CN114221700B - 计算光传输网络的配置的方法、装置及光传输网络系统 - Google Patents

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Abstract

本说明书实施例提供计算光传输网络的配置的方法、装置及光传输网络系统，其中所述方法包括：获取光缆的输入功率初值；基于所述光缆的输入功率初值，根据光缆的损耗得到任一段光缆尾端的各个通道的输出功率；以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率；利用各个通道在所述任一段光缆的输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的输出功率，计算得到所述任一段光缆的光放大器的第一参数值。

Description

计算光传输网络的配置的方法、装置及光传输网络系统
技术领域
本说明书实施例涉及通信技术领域，特别涉及一种计算光传输网络的配置的方法。本说明书一个或者多个实施例同时涉及一种计算光传输网络的配置的装置及光传输网络系统、一种计算设备，以及一种计算机可读存储介质。
背景技术
在基于密集波分复用系统(DWDM)的光传输网络中，端到端项目性能会受到光传输网络的配置优劣的影响。目前，通常利用GN模型，LOGO算法等，评估噪声对系统的影响，相应计算光传输网络的配置。
但是，随着光传输网络技术的发展，为了能够提升光纤的传输容量，波段得以不断演进，同时噪声对系统的影响也更加复杂。因此，在复杂的光传输网络中，如何计算出性能优越的光传输网络的配置，是很具有挑战型的问题。
发明内容
有鉴于此，本说明书实施例提供了一种计算光传输网络的配置的方法。本说明书一个或者多个实施例同时涉及一种计算光传输网络的配置的装置，一种光传输网络系统，一种计算设备，以及一种计算机可读存储介质，以解决现有技术中存在的技术缺陷。
根据本说明书实施例的第一方面，提供了一种计算光传输网络的配置的方法，包括：获取光缆的输入功率初值；基于所述光缆的输入功率初值，根据光缆的损耗得到任一段光缆尾端的各个通道的输出功率；以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率；利用各个通道在所述任一段光缆的输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的输出功率，计算得到所述任一段光缆的光放大器的第一参数值。
可选地，还包括：通过迭代算法，求解包含SRS效应的噪声计算模型的目标函数在达到优化目标的情况下，所述任一段光缆的光放大器的第二参数值，其中，所述优化目标为最大化所述任一段光缆的各个通道的GSNR的最小值，所述目标函数的初次迭代的输入包括所述第一参数值。
可选地，还包括：将计算得到的参数值配置给对应的光放大器，并获取该配置下电层设备的第一性能数据；在所述参数值的基础上进行调整，得到调整后的第三参数值；将所述第三参数值配置给对应的光放大器，并获取该配置下电层设备的第二性能数据；计算出设备性能优化函数分别在所述第一性能数据对应配置的情况下与在所述第二性能数据对应配置的情况下，函数值的变化；根据所述设备性能优化函数的函数值的变化，判断是否满足收敛条件；如果是，确定得到对应光放大器的最终配置的参数值；如果否，根据所述设备性能优化函数的函数值的变化计算出参数调整值，根据所述参数调整值计算出对应光放大器的第四参数值，将所述第四参数值作为重新计算得到的参数值，返回所述将计算得到的参数值配置给对应的光放大器，并获取该配置下电层设备的第一性能数据的步骤。
可选地，所述以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率，包括：以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，求解用于计算所述任一段光缆的输入功率的微分方程组，得到所述任一段光缆的输入功率；其中，所述微分方程组中包括：衰减微分表达式以及转移微分表达式；所述衰减微分表达式，用于表示信号功率随着传输距离衰减的衰减量；所述转移微分表达式，用于表示基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，所述转移量根据Raman增益系数、光纤有效面积、所述任一光缆尾端的各个通道各个点的信号功率以及所述任一光缆尾端的各个通道的信号中心频率来确定。
