CN112039598A - 一种基于误码率的通道功率自动搜索调整方法及系统 - Google Patents

一种基于误码率的通道功率自动搜索调整方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于误码率的通道功率自动搜索调整方法及系统，涉及DWDM技术领域，本发明采用接收端监测各BER并反馈给发送端的方式，采用基于误码率的通道功率自动搜索调整算法，优化接收端的性能，保证光网络信号的稳定传输。工程开通时，可适配各种光纤类型和放大器场景中的功率平坦度和接收机性能的调整和优化，减少人工试探性对每个波长逐步调整的繁锁费时过程，且由于BER与各信道的Q值是一一对应关系，可直接反应系统性能指标和富余度，此方法能有效均衡和改善各信道的通信质量。工程开通后，可进行微调，有利于及时优化系统，提高系统整体抗衰变的性能。

Description

一种基于误码率的通道功率自动搜索调整方法及系统
技术领域
本发明涉及DWDM技术领域，具体涉及一种基于误码率的通道功率自动搜索调整方法及系统。
背景技术
在长途高速光通信传输系统中，通常使用96个波长或128个波长来进行信号传送，各波长在传输过程中会有带来损伤，比如光纤非线性效应损伤，非线性效应包括克尔效应(分为自相位调制、交叉相位调制、四波混频)和受激散射(分为受激拉曼散射、受激布里渊散射)，其中克尔效应在G.655等光纤中对光信号质量的影响尤为明显。
目前在100G、200G、400G等高速光通信系统链路工程开通和工程维护时，为克服非线性效应影响，常对每个光波长通道功率进行统一均衡调整，比如通过调节发送端的可调衰减器合波盘(VMUX)或光波长选择开关合路盘(WSS)或动态增益均衡盘(DGE)来调节各波长的功率，使发送端功率形成固定斜率(比如斜率为-3)，接收端各波功率平齐，从而获取最佳的线路平坦度，让线路接收端性能达到最优。
但随光通信速率不断提高，对不同的光纤(如G.655光纤)，非线性效应影响显著提高，接收端的功率平坦并不能保证光信号的质量最优，甚至接收端平坦会造成信号质量劣化。现有技术集中在调整收发端的最佳平坦度，但忽略实际光信号质量的评估，且人工参与调整的频次较高，并不适用超高速光信号在非线性效应较高的系统中进行调整，且无法基于光信号质量本质进行动态调整来改善系统性能。
所以，现有的光通信传输系统需要一种能够基于光信号质量的通道功率调整方法，且能在特定算法下进行自动搜索调整，来克服非线性效应对多波长系统的影响，保证线路中各波长在接收端的性能最优，使系统稳定可靠。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于误码率的通道功率自动搜索调整方法及系统，优化接收端的性能，保证光网络信号的稳定传输。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种基于误码率的通道功率自动搜索调整方法，包括以下步骤：
在各节点设置不同的平坦度取值，采集各平坦度下各波长的BER值，计算各平坦度下的BER平均值，筛选出最小的BER平均值所对应的平坦度作为基础平坦度值；
将所述基础平坦度值作为各节点平坦度的设置值，采集基础平坦度值下各波长的BER值，筛选出最优BER值；
对发送端的EVOA进行微调，使BER值达到最优BER值。
在上述技术方案的基础上，所述对发送端的EVOA进行微调，使BER值达到最优BER值，具体包括以下步骤：
对发送端的EVOA先后以微调步长0.5dB和0.1dB进行调整，直至BER值达到最优BER值。
在上述技术方案的基础上，所述方法还包括以下步骤：开通工程后，若接收端BER值劣化，对劣化BER对应波长的发送端单板进行微调，使BER值恢复正常。
在上述技术方案的基础上，所述开通工程后，若接收端BER值劣化，对劣化BER对应波长的发送端单板进行微调，使BER值恢复正常，具体包括以下步骤：
设置劣化门限为：|最大BER值-平均BER值|；
其中，最大BER值为接收端各波长的当前BER值中的最大值；平均BER值为接收端各波长的当前BER值的平均值；
若接收端BER劣化超过所述劣化门限，则通知发送端，以0.1dB依次微调劣化BER对应波长的VMUX的VOA以及各调整节点的VOA，直至接收端BER劣化不超出所述劣化门限。
在上述技术方案的基础上，所述在各节点设置不同的平坦度取值时，所述平坦度取值依次采用0、-1、-2、-3、-4。
本发明提供一种基于误码率的通道功率自动搜索调整系统，包括网元控制单板和网络运维操作模块：
