CN104104447A - 光功率均衡方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光功率均衡方法及装置，应用于灵活栅格可重构分插复用器FlexROADM系统。其中，该光功率均衡方法包括：根据光通道的光功率控制目标值和光功率监测结果，判断是否需要对光通道进行光功率均衡；在判断结果为是的情况下，根据光功率监测结果对光通道的光功率以及光通道内各子载波的光功率进行均衡。通过本发明，达到了保证Flex ROADM系统的光性能满足要求的效果。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种光功率均衡方法及装置。
背景技术
可重构分插复用器（Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexer，简称ROADM）可以通过软件配置实现通道波长的本地上下及直通，增强了光网络业务传送的灵活性。传统波分复用系统采用固定栅格技术，通道栅格为50GHz或100GHz。超100G传送技术催生了对灵活栅格（gridless或flexible grid）的需求，即通道栅格的宽度可变，以适应不同调制码型、不同速率的波分复用传送需求。灵活栅格技术最早于2011年2月由国际电信联盟第15研究组（ITU-TSG15）的G.694.1标准对其进行了初步标准化，标准草案文稿内部版本为V1.2，规范频隙标称中心频率为193.1+n×0.00625，其中，n为整数，规范频宽为12.5GHz×m，其中，m为正整数。具备灵活栅格技术的ROADM系统通常简称为Flex ROADM系统。
在密集型光波复用（Dense Wavelength Division Multiplexing，简称为DWDM）光传输系统中，由于传输光纤、光放大器以及其它光学部件的损耗或增益与波长相关，因此通常情况下的光传输链路中各通道功率是不均衡的。此外，在宽带范围内的光纤传输会使光纤的某些非线性效应增强，例如受激拉曼散射（SRS）效应的影响会使DWDM信号的短波长通道功率向长波长通道转移，导致到达接收机的光功率超出接收范围，以及接收端的部分通道信噪比过低等问题，从而影响系统的性能。在Flex ROADM系统中传输的超100G信号，其光通道可能由多个子载波构成，多个子载波之间同样也需要进行功率均衡，即在Flex ROADM系统中不仅有光通道之间的光功率均衡需求，也有光通道内部各子载波之间的光功率均衡需求。
针对相关技术中无法满足Flex ROADM系统中光通道之间的光功率均衡需求和光通道内部各子载波之间的光功率均衡需求的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明提供了一种光功率均衡方法及装置，以至少解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种光功率均衡方法，应用于灵活栅格可重构分插复用器Flex ROADM系统，包括：根据光通道的光功率控制目标值和光功率监测结果，判断是否需要对光通道进行光功率均衡；在判断结果为是的情况下，根据光功率监测结果对光通道的光功率以及光通道内各子载波的光功率进行均衡。
优选地，在根据光通道的光功率控制目标值和光功率监测结果，判断是否需要对光通道进行光功率均衡之前，包括：对光通道内的光信号进行分光，得到预定比例部分的光信号；对预定比例部分的光信号进行光功率监测，得到光功率监测结果。
优选地，在对光通道内的光信号进行分光之前，还包括：根据Flex ROADM系统的光功率性能要求确定光功率控制目标值。
优选地，根据光功率监测结果对光通道的光功率以及光通道内各子载波的光功率进行均衡，包括：根据光功率监测结果，通过后向控制和/或前向控制的方式，对光通道的光功率以及光通道内各子载波的光功率进行均衡；其中，后向控制是指对上游灵活栅格光功率均衡执行器的衰减参数进行控制，前向控制是指对下游灵活栅格光功率均衡执行器的衰减参数进行控制。
优选地，当Flex ROADM系统对各个子载波的光功率均衡要求与Flex ROADM系统对光通道的光功率均衡要求不同时，在根据光功率监测结果对光通道的光功率以及光通道内各子载波的光功率进行均衡的过程中，还需要用到以下信息：通道内的子载波个数、各个子载波的中心频率以及各个子载波的频宽信息。
优选地，在对预定比例部分的光信号进行光功率监测的同时，还包括：对预定比例部分的光信号进行光信噪比监测，得到光信噪比检测结果。