可选地，所述利用各个通道在所述任一段光缆的输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的输出功率，计算得到所述任一段光缆的光放大器的第一参数值，包括：根据各个通道在所述任一段光缆的总输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的总输出功率的比值，得到所述光放大器的第一增益；通过线性拟合所述任一段光缆的各个通道的增益，确定线性拟合斜率；根据所述线性拟合斜率与光放大器的增益宽度的乘积，确定所述光放大器的第一斜率。
可选地，所述目标函数的表达式中，所述目标函数的函数值与各个通道GSNR的均值正相关、且与各个通道GSNR的标准差负相关。
可选地，所述通过迭代算法，求解包含SRS效应的噪声计算模型的目标函数在达到优化目标的情况下，所述任一段光缆的光放大器的第二参数值，包括：将所述第一参数值作为所述光放大器的参数的当前配置；判断当前配置下，所述目标函数的函数值是否达到优化目标；如果是，将当前配置的参数值作为第二参数值；如果否，计算当前配置下所述目标函数的各个变量对所述参数的导数；利用所述各个变量对所述参数的导数，计算得到所述目标函数对各个变量在所述参数的变化上的导数；根据所述目标函数对各个变量在所述参数的变化上的导数以及预设的步长系数，计算得到参数调整步长；根据所述参数调整步长，计算得到下一次迭代的参数值；将所述下一次迭代的参数值更新为所述参数的当前配置；返回到所述判断当前配置下，所述目标函数的函数值是否达到优化目标的步骤。
可选地，所述方法应用于与光传输网络的各个网络节点交互的管理端，所述各个网络节点具有各自的光放大器，所述各个网络节点通过光复用段互联，所述方法还包括：在确定得到所述任一段光缆的光放大器的最终配置的参数值的情况下，将所述最终配置的参数值配置给对应的光放大器；如果还有光放大器尚未被配置，针对一段尚未被配置的光放大器的光缆，重新进入所述获取光缆的输入功率初值的步骤。
根据本说明书实施例的第二方面，提供了一种计算光传输网络的配置的装置，包括：初值获取模块，被配置为获取光缆的输入功率初值。输出计算模块，被配置为基于所述光缆的输入功率初值，根据光缆的损耗得到任一段光缆尾端的各个通道的输出功率。输入计算模块，被配置为以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率。配置计算模块，被配置为利用各个通道在所述任一段光缆的输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的输出功率，计算得到所述任一段光缆的光放大器的第一参数值。
根据本说明书实施例的第三方面，提供了一种光传输网络系统，包括：管理端以及与所述管理端交互的各个网络节点，其中，所述各个网络节点具有各自的光放大器，所述各个网络节点通过光复用段互联。所述管理端，被配置为应用如本说明书任意实施例所述计算光传输网络的配置的方法，计算得到任一段光缆的光放大器的参数值，将所述参数值配置给对应的光放大器。所述光放大器，被配置为按照所述管理端的配置设置参数。
根据本说明书实施例的第四方面，提供了一种计算设备，包括：存储器和处理器；所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令：获取光缆的输入功率初值；基于所述光缆的输入功率初值，根据光缆的损耗得到任一段光缆尾端的各个通道的输出功率；以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率；利用各个通道在所述任一段光缆的输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的输出功率，计算得到所述任一段光缆的光放大器的第一参数值。
根据本说明书实施例的第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现本说明书任意实施例所述计算光传输网络的配置的方法的步骤。
