CN110932818B - 一种网络波长漂移抑制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种网络波长漂移抑制方法及系统，其中，所述网络波长漂移抑制方法包括：采集网络中的激光器的包含波长的参数信息；对采集到的参数信息进行解耦以判定所述激光器的波长是否发生变化；若判定所述激光器的波长发生变化，向所述激光器发送配置信息；响应于接收到所述配置信息，所述激光器调节所述波长。本发明的网络波长漂移抑制方法能够在监控可调谐激光器工作状态的基础上，还能根据需求来对激光器波长进行控制调节。

Description

一种网络波长漂移抑制方法及系统

技术领域

本发明涉及网络领域，特别涉及一种网络波长漂移抑制方法及系统。

背景技术

在光网络中，波分复用(WDM)技术是增加通信系统传输容量的重要手段。通过波分复用技术，不同的波长信道可以同时在一根光纤中传输，使通信容量成倍或数十倍地增长，以满足日益增长的信息传输容量的需求。为了充分利用光纤带宽，希望传输的信道数增加，而且为保证一根光纤中N个信道的光波波长都能处在光纤最低损耗区，WDM系统要求激光源具有波长可调性，具有较窄的线宽，同时对波长稳定性有严格的要求，以保证不会由于波长漂移而引起相邻信道间的信号串扰。然而，由于激光器开启时间过长或者激光器老化等因素而引起的波长漂移问题却很难避免。同时，激光光源作为WDM网络的关键器件，除了要求具有稳定的输出波长和功率外，还必须对各个通道的光源系统进行检测和控制，以保证网络能够长期稳定的运作。

目前抑制波长漂移的方法中，一种是传统的利用光谱仪和温度传感器来实地测量光波长和激光器温度，具有局限性；一种是通过专有软件监控激光器的方法，但是设备处于“黑盒”状态，可控性和灵活性不够高。

目前波分复用(WDM)网络中对激光源波长的可调性和稳定性要求越来越高，波长漂移现象需要得到有效的监视和控制。传统的波长抑制方法，是利用光谱仪和温度传感器对激光源进行波长和温度的测量，随着激光源的开启时间不断变长，工作温度会越来越高，这会影响激光器发出波长的稳定性，所以通过光谱仪和温度传感器比较直观的看出波长和温度的变化情况，进而调整设备。

随着SDN(软件定义网络，Software Defined Network)技术的发展，WDM 网络的灵活性和可控性有望得到更大的提升。目前控制系统的核心思想是通过专有的控制软件来管理网络设备，而设备本身如同黑盒一般，具体的功能实现方式无法体现。对于波长漂移问题，可以通过软件来收集激光器节点状态信息，用以检查节点波长情况并根据具体情况分配波长。

为解决现用技术问题的上述缺陷，有必要提出一种新的网络波长漂移抑制方法及系统，以替代现有的抑制方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是为了提供一种网络波长漂移抑制方法及系统，其能够在监控可调谐激光器工作状态的基础上，还能根据需求来对激光器波长进行控制调节。

为实现上述目的，本发明的第一方面提出了一种网络波长漂移抑制方法，其中，所述网络波长漂移抑制方法包括：

采集网络中的激光器的包含波长的参数信息；

对采集到的参数信息进行解耦以判定所述激光器的波长是否发生变化；

若判定所述激光器的波长发生变化，向所述激光器发送配置信息；

响应于接收到所述配置信息，所述激光器调节所述波长。

如上所述的网络波长漂移抑制方法，其中，所述参数信息还包括所述激光器的温度、电压、电流、功率中的一种或多种。

如上所述的网络波长漂移抑制方法，其中，若判定所述激光器的波长发生变化，发出警告信息。

如上所述的网络波长漂移抑制方法，其中，若判定所述激光器的波长发生变化，基于所述激光器的温度、电流、电压以及功率中的一种或多种确认所述激光器是否发生异常。

本发明的第二方面提出了一种网络波长漂移抑制系统，其中，包括：

激光器功能模块，用于接收激光器的参数信息；

控制器，具有解耦模块，所述解耦模块接收所述激光器功能模块接收到的参数信息并对所述参数信息进行解耦以判定所述激光器的波长是否发生变化，当判定所述激光器的波长发生变化，所述解耦模块向所述激光器发送配置信息，响应于接收到所述配置信息，所述激光器调节所述波长。

如上所述的网络波长漂移抑制系统，其中，所述解耦模块通过所述激光器功能模块向所述激光器发送包含波长的配置信息。

如上所述的网络波长漂移抑制系统，其中，所述参数信息还包括所述激光器的温度、电压、电流、功率中的一种或多种。

如上所述的网络波长漂移抑制系统，其中，若判定所述激光器的波长发生变化，所述解耦模块发出警告信息。

本发明的第三方面提出了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的网络波长漂移抑制方法的步骤。

本发明的第四方面提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的网络波长漂移抑制方法的步骤。

本发明的网络波长漂移抑制方法实现了可调激光器的软硬件解耦，通过控制器监控网络中激光器的情况从而发现波长异常，并对激光器节点进行控制调整，从而解决光路中波长漂移问题，该系统具备高效灵活开源的特性，并且在设备的维护，更新和降低设备成本上有很大的优势。

