统的功率优化方法的一个实施例中，在所述步骤A之后包括以下步骤：

设置功率偏差值与功率调整量的对应关系；

设置功率平坦度与功率调整量的对应关系；

设置功率均方差与功率调整量的对应关系；

根据单通道系统性能，计算最大允许调节量；

所述对功率进行优化调整具体为：根据上述对应关系确定功率调整量，根据功率调整量对功率进行优化调整；在对功率进行优化调整时，若所述功率调整量大于最大允许调节量，则根据最大允许调节量对功率进行优化调整。

上述波分复用系统的功率优化方法的一个实施例中，所述步骤C3按如下方式进行：

若所述功率平坦度大于系统允许的功率平坦度，则根据所述功率平坦度与功率调整量的对应关系确定功率调整量，然后根据功率调整量，对功率进行优化调整，将功率最大的波长通道的功率负向调整，将功率最小的波长通道的功率正向调整；

在对功率进行优化调整时，若某波长通道的功率调整量大于所述最大允许调整量，则该波长通道的功率调整量为最大允许调整量。

上述波分复用系统的功率优化方法的一个实施例中，所述步骤C7按如下方式进行：

若所述功率均方差大于系统允许的功率均方差，则根据所述功率均方差与功率调整量的对应关系确定功率调整量，然后根据功率调整量，对功率进行优化调整，将正偏差功率负向调整，将负偏差功率正向调整；

在对功率进行优化调整时，若某波长通道的功率调整量大于所述最大允许调整量，则该波长通道的功率调整量为最大允许调整量。

上述波分复用系统的功率优化方法的一个实施例中，所述步骤B按如下方式进行：

B1、根据各波长通道信噪比，确定需要进行功率优化调整的波长通道；

B2、计算所有需要进行功率优化调整的波长通道的功率偏差值；

B3、根据所述功率偏差值与调整量的对应关系，确定功率调整量；

B4、根据功率调整量，对波长通道的功率进行优化调整；

B5、重复步骤B1-B4，直到完成对功率的优化调整。

上述波分复用系统的功率优化方法的一个实施例中，所述步骤B3之前还包括以下步骤：按功率偏差值的大小进行排序；

所述步骤B4按如下方式进行：

按功率偏差值由大到小的排序，根据功率调整量，对功率进行优化调整，对于正偏差功率进行负向调整，对于负偏差功率进行正向调整；

在对功率进行优化调整时，若某波长通道的功率调整量大于所述最大允许调整量，则该波长通道的调整量为最大允许调整量。

本发明还公开了一种波分复用系统的功率优化装置，包括采集模块、计算模块和调整模块，所述采集模块用于采集单通道系统性能；所述计算模块用于根据所述单通道系统性能计算整体系统性能；所述调整模块用于根据所述单通道系统性能，对各波长通道的功率进行优化调整；所述调整模块还用于根据所述整体系统性能，对各波长通道的功率进行优化调整。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明先根据单通道系统性能对波分复用系统的功率进行优化调整，然后根据整体系统性能对波分复用系统的功率进行优化调整，因此，本发明不但可以减少单通道功率对系统性能的影响，还能减少整体功率对系统性能的影响，可将波分复用系统的功率调整到最优化状态，使系统的性能更加优良、更加稳定。

附图说明

图1示例性地描述了本发明处理方法的流程图；

图2示例性地描述了本发明装置结构图。

具体实施方式

下面对照附图并结合具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。

本发明的一个实施例的波分复用系统的功率优化方法，按如下方式进行：采集单通道系统性能；根据单通道性能，对各波长通道的功率进行优化调整；采集单通道系统性能，计算整体系统性能；根据整体系统性能，对各波长通道的功率进行优化调整。

下面结合附图，对上述优化方法进行详细说明：

实施例一：

如图1所示，本发明的一个实施例的波分复用系统的功率优化方法，包含以下具体步骤：

步骤101，采集波分复用系统的单通道系统性能。

单通道系统性能由系统直接采集，包括：

各波长通道的信噪比；

各波长通道的功率；

各波长通道的接收端OTU类单板的输入光功率；

各波长通道的接收端OTU类单板的输入光功率的弱光门限；

各波长通道的接收端OTU类单板的输入光功率的强光门限。

步骤102，计算最大允许调节量。

执行器用于对波长通道的功率进行调节。执行器的最大允许调节量由接收端OTU类单板输入光功率、过载门限和弱光门限计算得到，表示执行器每次可以调节功率的最大量，包括最大可调小的调节量和最大可调大的调节量，例如某OUT单板的最大允许调节量为每次可调小0.2db。