本说明书一个实施例提供了计算光传输网络的配置的方法，该方法针对复杂的光传输网络，将SRS效应纳入计算过程中，首先通过获取光缆的输入功率初值，基于所述光缆的输入功率初值，根据光缆的损耗得到任一段光缆尾端的各个通道的输出功率，以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率，再利用各个通道在所述任一段光缆的输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的输出功率，计算得到所述任一段光缆的光放大器的第一参数值，从而基于第一参数值配置对应的光放大器，能够使各个通道明确达到符合需要的入纤功率，克服SRS效应带来的损伤，避免局部光缆中断和劣化影响光缆上承载的传输项目以及对剩余网络中其余通道产生影响。因此，该方法能够快速地计算配置达到符合需要的通道功率，有效减少项目影响范围和时间，优化系统性能。
附图说明
图1是本说明书一个实施例提供的一种计算光传输网络的配置的方法的流程图；
图2是本说明书一个实施例提供的基于GSNR的优化流程示意图；
图3是本说明书一个实施例提供的反馈式优化流程示意图；
图4是本说明书另一个实施例提供的反馈式优化流程示意图；
图5是本说明书一个实施例提供的一种光传输网络系统的结构示意图；
图6是本说明书一个实施例提供的一种计算光传输网络的配置的装置的结构示意图；
图7是本说明书另一个实施例提供的一种计算光传输网络的配置的装置的结构示意图；
图8是本说明书一个实施例提供的一种计算设备的结构框图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本说明书。但是本说明书能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本说明书内涵的情况下做类似推广，因此本说明书不受下面公开的具体实施的限制。
在本说明书一个或多个实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书一个或多个实施例。在本说明书一个或多个实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本说明书一个或多个实施例中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本说明书一个或多个实施例中可能采用术语第一、第二等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书一个或多个实施例范围的情况下，第一也可以被称为第二，类似地，第二也可以被称为第一。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
首先，对本说明书一个或多个实施例涉及的名词术语进行解释。
DWDM(Dense Wavelenth Division Multiplexing)：密集波分复用系统
ASE(amplifier Spontaneous Noise)：自发辐射噪声
CD(Chromatic Dispersion)：色度色散
PDL(Polarization Dependent Loss)：偏振相关损耗
PMD(Polarization Mode Dispersion)：偏振模色散
DCF(Disperison Compensation Fiber)：色散补偿光纤
SRS(Stimulated Raman Scattering)：受激拉曼散射
GN(Gaussian Noise)：高斯噪声模型
GSNR(Generalized Signal to Noise Ratio)：广义信噪比
LOGO(Local Optimizaiton leads to Global Optimization)：局部优既为全局优的方法
NMS(Network Management System)：网络管理系统
OMS(Optical Multiplex Section)：光复用段
在光传输网络运行过程中，随着波段不断演进、传输功率的增大以及传输带宽的增加，光纤中SRS效应让光功率从高频通道向低频通道转移，从而劣化系统的性能。受限于SRS效应，局部光缆中断和劣化不仅仅影响该光缆上承载的传输项目，同时还有可能对剩余网络中其余通道产生影响。在这种复杂的传输网络中，如何计算出性能优越的光传输网络的光放大器的参数配置，有效减少项目影响范围和时间，是具有挑战型的问题。