附图说明

图1为本发明实施例的一种网络波长漂移抑制方法的流图；

图2为本发明实施例的激光器功能模块的解耦示意图；

图3为本发明实施例的网络波长漂移抑制系统的框架图；

图4为本发明实施例的解耦模型的示意图；以及

图5为本发明实施例提供的网络波长漂移抑制系统的运行示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

下面结合附图详细说明本发明实施例的技术方案。

如图1所示，本发明提出了一种网络波长漂移抑制方法，其中，所述网络波长漂移抑制方法包括：S1：采集网络中的激光器的包含波长的参数信息；S2：对采集到的参数信息进行解耦以判定所述激光器的波长是否发生变化；S3：若判定所述激光器的波长发生变化，向所述激光器发送配置信息；以及S4：响应于接收到所述配置信息，所述激光器调节所述波长。

具体地，本发明还提出了一种网络波长漂移抑制系统，其中，包括：

激光器功能模块，用于接收激光器的参数信息；

控制器，具有解耦模块，所述解耦模块接收所述激光器功能模块接收到的参数信息并对所述参数信息进行解耦以判定所述激光器的波长是否发生变化，当判定所述激光器的波长发生变化，所述解耦模块向所述激光器发送配置信息，响应于接收到所述配置信息，所述激光器调节所述波长。通过该网络波长漂移抑制系统能够实现上述具体实施例中的网络波长漂移抑制方法。

现结合图2至图5对本发明的网络波长漂移抑制系统实现上述方法的过程进行详细的描述，以使本发明清楚，其并非旨于对本发明的限制。

如图2所示，功能解耦指的是通过软硬件解耦及功能抽象，使网络设备功能不再依赖于专用硬件，资源可以充分灵活共享。并且可以采用已有的商用芯片和开源软件来实现功能解耦，不必受限于专有设备商的硬件和软件，极大的降低了制作和维护成本。通过功能解耦可以将可调谐激光器的各种网络功能从专有硬件中提取出来，再通过代理层解耦到软件层面，这样只需在软件中定义各种功能的接口模型，就能直接获取可调谐激光器的各项信息，并基于此对激光器进行调节。

如图3所示的基于功能解耦设计的系统框架，在SDN/NFV技术的支撑下，可调谐激光器各网络功能被解耦表示为所需的yang模型，从而能够实时对可调谐激光器的波长，温度，功率，电压等状态进行监控，并针对网络中发生的问题调节激光器的发出波长，这样能够更加灵活快速的发现波长漂移现象并解决由此引发的网络问题。并且该系统是基于功能解耦而设计，使得设备在硬件设计上可以采用已有的商用芯片和开源软件，大大降低了设备的制作和维护成本。以下从三个方面来阐述本发明的具体实施细节：

1.系统框架

该系统是基于SDN技术实现的，由上到下包括控制器层，代理层，硬件层，这三个层通过各自交互接口连接。

(1)控制层

基于SDN控制器构建而成，负责控制和管理底层网络设备，该层主要包括数据库模块，解耦模块这两个部分

数据库：用于存储激光器节点的配置参数和被解耦出来的状态参数；

解耦模块：用于提取设备被解耦出来的网络功能信息，以及下发对设备的配置信息。

(2)代理层

主要创建虚拟环境作为虚拟网络节点，与代理层之间通过南向协议进行通信，其中的激光器功能模块就是物理层中激光器的虚拟代理。

激光器功能模块：对应着从可调激光器中解耦的各项功能，作为虚拟网络节点与底层激光器和上层控制器进行连接，对激光器进行信息采集和状态配置。

(3)硬件层

可调激光器：负责收发光信号，具有调节光波长的功能。

2.解耦模型

我们以YANG模型来表示解耦的网络功能，YANG模型是一种用于对配置数据和状态数据进行数据建模的语言。可调谐激光器中解耦出的功能模块包括温度，波长，电压，电流，功率等，如图4所示，这些功能元素通过YANG 模型定义在控制层。通过该系统可以实时监控这些被解耦的元素，当温度或者波长发生异常时，可以很明显的从读取到的数据中反映出来，并且可以通过控制器对网络中的可调谐激光器进行调节，从而实现对WDM网络中的波长漂移现象的监控并对此作出回应。