接收端OTU类单板输入光功率、过载门限和弱光门限可由用户在允许范围内自行设置，上述系统性能不变，最大允许调节量不变。在波分复用系统运行过程中，上述系统性能重新设置，则最大允许调节量需要重新计算。

过载门限修正值和弱光门限修正值缺省值为3dB，可按照需求设置，设置范围为0～5dB。过载门限修正值和弱光门限修正值与通道层功率管理域相关。

执行器最大允许调节量按如下公式计算：

最大可调小的调节量＝输入光功率值-输入光功率弱光门限-弱光门限修正值；

最大可调大的调节量＝输入光功率强光门限-强光门限修正值-输入光功率值。

步骤103，设置功率偏差值与功率调整量的对应关系，设置功率平坦度与功率调整量的对应关系，设置功率均方差与功率调整量的对应关系；其中，功率偏差值与功率调整量的对应关系也可以设置成功率与功率调整量的对应关系。

功率偏差值指功率与所有波长通道的平均功率差值的绝对值，是一个正数。大于平均功率的称为正偏差功率，小于平均功率的称为负偏差功率。

功率平坦度指功率最大的波长通道的光功率与功率最小的波长通道的光功率值的差。功率平坦度可以反映系统功率的总体偏差。

功率均方差指各波长通道功率与所有波长通道功率平均值的差的平方和再取平均值，再对这个平均数取算术平方根。大于功率平均值的称为正偏差功率，小于功率平均值的称为负偏差功率。功率均方差可以反映所有波长通道的功率波动情况。

功率均方差计算的一个实例如下：

一个包含n个波长通道的波分复用系统，各波长通道功率为x1，x2，……xn；

功率平均值为： $\stackrel{\‾}{x}=\frac{x1+x2......+\mathrm{xn}}{n};$

功率均方差为： $\mathrm{\Δ}=\sqrt{\frac{{(x1-\stackrel{\‾}{x})}^2+{(x2-\stackrel{\‾}{x})}^2......+{(\mathrm{xn}-\stackrel{\‾}{x})}^2}{n}}.$

x1，x2，……xn中，大于x的功率称为正偏差功率，小于x的功率称为负偏差功率。

由此可见，功率平坦度、功率均方差是由单通道系统性能计算得到的，可反映所有波长通道的整体性能，因此统称为整体系统性能。

功率调整量是一个数值，一般为正数。

设置的功率偏差值与功率调整量、功率平坦度与功率调整量、功率均方差与功率调整量的对应关系为经验值，可以修改和重置，一般根据波分复用系统的初态，即波分复用系统最优化状态来设置，在优化调整后可使功率调整到最优化状态。

步骤104，判断各波长通道的信噪比是否在系统允许的范围内，若所有波长通道的信噪比都在系统允许的范围内，则转到步骤108；

信噪比对系统性能的影响最大，可以通过调节功率来调整信噪比，所以首先根据信噪比优化调整系统功率。

系统允许的信噪比范围是一个经验范围，一般采用初始状态，即系统最优化状态时的信噪比范围，也可以根据具体需求进行设置。

步骤105，计算当前所有信噪比不在系统允许范围之内的各波长通道的功率偏差值，并按功率偏差值进行由大到小的排序；

步骤106，根据步骤103中设置的功率偏差值与功率调整量的对应关系，按步骤105中的排序，对波长通道的功率进行优化调整；对于正偏差功率进行负向调整，即功率大于平均功率的波长通道，按功率调整量调小其功率，对于负偏差功率进行正向调整，即功率小于平均功率的波长通道，按功率调整量调大其功率。

在对功率进行优化调整时，若某波长通道的调整量大于最大允许调整量，则该波长通道的调整量为最大允许调整量。

功率偏差值越大，对波分复用系统的性能影响就越大，按照功率偏差值由大到小的顺序对各波长通道进行光功率的调整，可以优先调整对系统性能影响较大的波长通道，可以使系统的性能尽快得到优化。

步骤107，采集系统性能，判断各波长通道信噪比是否在系统允许的范围内，若任一波长通道的信噪比不在系统允许的范围内，则重复步骤105至106；

由于最大允许调节范围的限制和其他因素的影响，对功率优化调整一次后，信噪比仍然可能超出系统允许的范围。多次优化调整，可以将系统功率的调整到最优化状态，同时也可及时地消除其他因素对功率产生的影响，使系统性能更加优良。