基于此，在本说明书中，提供了一种计算光传输网络的配置的方法，本说明书同时涉及一种计算光传输网络的配置的装置、系统、一种计算设备，以及一种计算机可读存储介质，在下面的实施例中逐一进行详细说明。
图1示出了根据本说明书一个实施例提供的一种计算光传输网络的配置的方法的流程图，包括步骤102至步骤108。
步骤102：获取光缆的输入功率初值。
例如，在该步骤102中，可以暂时忽略SRS的影响，结合光放大器的特性、光缆的参数、通道个数等信息，利用GN模型，计算每段光缆的比较优化的入纤功率作为输入功率初值。例如，可以通过LOGO等算法或者直接按照经验值给出输入功率初值。该步骤可以忽略频率相关性，获取的输入功率初值可以为平均通道功率，因此，不要求过高的通道功率的准确度。
步骤104：基于所述光缆的输入功率初值，根据光缆的损耗得到任一段光缆尾端的各个通道的输出功率。
其中，确定光缆的损耗的方式不限。例如，可以利用光缆的损耗系数，根据光缆的损耗等于损耗系数与所述任一段光缆长度的乘积，得到光缆的损耗。将输入功率初值减去光缆的损耗，可以得到光缆尾端的各个通道的输出功率。
步骤106：以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率。
其中，计算输入功率的具体计算方式不限，例如，可以根据以输入功率为已知条件基于SRS效应计算输出功率的SRS微分方程组采用逆向思维，转换为以输出功率为边界条件基于SRS效应计算输入功率这样的反向计算，从而进行输入功率的计算。其中，SRS微分方程组的表达式不限，具体可以根据实施场景需要的参量进行设置。例如，SRS微分方程组中可以包含两项表达式，其中一项为信号功率随着传输距离衰减的衰减微分表达式，另一项为光功率从高频通道向低频通道转移的转移微分表达式。反向计算输入功率时，可以根据SRS微分方程组的表达式，将所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率设置为边界条件，进而反向计算出任一段光缆的输入功率。求解微分方程组的方法可以采用例如迭代算法，包括牛顿法，Runge-Kutta法等。
步骤108：利用各个通道在所述任一段光缆的输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的输出功率，计算得到所述任一段光缆的光放大器的第一参数值。
本说明书实施例提供的方法对计算光放大器的具体哪种参数的参数值并不进行限制。例如，增益以及斜率是光放大器的关键参数，因此，所述第一参数值可以包括：第一增益和/或第一斜率。可以理解的是，在各个通道在所述任一段光缆的输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的输出功率一定的情况下，所述任一段光缆的光放大器的增益以及斜率即可以确定。例如，各个通道在所述任一段光缆的总输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的总输出功率的比值，可以视为所述任一段光缆的光放大器的增益。再例如，可以通过线性拟合所述任一段光缆的各个通道的增益，确定光放大器的斜率。当然，计算方式可以根据实施场景需要进行参量的调整，本说明书实施例提供的方法对此并不进行限制。
在该方法中，考虑到随着传输功率的增大以及传输带宽的增加，光纤中SRS效应让光功率从高频通道向低频通道转移，SRS主导的损伤较为严重，从而劣化系统的性能。因此，该方法针对复杂的光传输网络，将SRS效应纳入计算过程中，首先通过获取光缆的输入功率初值，基于所述光缆的输入功率初值，根据光缆的损耗得到任一段光缆尾端的各个通道的输出功率，以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率，再利用各个通道在所述任一段光缆的输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的输出功率，计算得到所述任一段光缆的光放大器的第一参数值，从而基于第一参数值配置对应的光放大器，能够使各个通道明确达到符合需要的入纤功率，克服SRS效应，避免局部光缆中断和劣化影响光缆上承载的传输项目以及对剩余网络中其余通道产生影响。可见，该方法能够快速地计算配置达到符合需要的通道功率，有效减少项目影响范围和时间，优化系统性能。