优选地，对光通道的光功率以及光通道内各子载波的光功率进行均衡，包括：根据光功率监测结果和参考光信噪比检测结果，通过后向控制和/或前向控制的方式，对光通道的光功率以及光通道内各子载波的光功率进行均衡。
根据本发明的另一方面，提供了一种光功率均衡装置，应用于灵活栅格可重构分插复用器Flex ROADM系统，包括：判断模块，用于根据光通道的光功率控制目标值和光功率监测结果，判断是否需要对光通道进行光功率均衡；均衡模块，用于在判断模块的判断结果为是的情况下，根据光功率监测结果对光通道的光功率以及光通道内各子载波的光功率进行均衡。
优选地，该装置还包括：分光模块，用于对光通道内的光信号进行分光，得到预定比例部分的光信号；监测模块，用于对预定比例部分的光信号进行光功率监测，得到光功率监测结果。
优选地，该装置还包括：确定模块，用于根据Flex ROADM系统的光功率性能要求确定光功率控制目标值。
通过本发明，采用对光通道内的光信号进行监控，根据监测结果对光通道的光功率和光通道内的子载波的光功率进行功率均衡的方式，解决了相关技术中无法满足Flex ROADM系统中光通道之间的光功率均衡需求和光通道内部各子载波之间的光功率均衡需求的问题，可以满足Flex ROADM系统内灵活栅格光信号的光功率均衡要求，在Flex ROADM系统内的光信号功率发生变化时，实现对于灵活栅格光信号以及子载波光功率的动态均衡，进而达到了保证Flex ROADM系统的光性能满足要求的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的光功率均衡方法流程图；
图2是根据本发明实施例的光功率均衡装置的结构框图；
图3是根据本发明实施例的优选实施方式一的光功率均衡装置的结构框图；
图4是根据本发明实施例的优选实施方式二的光功率均衡装置的结构框图；
图5是根据本发明优选实施例1的光功率均衡装置的结构框图；
图6是根据本发明优选实施例2的光功率均衡装置的结构框图；
图7是根据本发明优选实施例3的光功率均衡装置的结构框图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本实例提供了一种光功率均衡方法，可以应用于Flex ROADM系统，可能有效支持灵活栅格光信号的功率均衡。
图1是根据本发明实施例的光功率均衡方法流程图，该光功率均衡方法应用于灵活栅格可重构分插复用器（Flex ROADM）系统，如图1所示，该方法主要包括以下步骤（步骤S102-步骤S104）：
步骤S102，根据光通道的光功率控制目标值和光功率监测结果，判断是否需要对光通道进行光功率均衡；
步骤S104，在判断结果为是的情况下，根据光功率监测结果对光通道的光功率以及光通道内各子载波的光功率进行均衡。
在本实施例中，在执行步骤S102之前，还可以先对光通道内的光信号进行分光，以得到预定比例部分的光信号，再对预定比例部分的光信号进行光功率监测，最终得到光功率监测结果。其中，对于光信号的预定比例的大小而言，在实际应用中所采用比例值通常是比较小的，当然也不是越小越好，只要在满足能相对准确地获取到光功率检测结果，且不至于对整个光通道内的光信号造成较大损耗的条件下，该预定的比例值可以灵活设置，例如，可以采用5%的预定比例值对光通道内的光信号进行分光。
优选地，在对光通道内的光信号进行分光之前，还可以根据Flex ROADM系统的光功率性能要求确定光功率控制目标值。
在本实施例中，在执行步骤S104时，可以采用以下的方式来实现：可以根据光功率监测结果，通过后向控制和/或前向控制的方式，对光通道的光功率以及光通道内各子载波的光功率进行均衡；其中，后向控制是指对上游灵活栅格光功率均衡执行器（也可以称为光功率均衡执行单元，其主要功能是对光功率进行均衡，只要具备该功能的器件都在可考虑的范围之内，例如，在实际应用中可以选择波长选择开关（Flex WSS），当然，并不局限于此）的衰减参数进行控制，前向控制是指对下游灵活栅格光功率均衡执行器（例如，Flex WSS）的衰减参数进行控制。
优选地，当Flex ROADM系统对各个子载波的光功率均衡要求与Flex ROADM系统对光通道的光功率均衡要求不同时，在根据光功率监测结果对光通道的光功率以及光通道内各子载波的光功率进行均衡的过程中，还需要用到以下信息：通道内的子载波个数、各个子载波的中心频率以及各个子载波的频宽信息。
优选地，在对预定比例部分的光信号进行光功率监测的同时，还可以对预定比例部分的光信号进行光信噪比监测，得到光信噪比检测结果。