步骤108，找到光功率最大、最小的波长通道，计算当前功率平坦度；

步骤109，若当前功率平坦度小于或等于系统允许的功率平坦度，转到步骤112；

系统允许的功率平坦度是一个经验值，一般采用初始状态，即系统最优化状态时的允许的功率平坦度，也可以根据具体需求进行设置。

步骤110，若当前功率平坦度大于系统允许的功率平坦度，则根据步骤102中设置的功率平坦度与功率调整量的对应关系，对功率进行优化调整，将光功率最大的波长通道的功率负向调整，即调小其功率，将光功率最小的波长通道的功率正向调整，即调大其功率。

在对功率进行优化调整时，若某波长通道的调整量大于最大允许调整量，则该波长通道的调整量为最大允许调整量。

在波分复用系统中，单通道信噪比优化调整后，各波长通道的总体情况仍对系统性能有较大影响，根据可以反映系统总体偏差的功率平坦度优化调整功率，可以将系统的功率调整到最优化状态，使系统性能更加优良。

步骤111，采集系统性能，计算当前功率平坦度，若当前功率平坦度仍大于系统允许的功率平坦度，则重复步骤110；

由于最大允许调节范围的限制和其他因素的影响，对功率优化调整一次后，功率平坦度仍然可能大于系统允许的功率平坦度。多次优化调整，可以使系统的功率调整到最优化状态，同时也可及时地消除其他因素对功率产生的影响，使系统性能更加优良。

步骤112，计算当前各波长通道的功率均方差；

步骤113，若功率均方差小于或等于系统允许的功率均方差，则转到步骤116；

系统允许的功率均方差是一个经验值，一般采用初始状态，即系统最优化状态时的允许的功率均方差，也可以根据具体需求进行设置。

步骤114，若功率均方差大于系统允许的功率均方差，则对各波长通道的功率进行优化调整：对于正偏差功率进行负向调整，即对于功率大于功率平均值的波长通道，按功率调整量调小其功率，对于负偏差功率进行正向调整，即对于功率小于功率平均值的波长通道，按功率调整量调大其功率。

在对功率进行优化调整时，若某波长通道的调整量大于最大允许调整量，则该波长通道的调整量为最大允许调整量。

由于根据功率平坦度只优化调整了功率最大和最小的波长通道，在实际系统中，会发生除最大最小波长通道功率不变以外，其余波长通道的功率都发生变化的情况，此时，各波长通道的总体情况仍然有所改变。本发明的一个实施例中，根据可以反映所有波长通道功率波动情况的均方差对功率进行优化调整，可以将系统的功率调整到最优化状态，使系统性能更加优良。

步骤115，采集系统性能，计算当前功率均方差，若功率均方差值大于系统允许的功率均方差，则重复步骤114；

由于最大允许调节范围的限制和其他因素的影响，对功率优化调整一次后，功率均方差仍然可能大于系统允许值。多次优化调整，可以使系统的功率调整到最优化状态，同时也可及时地消除其他因素对功率产生的影响，使系统性能更加优良。

步骤116，结束优化调整。

本发明的功率管理方法，可以实现对功率的自动优化调整，可以将波分复用系统的功率调整到最优化状态，使系统性能更加优良。在某些无法实现自动优化调整功率的场合，用户也可以根据上述方法得到的功率调整量手动调整功率，避免调整的盲目性，使波分复用系统的功率尽快达到最优化状态。

实施例二：

如图2所示，本发明一个实施例的波分复用系统的功率管理装置，包括采集模块、计算模块和调整模块，所述采集模块用于采集单通道系统性能；所述计算模块用于根据单通道系统性能计算整体系统性能；所述调整模块用于根据单通道系统性能，对各波长通道的功率进行优化调整；所述调整模块还用于根据整体系统性能，对各波长通道的功率进行优化调整。

本发明根据系统性能对波分复用系统的功率进行优化调整，所述系统性能包括单通道系统性能和整体系统性能，因此，本发明不但可以减少单通道功率对系统性能的影响，还能减少整体功率对系统性能的影响，同时，本发明根据初始状态，即最优化状态时的系统性能来设置调整条件、调整量，在功率优化调整时采取多次调整的方法，可以将系统的功率调整到最优化状态，同时也可及时地消除其他因素对功率产生的影响，使系统性能更加优良、更加稳定。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，但这只是为便于理解而举的实例，不应认为本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以做出各种可能的等同改变或替换，这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种波分复用系统的功率优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、采集单通道系统性能；