网元控制单板，其用于：采集接收端OTU上报的各平坦度下各波长的BER值，通过OSC传递网络运维操作模块；
网络运维操作模块，其用于：开通工程前，在各节点设置不同的平坦度取值，收集网元控制单板上报的各平坦度下各波长的BER值，计算各平坦度下的BER平均值，筛选出最小的BER平均值所对应的平坦度作为基础平坦度值；将所述基础平坦度值作为各节点平坦度的设置值，收集网元控制单板上报的基础平坦度值下各波长的BER值，筛选出最优BER值；对发送端的EVOA进行微调，使BER值达到最优BER值。
在上述技术方案的基础上，所述网络运维操作模块对发送端的EVOA进行微调，使BER值达到最优BER值，具体包括以下步骤：
对发送端的EVOA先后以微调步长0.5dB和0.1dB进行调整，直至BER值达到最优BER值。
在上述技术方案的基础上，所述网络运维操作模块还用于：开通工程后，若接收端BER值劣化，对劣化BER对应波长的发送端单板进行微调，使BER值恢复正常。
在上述技术方案的基础上，所述网络运维操作模块在开通工程后，若接收端BER值劣化，对劣化BER对应波长的发送端单板进行微调，使BER值恢复正常，具体包括以下步骤：
设置劣化门限为：|最大BER值-平均BER值|；
其中，最大BER值为接收端各波长的当前BER值中的最大值；平均BER值为接收端各波长的当前BER值的平均值；
若接收端BER劣化超过所述劣化门限，则通知发送端，以0.1dB依次微调劣化BER对应波长的VMUX的VOA以及各调整节点的VOA，直至接收端BER劣化不超出所述劣化门限。
在上述技术方案的基础上，所述网络运维操作模块在各节点设置不同的平坦度取值时，所述平坦度取值依次采用0、-1、-2、-3、-4。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明采用接收端监测各BER并反馈给发送端的方式，采用基于误码率的通道功率自动搜索调整算法，优化接收端的性能，保证光网络信号的稳定传输。工程开通时，可适配各种光纤类型和放大器场景中的功率平坦度和接收机性能的调整和优化，减少人工试探性对每个波长逐步调整的繁锁费时过程，且由于BER与各信道的Q值是一一对应关系，可直接反应系统性能指标和富余度，此方法能有效均衡和改善各信道的通信质量。工程开通后，可进行微调，有利于及时优化系统，提高系统整体抗衰变的性能。
附图说明
图1为本发明实施例的基于误码率的通道功率自动搜索调整方法的流程示意图；
图2为本发明实施例的通道功率调整拓扑图；
图3为本发明实施例的通道功率调整信号传送通道图；
图4为本发明实施例的通道功率自动搜索调整方法的详细流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种基于误码率的通道功率自动搜索调整方法，包括以下步骤：
S1、开通工程前，在各节点设置不同的平坦度取值，采集各平坦度下各波长的误码率(BER)值，计算各平坦度下的BER平均值，筛选出最小的BER平均值所对应的平坦度作为基础平坦度值；
参见图2所示，各站点配置主控单元包括采用可视化的网络运维操作系统(OTNM2000)、网元控制单板(EMU)、网元信息传递单板(OSC)、带有电可调光衰减器(EVOA)的光放大单板(OA)、以及光性能监控板(OPM)。在发端配置可调衰减合波板(VMUX)，各单路光分插复用器(OAD)站点分配光波长选择开关合路板(WSS)，发送和接收端配置光转发单板(OTU)对业务光信号进行收发和功率上报。
参见图3所示，由各站EMU采集收端光转发单板(OTU)上报的BER，通过OSC向上游站点依次传递，使用OTNM2000收集EMU上报的各波长的BER。
S2、将所述基础平坦度值作为各节点平坦度的设置值，采集基础平坦度值下各波长的BER值，筛选出最优BER值；
S3、对发送端的EVOA进行微调，使BER值达到最优BER值。
优选的，对发送端的EVOA进行微调，使BER值达到最优BER值，具体包括以下步骤：
对发送端的EVOA先后以微调步长0.5dB和0.1dB进行调整，直至BER值达到最优BER值。
作为优选的实施方式，所述方法还包括以下步骤S4：开通工程后，若接收端BER值劣化，对劣化BER对应波长的发送端单板进行微调，使BER值恢复正常。具体包括以下步骤：
设置劣化门限为：|最大BER值-平均BER值|；
若接收端BER劣化超过所述劣化门限，则通知发送端，以0.1d B依次微调劣化BER对应波长的VMUX的可调光衰减器(VOA)以及各调整节点的VOA，直至接收端BER劣化不超出所述劣化门限。