在本实施例中，在执行步骤S104时，也可以通过以下的方式来实现：先根据光功率监测结果和参考光信噪比检测结果，通过后向控制和/或前向控制的方式，再对光通道的光功率以及光通道内各子载波的光功率进行均衡。
在实际应用中，上述实施例提供的可以应用于Flex ROADM系统的光功率均衡方法的实施过程大致分为以下几个简要步骤：1、根据Flex ROADM系统的光性能要求确定系统的灵活栅格光信号的光功率控制目标值；2、在Flex ROADM系统的光性能监测单元处进行灵活栅格光性能监测；3、根据光性能监测数据结果，判断是否需要进行灵活栅格光功率调整；4、如果需要进行光功率均衡，则对灵活栅格光功率均衡执行单元进行后向控制和/或前向控制以调节光通道和子载波的光功率。
通过该方法实施例提供的光功率均衡方法，解决了相关技术中无法满足Flex ROADM系统中光通道之间的光功率均衡需求和光通道内部各子载波之间的光功率均衡需求的问题，能够有效地支持对光通道内的灵活栅格光信号的功率均衡的需求。
图2是根据本发明实施例的光功率均衡装置的结构框图，该装置用以实现上述方法实施例提供的光功率均衡方法，该装置应用于灵活栅格可重构分插复用器（Flex ROADM）系统，如图2所示，该装置主要包括：判断模块10和均衡模块20。其中，判断模块10，用于根据光通道的光功率控制目标值和光功率监测结果，判断是否需要对光通道进行光功率均衡；均衡模块20，连接至判断模块10，用于在判断模块的判断结果为是的情况下，根据光功率监测结果对光通道的光功率以及光通道内各子载波的光功率进行均衡。
图3是根据本发明实施例的优选实施方式一的光功率均衡装置的结构框图，如图3所示，该优选光功率均衡装置还包括：分光模块30，用于对光通道内具有插损导致的功率损耗的光信号进行分光，得到预定比例部分的光信号；监测模块40，分别连接至分光模块30和判断模块10，用于对预定比例部分的光信号进行光功率监测，得到光功率监测结果，将光功率监测结果提供给判断模块10使用。
在该优选实施方式中，该装置还可以包括：确定模块50，与判断模块10连接，用于根据Flex ROADM系统的光功率性能要求确定光功率控制目标值，并将光功率控制目标值提供给判断模块10使用。
下面结合图4至图7以及优选实施例1至优选实施例3对上述方法例提供的光功率均衡方法和上述装置实施例提供的光功率均衡装置进行更加详细的说明。
以下基于本发明实施例的优选实施方式二提供的光功率均衡装置的结构具有上述优选实施方式一提供的光功率均衡装置相同的功能，区别仅在于结构不同而已。
图4是根据本发明实施例的优选实施方式二的光功率均衡装置的结构框图，如图4所示，该优选实施方式二提供的应用于Flex ROADM的系统的光功率均衡装置包括：上游灵活栅格光功率均衡执行单元101、下游光功率均衡执行单元103、灵活栅格光性能监测单元104和分光单元102。
在图4中，空心箭头代表光信号的传递方向，单实线箭头代表电信号的传递方向。FlexROADM系统线路上的光信号经过上游灵活栅格光功率均衡执行单元后，其输出通过分光单元分出少部分光送到具有灵活栅格能力的光性能监测单元，光性能监测单元对输入的光信号进行性能监测分析，并根据分析结果确定光功率均衡的要求，对上游灵活栅格光功率均衡执行单元和/或下游灵活栅格光功率均衡执行单元进行控制，完成对于Flex ROADM系统灵活栅格信号的光功率均衡。
其中，光功率均衡执行单元和光性能监测单元都具有灵活栅格的能力，可以满足FlexROADM系统中灵活栅格光信号的均衡和监测需求。此外，光功率均衡执行单元不仅支持各个灵活栅格信号通道的光功率调节，还支持对于符合灵活栅格标准的多子载波超100G光信道内各个子载波之间的光功率调节。通常Flex ROADM系统中的光功率均衡执行单元包括一个或者多个具有灵活栅格能力的波长选择器件（Flexible grid Wavelength Selective Switch，简称Flex WSS）。
需要说明的是，光性能监测单元支持灵活栅格的光性能监测，通常是对输入的灵活栅格光信号进行子载波光功率监测的灵活栅格光通道监测器（Flexible grid Optical Channel Monitor，简称为Flex OCM），或者进一步地，可以对输入的灵活栅格光信号进行子载波光功率监测以及光信噪比监测的灵活栅格光性能监测器（Flexible grid Optical Performance Monitor，简称为Flex OPM）。
优选实施例1