B、根据单通道性能，对各波长通道的功率进行优化调整；

C、采集单通道系统性能，计算整体系统性能；根据整体系统性能，对各波长通道的功率进行优化调整。

2.如权利要求1所述的波分复用系统的功率优化方法，其特征在于，所述单通道系统性能包括：

各波长通道的信噪比；

各波长通道的功率；

所述整体系统性能是由上述单通道系统性能计算得到的，包括功率平坦度、功率均方差。

3.如权利要求2所述的波分复用系统的功率优化方法，其特征在于，所述步骤C包括以下步骤：

C1、采集单通道系统性能；

C2、计算功率平坦度；

C3、根据所述功率平坦度对功率进行优化调整；

C4、重复步骤C1-C3，直到完成对功率的优化调整。

4.如权利要求3所述的波分复用系统的功率优化方法，其特征在于，所述步骤C还包括以下步骤：

C5、采集单通道系统性能；

C6、计算功率均方差；

C7、根据所述功率均方差对功率进行优化调整；

C8、重复步骤C5-C7，直到完成对功率的优化调整。

5.如权利要求4所述的波分复用系统的功率优化方法，其特征在于，在所述步骤A之后包括以下步骤：

设置功率偏差值与功率调整量的对应关系；

设置功率平坦度与功率调整量的对应关系；

设置功率均方差与功率调整量的对应关系；

根据单通道系统性能，计算最大允许调节量；

所述对功率进行优化调整具体为：根据上述对应关系确定功率调整量，根据功率调整量对功率进行优化调整；在对功率进行优化调整时，若所述功率调整量大于最大允许调节量，则根据最大允许调节量对功率进行优化调整。

6.如权利要求5所述的波分复用系统的功率优化方法，其特征在于，所述步骤C3按如下方式进行：

若所述功率平坦度大于系统允许的功率平坦度，则根据所述功率平坦度与功率调整量的对应关系确定功率调整量，然后根据功率调整量，对功率进行优化调整，将功率最大的波长通道的功率负向调整，将功率最小的波长通道的功率正向调整；

在对功率进行优化调整时，若某波长通道的功率调整量大于所述最大允许调整量，则该波长通道的功率调整量为最大允许调整量。

7.如权利要求5所述的波分复用系统的功率优化方法，其特征在于，所述步骤C7按如下方式进行：

若所述功率均方差大于系统允许的功率均方差，则根据所述功率均方差与功率调整量的对应关系确定功率调整量，然后根据功率调整量，对功率进行优化调整，将正偏差功率负向调整，将负偏差功率正向调整；

在对功率进行优化调整时，若某波长通道的功率调整量大于所述最大允许调整量，则该波长通道的功率调整量为最大允许调整量。

8.如权利要求5所述的波分复用系统的功率优化方法，其特征在于，所述步骤B按如下方式进行：

B1、根据各波长通道信噪比，确定需要进行功率优化调整的波长通道；

B2、计算所有需要进行功率优化调整的波长通道的功率偏差值；

B3、根据所述功率偏差值与调整量的对应关系，确定功率调整量；

B4、根据功率调整量，对波长通道的功率进行优化调整；

B5、重复步骤B1-B4，直到完成对功率的优化调整。

9.如权利要求8所述的波分复用系统的功率优化方法，其特征在于，所述步骤B3之前还包括以下步骤：按功率偏差值的大小进行排序；

所述步骤B4按如下方式进行：

按功率偏差值由大到小的排序，根据功率调整量，对功率进行优化调整，对于正偏差功率进行负向调整，对于负偏差功率进行正向调整；

在对功率进行优化调整时，若某波长通道的功率调整量大于所述最大允许调整量，则该波长通道的调整量为最大允许调整量。

10.一种波分复用系统的功率优化装置，其特征在于，包括采集模块、计算模块和调整模块，所述采集模块用于采集单通道系统性能；所述计算模块用于根据所述单通道系统性能计算整体系统性能；所述调整模块用于根据所述单通道系统性能，对各波长通道的功率进行优化调整；所述调整模块还用于根据所述整体系统性能，对各波长通道的功率进行优化调整。

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