作为优选的实施方式，在各节点设置不同的平坦度取值时，所述平坦度取值依次采用0、-1、-2、-3、-4。
本发明实施例采用接收端监测各BER并反馈给发送端的方式，采用基于误码率的通道功率自动搜索调整算法，优化接收端的性能，保证光网络信号的稳定传输。工程开通时，可适配各种光纤类型和放大器场景中的功率平坦度和接收机性能的调整和优化，减少人工试探性对每个波长逐步调整的繁锁费时过程，且由于BER与各信道的Q值是一一对应关系，可直接反应系统性能指标和富余度，此方法能有效均衡和改善各信道的通信质量。工程开通后，可进行微调，有利于及时优化系统，提高系统整体抗衰变的性能。
以下结合具体实例进一步阐述基于误码率的通道功率自动搜索调整方法的详细实施方式。
开通工程前，根据如图2的通道功率调整拓扑，按照图3建立通道功率调整信号传送通道，给定入纤光功率值后，根据P(输出)＝P(入纤)+10logN(波道数)来设定各段OA的期望输出光功率，其中默认推荐OA的增益斜率为-1。
在如图2的链路拓扑中，对A1段VMUX进行功率设定，通过OPM采集的发端的OA1输出各波长功率，在OTNM2000中调平光功率使平坦度接近为0，并保证线路衰减最小。
对所有光放大板(OA)设置为自动跟踪模式，让各OA能根据发送端调整后的光功率自动调整让输出功率跟踪到期望输出功率，保证入纤光功率恒定。
同上方法依次对图2中的后级光波长选择开关合路板WSS1，WSS2进行调整，使平坦度接近为0，此时记录接收端各OTU波长上报的BER值(如例图2，记录OTU1-3的误码率BER值)。
如上步骤是设置各可调节点平坦度为0的情况，依上算法，自动重复如上步骤，依次将VMUX、WSS1、WSS2的平坦度设置为-1或-2或-3或-4，记录不同平坦度下OTU1-3的各波长BER值，并计算出每次计算平均BER值。
比较各平坦度下的平均BER值，选出最小的作为BER值对应的平坦度(例如-1)作为各调整节点的基础平坦度值，暂停自动搜索平坦度。
设置各节点平坦度采用基础平坦度值，再次读取各OTU单板的BER值，对比后取最优BER(最小BER值)设为BER3，在VMUX处进行增减VOA微调，微调步长开始以0.5dB进行，后以0.1dB进行调整，先对纠前BER较高的波进行减小VOA衰减变量，使其对应波长增大功率，从而降低此波BER值，让其值接近最优BER(设为BER3)。依此方法调整后，让BER1-3相等或接近均衡，从而达到系统最优BER值，最后锁定OA的EVOA。
参见图4，开通工程后，若接收端纠前误码率BER有劣化，则通知原发送端，在OTNM2000中以0.1dB步进依次微调(减小)此波长对应的VMUX的VOA以及各调整节点的VOA。劣化门限劣化门限设为：|最大BER值-平均BER值|，其中最大BER值为接收端各波长的当前BER值中的最大值；平均BER值为接收端各波长的当前BER值的平均值；且劣化不能超过一个数量级，若越过劣化门限，则需要进行调整。
若接收端存在BER超过接收端极限BER，即接收机产生不可纠误码时，或者接收机有LOS或LOF告警，则通知上游各节点排除此波长的检测及计算调整，若线路存在通信故障或放大盘存在眼保护或LOS告警时，也停止通道功率自动搜索调整，其它情况下则可正常运行。
本发明实施例还提供一种基于误码率的通道功率自动搜索调整系统，包括网元控制单板和网络运维操作模块：
网元控制单板，其用于：采集接收端OTU上报的各平坦度下各波长的BER值，通过OSC传递网络运维操作模块；
网络运维操作模块，其用于：开通工程前，在各节点设置不同的平坦度取值，收集网元控制单板上报的各平坦度下各波长的BER值，计算各平坦度下的BER平均值，筛选出最小的BER平均值所对应的平坦度作为基础平坦度值；将所述基础平坦度值作为各节点平坦度的设置值，收集网元控制单板上报的基础平坦度值下各波长的BER值，筛选出最优BER值；对发送端的EVOA进行微调，使BER值达到最优BER值。
作为优选的实施方式，所述网络运维操作模块对发送端的EVOA进行微调，使BER值达到最优BER值，具体包括以下步骤：
对发送端的EVOA先后以微调步长0.5dB和0.1dB进行调整，直至BER值达到最优BER值。
作为优选的实施方式，所述网络运维操作模块还用于：开通工程后，若接收端BER值劣化，对劣化BER对应波长的发送端单板进行微调，使BER值恢复正常。具体包括以下步骤：
设置劣化门限为：|最大BER值-平均BER值|；其中，最大BER值为接收端各波长的当前BER值中的最大值；平均BER值为接收端各波长的当前BER值的平均值；