为了使本说明书实施例提供的方法更加易于理解，下面，结合微分方程组的一个示例，对计算所述任一段光缆的输入功率的具体实施方式进行详细说明：
例如，所述以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率，可以包括：以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，求解用于计算所述任一段光缆的输入功率的微分方程组，得到所述任一段光缆的输入功率。其中，所述微分方程组中包括：衰减微分表达式以及转移微分表达式。所述衰减微分表达式，用于表示信号功率随着传输距离衰减的衰减量；所述转移微分表达式，用于表示基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量。所述转移量根据Raman增益系数、光纤有效面积、所述任一光缆尾端的各个通道各个点的信号功率以及所述任一光缆尾端的各个通道的信号中心频率来确定。在该实施例中，通过包含衰减微分表达式以及转移微分表达式的微分方程组，能够准确地计算出所述任一段光缆的输入功率。
具体地，例如，所述用于计算所述任一段光缆的输入功率的微分方程组的表达式如下：
Figure BDA0003427631710000061
其中，
Figure BDA0003427631710000062
为衰减微分表达式，
Figure BDA0003427631710000063
为转移微分表达式。
其中，α为衰减系数，
Figure BDA0003427631710000064
分别表示Raman增益系数，光纤有效面积，第n个通道在第k段光缆z点的信号功率以及第n个通道的信号中心频率。
在获得光缆的输入功率初值的基础上，根据光缆的损耗得到第k段光缆尾端的第n个通道功率
Figure BDA0003427631710000065
并以此为边界条件，求解上述微分方程组。其中，将第k段光缆尾端的第n个通道功率
Figure BDA0003427631710000066
为边界条件，求解微分方程组的方法可以采用常规的微分方程组的迭代算法，包括牛顿法，Runge-Kutta法等，计算得到通道n在第k段光缆的输入功率
Figure BDA0003427631710000067
Figure BDA0003427631710000068
为了能够更加准确地计算所述任一段光缆的光放大器的增益以及斜率，本说明书一个实施例中，所述利用各个通道在所述任一段光缆的输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的输出功率，计算得到所述任一段光缆的光放大器的第一参数值，包括：根据各个通道在所述任一段光缆的总输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的总输出功率的比值，得到所述光放大器的第一增益；通过线性拟合所述任一段光缆的各个通道的增益，确定线性拟合斜率；根据所述线性拟合斜率与光放大器的增益宽度的乘积，确定所述光放大器的第一斜率。
在该实施例中，第一增益通过计算光放大器的总输出功率与总输入功率的比值得到。第一斜率的计算通过线性拟合每个通道的增益(dB单位)获得，最终光放大器的斜率可以等于线性拟合斜率乘以光放大器的增益宽度。例如，对于C-band-extension标准，增益宽度是4.8THz。例如，计算第k个放大器的第一增益Gk以及第一斜率Tk的计算式分别如下：
Figure BDA0003427631710000071
Figure BDA0003427631710000072
需要说明的是，在C+L光传输网络系统中，C和L波段的光放大器可能是独立的，也可能是同一个物理器件，本说明书实施例提供的方法对此并不进行限制，可以针对每个光放大器分别进行计算。
为了进一步优化计算出的配置，本说明书实施例提供的方法，还可以在第一参数值的结果的基础上，以希望的GSNR为目标，进一步迭代求解各个光放大器更优的增益和斜率。具体地，例如，所述方法还可以包括：通过迭代算法，求解包含SRS效应的噪声计算模型的目标函数在达到优化目标的情况下，所述任一段光缆的光放大器的第二参数值，如第二增益和/或第二斜率，其中，所述优化目标为最大化所述任一段光缆的各个通道的GSNR的最小值，所述目标函数的初次迭代的输入包括所述第一参数值，如第一增益以及所述第一斜率。