图5是根据本发明优选实施例1的光功率均衡装置的结构框图， 图5中示出了一个FlexROADM的下路部分，如图5所示，该光功率均衡装置包括：9*1 Flex WSS（105），1*9 Flex WSS（102），Flex OCM（104），光放大器OA（103）和1*4分光器（101），在分光器后级为相干接收机（图5中没有示出）。在图5中，9*1 Flex WSS对来自8个方向的灵活栅格光信号进行下路选择，1*9 Flex WSS将下路的光信号分配到各个端口，再经分光器进一步分光后输出给相干接收机。其中，9*1 Flex WSS对应于图4中的前向控制的光功率均衡执行单元，1*9 FlexWSS对应于图4中的后向控制的光功率均衡执行单元，Flex OCM则用于完成灵活栅格的光功率监测。系统根据光功率监测结果，利用1*9 Flex WSS内置的插损查找表（即WSS出厂前测试每个端口的所有波长插损，然后存贮进模块），或者利用其端口插损均衡性，控制下游1*9Flex WSS的衰减，从而实现灵活栅格的光功率均衡。也可以控制上游9*1Flex WSS的衰减，达到灵活栅格的光功率均衡目的。光放大器OA用于对光功率进行放大，补偿WSS和分光器等器件的插损造成的功率损耗，使得到达接收机的光信号功率满足接收机的要求。在光放大器OA内部集成有分光器，用于将光信号分出一部分到OA单板的监测口输出，而Flex OCM则从OA的监测口取光。
优选实施例2
图6是根据本发明优选实施例2的光功率均衡装置的结构框图，在图6中，粗实线代表进出ROADM节点的DWDM线路光信号，细实线代表其他光信号，虚线代表反馈控制路径。从本质上讲，图6描述了一个二维Flex ROADM节点的示意图，如图6所示，光放大器OA（101、102、103和104），分别用于放大A向和B向的光信号；分光器（201和202），用于将进入ROADM节点的线路光信号广播到其他线路方向和下路方向；Flex WSS（301和302），用于进行路由选择；401和501分别是灵活栅格的下路单元和上路单元；基于波长标签的FlexOPM 601，不仅可以实现对于灵活栅格信号的光功率监测，还可以实现对于灵活栅格信号的通道或者子载波的光信噪比监测，从而通过反馈控制前级的Flex WSS，进行灵活栅格光功率调节，使得输出到接收机的光信号信噪比满足接收机要求。
需要说明的是，如果系统对于超100G信道内的各子载波之间的光功率均衡要求和各光通道间的光功率均衡要求不同，则在进行光功率均衡控制时还需要知道超100G信道内的子载波个数、各子载波中心频率和频宽信息等，这些信息可通过波长标签方式来传递。
优选实施例3
图7是根据本发明优选实施例3的光功率均衡装置的结构框图，如图7所示，与前两个优选实施例相比，本优选实施例的主要区别在于光性能监测部分，通过图7中的101，即9*1Flex WSS选择来自各个光方向上的光信号下路，然后通过图中的103和104，即1*4分光器和1*9Flex WSS将下路的每个光通道信号或者每个子载波信号从1*9Flex WSS的输出端口输出。在1*9Flex WSS的输出端口为接收机105（图中仅画出了部分接收机）。这样，利用每个光接收机中内置的光功率监测功能，就可以完成接收机所接收的相应光子载波或者光通道的光功率监测，然后再由系统将这些光功率监测结果汇总，并据此去调节上游的1*9Flex WSS和/或9*1Flex WSS的输出端口的光功率衰减，从而完成灵活栅格光信号的光功率均衡。光放大器102用于对系统中的光信号进行放大，补偿WSS和Splitter所造成的光路衰减。
在这里，对采用实施例3的光功率均衡装置进行光功率均衡的流程进行适当描述，主要包括以下步骤：（1）根据Flex ROADM系统的下路接收机的要求确定到达每个接收机的光通道或者光子载波信号的光功率要求；（2）利用每个接收机内置的光功率监测功能，对进行光通道或者光子载波的光信号进行功率监测；（3）系统收集各接收机反馈的光功率监测数据，判断接收机处的光功率是否满足要求；（4）如果某个接收机处的光功率不满足要求，则通过调整其所对应前级的1*9Flex WSS相应输出端口的衰减来调整光功率，完成光功率的均衡。需要说明的是，在必要时还可以调整9*1Flex WSS的端口衰减来完成光功率的均衡。
采用上述实施例提供的光功率均衡装置，可以解决相关技术中无法满足Flex ROADM系统中光通道之间的光功率均衡需求和光通道内部各子载波之间的光功率均衡需求的问题，能够有效地支持对光通道内的灵活栅格光信号的功率均衡的需求。