3.解耦系统具体实施方式

解耦系统运行时如下图所示，包括初始化阶段和运行阶段，本专利的设计主体是运行阶段，主要包括监控波长漂移和控制激光器两部分。

(1)系统初始化

系统中的激光器节点通过代理层与控制器的解耦模块进行连接，激光器定期向代理层的激光器功能模块发送温度，波长，电压，电流，功率等信息，代理层再将这些收集到的信息发送给控制器的解耦模块，解耦模块判断激光器状态是否正常并将信息存储在数据库模块。

(2)监控波长漂移

激光器定期向控制器的解耦模块发送状态信息，当解耦模块发现波长数据发生变化时，解耦模块发出警告消息，并且通过观察温度和电流等其他状态数据，看是否异常。

(3)调节激光器

当发现可调激光器波长发生漂移时，通过控制器解耦模块向代理层发送重新配置激光器波长的命令，代理层的激光器功能模块接收到配置信息后，将配置内容发送给可调激光器，可调激光器执行命令，并将调节成功的消息以及当前状态信息返回给控制器解耦模块。激光器状态正常之后，系统继续运行，定时监控激光器状态信息。

本发明提出了一种基于功能解耦的WDM网络波长漂移抑制系统。在 WDM网络中由于温度升高或者设备老化产生的波长漂移现象总是发生，并影响光路中光信号的传输和接收，从而影响业务正常进行。本专利从这个角度出发，设计了一种基于功能解耦的抑制系统，实现了可调激光器的软硬件解耦，通过控制器监控WDM网络中激光器的情况从而发现波长异常，并对激光器节点进行控制调整，从而解决光路中波长漂移问题，该系统具备高效灵活开源的特性，并且在设备的维护，更新和降低设备成本上有很大的优势。

本发明一实施例提供的了一种终端设备。该实施例的终端设备包括：处理器、存储器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，例如一种网络波长漂移抑制的程序。处理器执行计算机程序时实现上述基于景区视频的旅游突发事件自动监测的方法的实施例中的步骤，例如上述所示的步骤S1至步骤S4。或者，处理器执行计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如上述系统的各个模块的功能。

示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。

终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，其仅仅为终端设备的示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器可以是终端设备的内部存储单元，例如终端设备的硬盘或内存。存储器也可以是终端设备的外部存储设备，例如终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD) 卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器还可以既包括终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及终端设备所需的其它程序和数据。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源 /接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本技术领域技术人员可以理解，本发明包括涉及用于执行本申请中所述操作中的一项或多项的设备。这些设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备。这些设备具有存储在其内的计算机程序，这些计算机程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备(例如，计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随即存储器)、EPROM(Erasable ProgrammableRead-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM (Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读介质包括由设备(例如，计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。本技术领域技术人员可以理解，可以用计算机程序指令来实现这些结构图和/或框图和/或流图中的每个框以及这些结构图和/或框图和/或流图中的框的组合。本技术领域技术人员可以理解，可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专业计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来实现，从而通过计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来执行本发明公开的结构图和/或框图和/或流图的框或多个框中指定的方案。

本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。所属领域的普通技术人员应当理解:以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、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)

1.一种网络波长漂移抑制方法，其特征在于，所述网络波长漂移抑制方法包括：

采集网络中的激光器的包含波长的参数信息；

对采集到的参数信息进行解耦以判定所述激光器的波长是否发生变化；

若判定所述激光器的波长发生变化，向所述激光器发送配置信息；

响应于接收到所述配置信息，所述激光器调节所述波长。

2.如权利要求1所述的网络波长漂移抑制方法，其特征在于，

所述参数信息还包括所述激光器的温度、电压、电流、功率中的一种或多种。

3.如权利要求2所述的网络波长漂移抑制方法，其特征在于，

若判定所述激光器的波长发生变化，发出警告信息。

4.如权利要求3所述的网络波长漂移抑制方法，其特征在于，若判定所述激光器的波长发生变化，基于所述激光器的温度、电流、电压以及功率中的一种或多种确认所述激光器是否发生异常。

5.一种网络波长漂移抑制系统，其特征在于，包括：

激光器功能模块，用于接收激光器的包含波长的参数信息；

控制器，具有解耦模块，所述解耦模块接收所述激光器功能模块接收到的包含波长的参数信息并对所述包含波长的参数信息进行解耦以判定所述激光器的波长是否发生变化，当判定所述激光器的波长发生变化，所述解耦模块向所述激光器发送配置信息，响应于接收到所述配置信息，所述激光器调节所述波长。

6.如权利要求5所述的网络波长漂移抑制系统，其特征在于，所述解耦模块通过所述激光器功能模块向所述激光器发送包含波长的配置信息。

7.如权利要求5所述的网络波长漂移抑制系统，其特征在于，所述参数信息还包括所述激光器的温度、电压、电流、功率中的一种或多种。

8.如权利要求5所述的网络波长漂移抑制系统，其特征在于，若判定所述激光器的波长发生变化，所述解耦模块发出警告信息。

9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述的网络波长漂移抑制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的网络波长漂移抑制方法的步骤。

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