若接收端BER劣化超过所述劣化门限，则通知发送端，以0.1dB依次微调劣化BER对应波长的VMUX的VOA以及各调整节点的VOA，直至接收端BER劣化不超出所述劣化门限。
作为优选的实施方式，所述网络运维操作模块在各节点设置不同的平坦度取值时，所述平坦度取值依次采用0、-1、-2、-3、-4。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于误码率的通道功率自动搜索调整方法，其特征在于，包括以下步骤：
在各节点设置不同的平坦度取值，采集各平坦度下各波长的BER值，计算各平坦度下的BER平均值，筛选出最小的BER平均值所对应的平坦度作为基础平坦度值；
将所述基础平坦度值作为各节点平坦度的设置值，采集基础平坦度值下各波长的BER值，筛选出最优BER值；
对发送端的EVOA进行微调，使BER值达到最优BER值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对发送端的EVOA进行微调，使BER值达到最优BER值，具体包括以下步骤：
对发送端的EVOA先后以微调步长0.5dB和0.1dB进行调整，直至BER值达到最优BER值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：开通工程后，若接收端BER值劣化，对劣化BER对应波长的发送端单板进行微调，使BER值恢复正常。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述开通工程后，若接收端BER值劣化，对劣化BER对应波长的发送端单板进行微调，使BER值恢复正常，具体包括以下步骤：
设置劣化门限为：|最大BER值-平均BER值|；
其中，最大BER值为接收端各波长的当前BER值中的最大值；平均BER值为接收端各波长的当前BER值的平均值；
若接收端BER劣化超过所述劣化门限，则通知发送端，以0.1dB依次微调劣化BER对应波长的VMUX的VOA以及各调整节点的VOA，直至接收端BER劣化不超出所述劣化门限。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在各节点设置不同的平坦度取值时，所述平坦度取值依次采用0、-1、-2、-3、-4。
6.一种基于误码率的通道功率自动搜索调整系统，其特征在于，包括网元控制单板和网络运维操作模块：
网元控制单板，其用于：采集接收端OTU上报的各平坦度下各波长的BER值，通过OSC传递网络运维操作模块；
网络运维操作模块，其用于：开通工程前，在各节点设置不同的平坦度取值，收集网元控制单板上报的各平坦度下各波长的BER值，计算各平坦度下的BER平均值，筛选出最小的BER平均值所对应的平坦度作为基础平坦度值；将所述基础平坦度值作为各节点平坦度的设置值，收集网元控制单板上报的基础平坦度值下各波长的BER值，筛选出最优BER值；对发送端的EVOA进行微调，使BER值达到最优BER值。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述网络运维操作模块对发送端的EVOA进行微调，使BER值达到最优BER值，具体包括以下步骤：
对发送端的EVOA先后以微调步长0.5dB和0.1dB进行调整，直至BER值达到最优BER值。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述网络运维操作模块还用于：开通工程后，若接收端BER值劣化，对劣化BER对应波长的发送端单板进行微调，使BER值恢复正常。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述网络运维操作模块在开通工程后，若接收端BER值劣化，对劣化BER对应波长的发送端单板进行微调，使BER值恢复正常，具体包括以下步骤：
设置劣化门限为：|最大BER值-平均BER值|；
其中，最大BER值为接收端各波长的当前BER值中的最大值；平均BER值为接收端各波长的当前BER值的平均值；
若接收端BER劣化超过所述劣化门限，则通知发送端，以0.1dB依次微调劣化BER对应波长的VMUX的VOA以及各调整节点的VOA，直至接收端BER劣化不超出所述劣化门限。
10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述网络运维操作模块在各节点设置不同的平坦度取值时，所述平坦度取值依次采用0、-1、-2、-3、-4。
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