在该实施例中，考虑到基本的GN模型是不考虑SRS效应的，为了能够得到更准确(贴近实际)的GSNR，需要引入包含SRS效应的计算模型。例如，一种实现方式是基于ISRSGN模型。因此，该实施例在第一参数值基础上，以希望的GSNR为目标，能够进一步迭代求解出各个光放大器更优的参数值。
其中，判断目标函数是否达到优化目标的收敛条件的具体方式在本说明书中并不进行限制。例如，可以采用阈值判断模式，例如目标函数的函数值要大于某一个阈值，也可以采用相对模式，例如连续两次或多次的波动小于某一个阈值。
例如，一个实施例中，可以设置预设门限，根据预设门限判断是否达到优化目标。具体流程如图2所示的基于GSNR的优化流程示意图所示，可以包括：
步骤202，取得光放大器当前的配置参数，第一增益以及第一斜率，也即获取初次迭代中光放大器的配置参数{Gk，Tk}，其中，Gk表示第一增益，Tk表示第一斜率。
步骤204，计算包含SRS效应的噪声计算模型的目标函数的函数值，即，基于考虑SRS的模型计算收端{GSNRn}。
步骤206，判断目标函数是否达到预设门限。
步骤208，如果是，则优化结束，当前光放大器的配置参数为优化的第二增益以及第二斜率。
步骤210，如果否，则更新光放大器的配置参数，也即更新{Gk，Tk}，重新进入步骤204，以便在下一次迭代中基于更新的{Gk，Tk}计算目标函数。
本说明书实施例提供的方法对于如何计算得到下一次迭代的增益以及斜率的具体实施方式不限。例如，在给定目标函数的情况下，可以通过梯度法、牛顿法等迭代算法求解优值，即各个光放大器的增益和斜率。
例如，一个或多个实施例中，所述通过迭代算法，求解包含SRS效应的噪声计算模型的目标函数在达到优化目标的情况下，所述任一段光缆的光放大器的第二参数值，可以包括：将所述第一参数值作为所述光放大器的参数的当前配置；判断当前配置下，所述目标函数的函数值是否达到优化目标；如果是，将当前配置的参数值作为第二参数值；如果否，计算当前配置下所述目标函数的各个变量对所述参数的导数；利用所述各个变量对所述参数的导数，计算得到所述目标函数对各个变量在所述参数的变化上的导数；根据所述目标函数对各个变量在所述参数的变化上的导数以及预设的步长系数，计算得到参数调整步长；根据所述参数调整步长，计算得到下一次迭代的参数值；将所述下一次迭代的参数值更新为所述参数的当前配置；返回到所述判断当前配置下，所述目标函数的函数值是否达到优化目标的步骤。
在该实施例中，通过计算当前光放大器配置下的各个变量的导数来评估目标函数在各个变量在参数如增益方向和斜率方向上的变化，从而结合计算出的导数以及预设的步长系数，得到下一次迭代中可使用的相对准确的参数值。
需要说明的是，本说明书实施例提供的方法对目标函数的具体表达式并不进行限制。一个实施例中，优化的目标是希望最大化各个通道GSNR的最小值，而且通常认为各个通道GSNR的均值越高越好、且各个通道GSNR的标准差越低越好，因此，本说明书一个或多个实施例中所述目标函数的表达式的构造原理包括：所述目标函数的函数值与各个通道GSNR的均值正相关、且与各个通道GSNR的标准差负相关。
结合上述实施例，一个相对理想的目标函数J的表达式可以如下：
J＝mL-σL+mC-σC
其中，mC和mL分别代表C和L波段通道GSNR的均值，σC和σL分别代表C和L波段通道GSNR的标准差。
下面，结合上述目标函数J表达式的示例，对通过迭代算法，求解包含SRS效应的噪声计算模型的目标函数在达到优化目标的情况下，所述任一段光缆的光放大器的第二增益以及第二斜率，进行更加详细地说明：
第一步：计算当前光放大器配置下的各个变量的导数。
例如：
Figure BDA0003427631710000081
分别代表C波段或L波段GSNR的均值对第k个C波段或L波段光放大器增益的导数，C波段或L波段GSNR的均值对第k个C波段或L波段光放大器斜率的导数，C波段或L波段GSNR的标准差对第k个C波段或L波段光放大器增益的导数，C波段或L波段GSNR的标准差对第k个C波段或L波段光放大器斜率的导数。