从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：与现有技术相比较，现有技术只是进行了DWDM系统通道级的固定栅格光功率均衡，没有考虑Flex ROADM系统内灵活栅格光信号进行光功率均衡时的情况。而本申请提供的光功率均衡方法和装置，可以满足Flex ROADM系统内灵活栅格光信号的光功率均衡要求，在Flex ROADM系统内的光信号功率发生变化时，实现对于灵活栅格光信号以及子载波光功率的动态均衡，保证Flex ROADM系统的光性能满足要求。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的部分模块和部分步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光功率均衡方法，应用于灵活栅格可重构分插复用器Flex ROADM系统，其特征在于，包括：
根据光通道的光功率控制目标值和光功率监测结果，判断是否需要对所述光通道进行光功率均衡；
在判断结果为是的情况下，根据所述光功率监测结果对所述光通道的光功率以及所述光通道内各子载波的光功率进行均衡。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据光通道的光功率控制目标值和光功率监测结果，判断是否需要对所述光通道进行光功率均衡之前，包括：
对所述光通道内的光信号进行分光，得到预定比例部分的光信号；
对所述预定比例部分的光信号进行光功率监测，得到所述光功率监测结果。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在对所述光通道内的光信号进行分光之前，还包括：
根据所述Flex ROADM系统的光功率性能要求确定所述光功率控制目标值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述光功率监测结果对所述光通道的光功率以及所述光通道内各子载波的光功率进行均衡，包括：
根据所述光功率监测结果，通过后向控制和/或前向控制的方式，对所述光通道的光功率以及所述光通道内各子载波的光功率进行均衡；
其中，所述后向控制是指对上游灵活栅格光功率均衡执行器的衰减参数进行控制，所述前向控制是指对下游灵活栅格光功率均衡执行器的衰减参数进行控制。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述Flex ROADM系统对所述各个子载波的光功率均衡要求与所述Flex ROADM系统对所述光通道的光功率均衡要求不同时，
在根据所述光功率监测结果对所述光通道的光功率以及所述光通道内各子载波的光功率进行均衡的过程中，还需要用到以下信息：
所述通道内的子载波个数、各个子载波的中心频率以及各个子载波的频宽信息。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在对所述预定比例部分的光信号进行光功率监测的同时，还包括：
对所述预定比例部分的光信号进行光信噪比监测，得到光信噪比检测结果。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述光通道的光功率以及所述光通道内各子载波的光功率进行均衡，包括：
根据所述光功率监测结果和所述参考光信噪比检测结果，通过所述后向控制和/或所述前向控制的方式，对所述光通道的光功率以及所述光通道内各子载波的光功率进行均衡。
8.一种光功率均衡装置，应用于灵活栅格可重构分插复用器Flex ROADM系统，其特征在于，包括：
判断模块，用于根据光通道的光功率控制目标值和光功率监测结果，判断是否需要对所述光通道进行光功率均衡；
均衡模块，用于在所述判断模块的判断结果为是的情况下，根据所述光功率监测结果对所述光通道的光功率以及所述光通道内各子载波的光功率进行均衡。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
分光模块，用于对所述光通道内的光信号进行分光，得到预定比例部分的光信号；
监测模块，用于对所述预定比例部分的光信号进行光功率监测，得到所述光功率监测结果。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
确定模块，用于根据所述Flex ROADM系统的光功率性能要求确定所述光功率控制目标值。
Priority Applications (6)
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