第二步：利用上一步计算的各个导数，可以得到目标函数对各个参量的导数，
Figure BDA0003427631710000082
和
Figure BDA0003427631710000083
第三步：根据预设步长系数μ和下面的公式，得到下一次迭代需要的放大器配置值即更新的增益以及斜率。
Figure BDA0003427631710000091
Figure BDA0003427631710000092
第四步：利用更新后的放大器配置值和包含SRS效应的计算模型，得到新的目标函数值。
第五步：判断目标函数是否满足收敛条件，如果未满足则基于更新的增益以及斜率重新进入第一步计算各个导数，如果满足，则输出最终的结果即目标函数达到优化目标的第二增益以及第二斜率。
为了更进一步提高系统性能，本说明书实施例提供的方法还可以通过与设备交互式反馈设备性能以进一步优化配置。具体地，在该实施例中，所述方法还可以包括：将计算得到的参数值(如第一增益及第一斜率，或者，第二增益以及第二斜率)配置给对应的光放大器，并获取该配置下电层设备的第一性能数据；在所述参数值的基础上进行调整，得到调整后的第三参数值；将所述第三参数值配置给对应的光放大器，并获取该配置下电层设备的第二性能数据；计算出设备性能优化函数分别在所述第一性能数据对应配置的情况下与在所述第二性能数据对应配置的情况下，函数值的变化；根据所述设备性能优化函数的函数值的变化，判断是否满足收敛条件；如果是，确定得到对应光放大器的最终配置的参数值；如果否，根据所述设备性能优化函数的函数值的变化计算出参数调整值，根据所述参数调整值计算出对应光放大器的第四参数值，将所述第四参数值作为重新计算得到的参数值，返回所述将计算得到的参数值配置给对应的光放大器，并获取该配置下电层设备的第一性能数据的步骤。
在该实施例中，考虑到实际应用中，由于光缆损耗分布的不确定性，光放大器的物理特性与模型之间的差异以及电层设备如收发机之间的不一致等因素的存在，设备上真实的物理性能可能与利用GN模型(或考虑了SRS的ISRSGN模型)之间有差异。为了能够获得更准确的配置，可以利用网管与设备之间的交互信息，对当前配置进行修正。
例如，可以依次对光传输网络中的每个光放大器计算对应的增益以及斜率，对所有光放大器配置完成后，进入交互式反馈设备性能的优化配置。具体地，例如，可以针对每个光放大器根据上述实施例各自计算出对应的第一增益以及第一斜率，配置给光放大器后，在第一增益以及第一斜率配置的基础上进行反馈式优化。或者，可以针对每个光放大器根据上述实施例各自计算出对应的第二增益以及第二斜率，配置给光放大器后，在第二增益以及第二斜率配置的基础上进行反馈式优化。可以理解的是，由于第二增益以及第二斜率是利用包含SRS效应的噪声计算模型在达到优化目标的情况下计算出来的优化配置，因此，在第二增益以及第二斜率的基础上进行反馈式优化，能够更加快速地完成系统性能的优化配置。
为了使上述实施例更加易于理解，下面结合图3所示的反馈式优化流程示意图，对网管与设备之间基于交互信息对当前配置进行修正的过程进行详细说明。如图3所示，所述反馈式优化流程包括：
步骤302：调整第k个光放大器的增益以及斜率。
步骤304：读取调整前和调整后电层设备的性能值。
步骤306：计算出设备性能优化函数的函数值。
步骤308：判断设备性能优化函数是否达到预设门限。
如果否，重新进入步骤302以更新第k个光放大器的增益以及斜率。
步骤312：如果是，k＝k+1,转移到下一个OA进行这样的迭代优化。
直至最终所有OA完成优化，配置结束。
例如，网管NMS可以在得到第一增益以及第一斜率，或者得到第二增益以及第二斜率之后，依次对网络中的OA进行配置。配置完毕后，为了得到更好的性能，还可以继续进入如图3所示的优化流程。在第k个OA的配置上进行少量的修改，例如增益增加或减少0.5dB，斜率增加或减少0.3dB。随后NMS获得配置前和配置后的电层设备的性能。这里的性能获取可以是NMS主动从设备上查询，也可以设备通过远距离测量技术等方式主动推送至网管NMS。根据配置的修改值以及配置前后的性能波动，可以计算得到当前的设备性能优化函数的变化。这里的性能可以采用Q值，SNR等具有指证性能的参数。设备性能优化函数的具体构造方式不限，例如，可以根据各个电层Q值的平均值-Q值的标准差，或SNR的平均值-SNR的标准差来进行构造。根据设备性能优化函数的变化可以计算出下一次调整的方向，例如，增加增益或减小增益，增加斜率或减小斜率。根据计算出的调整方向以及步长，例如增益步长0.2dB，斜率步长为0.1dB，对第k个OA的配置进行进一步的调节。当设备性能优化函数满足预设门限后，转移到下一个OA进行这样的迭代优化，直至最终完成配置。
例如，以在第二参数值的基础上通过交互反馈进行性能优化为例，如图4所示的反馈式优化流程示意图，可以先进行平均功率计算以得到输入功率初值，进而基于SRS效应的通道功率计算得到第一增益以及第一斜率，再在第一增益以及第一斜率配置的基础上，基于GNSR的通道功率优化得到第二增益以及第二斜率，网管NMS按照该配置进行下发之后，网管NMS与设备之间基于设备的反馈进行实时优化和跟踪，从而实现了光传输网络系统的优化通道功率配置的快速计算并完成快速调整，有效减少项目影响范围和时间。
本说明书一个或多个实施例中，本说明书实施例提供的方法可以应用于计算C+L光传输网络的配置，根据本说明书实施例提供的方法，在依赖C+L波段提升光纤的传输容量的同时，又能克服SRS主导的损伤，从而充分优化光传输网络系统的优化通道功率配置。
需要说明的是，在密集波分复用系统(DWDM)中，端到端项目性能受限于多种因素，本说明书实施例提供的方法可以结合任意可能的方式优化配置。
例如，第一类，光放大器引入的ASE噪声，Kerr效应导致的非线性噪声是两个主要的噪声源。第二类，CD、PDL、PMD等传输效应会对信号产生额外的损伤，例如波形畸变，偏振态耦合等。
随着相关技术的发展以及DCF-Free的链路的普及，第二类信号畸变可以很大程度被补偿，一般不构成系统的限制因素。同时，得益于GN模型对光纤非线性噪声的准确建模，第一类噪声对系统的影响很大程度上可以在规划阶段被评估。例如，可以以经过系统传输后的GSNR为判定性能好坏的依据，优化入纤功率问题可以等效于求解每段光缆优化入纤功率问题，一个全局优化问题转变成了若干个局部优化问题，结合GN模型，LOGO算法来解决这类规划问题。
再例如，第三类，受限于器件和设备本身的不理想特性，发射机和接收机本身也会在背靠背的场景下引入一定的性能代价，这类代价难以补偿且不易准确评估。因此，可以在实际应用中根据某个型号的设备的具体指标和代价的概率分布，预留一定的余量来确保系统的可用性。
为了能够全面地对整个光传输网络的所有光放大器进行优化配置，可以将所述方法应用于与光传输网络的各个网络节点交互的管理端。其中，所述各个网络节点具有各自的光放大器，所述各个网络节点通过光复用段互联。进而，根据本说明书一个或多个实施例提供的方法依次对每个光放大器进行配置。具体地，例如，所述方法还可以包括：在确定得到所述任一段光缆的光放大器的最终配置的参数值的情况下，将所述最终配置的参数值如最终增益以及最终斜率配置给对应的光放大器；如果还有光放大器尚未被配置，针对一段尚未被配置的光放大器的光缆，重新进入所述获取光缆的输入功率初值的步骤。
与上述方法实施例相对应，本说明书还提供了光传输网络系统实施例，图5示出了本说明书一个实施例提供的一种光传输网络系统的结构示意图。如图5所示，该系统包括：管理端502以及与所述管理端502交互的各个网络节点如网络节点504、网络节点506、网络节点508等等。其中，所述各个网络节点具有各自的光放大器，所述各个网络节点通过光复用段互联。
所述管理端，可以被配置为应用如本说明书任意实施例所述计算光传输网络的配置的方法，计算得到任一段光缆的光放大器的参数值，将所述参数值配置给对应的光放大器。
所述光放大器，可以被配置为按照所述管理端的配置设置参数。
根据该实施例实现的光传输网络，若干个网络节点通过OMS互联，不同的项目通道所经历的OMS路径不同，所有设备的配置以及通道功率的控制都可以由上层管理端NMS进行统一管理。
与上述方法实施例相对应，本说明书还提供了计算光传输网络的配置的装置实施例，图6示出了本说明书一个实施例提供的一种计算光传输网络的配置的装置的结构示意图。如图6所示，该装置包括：初值获取模块602、输出计算模块604、输入计算模块606及配置计算模块608。
该初值获取模块602，可以被配置为获取光缆的输入功率初值。
该输出计算模块604，可以被配置为基于所述光缆的输入功率初值，根据光缆的损耗得到任一段光缆尾端的各个通道的输出功率。
该输入计算模块606，可以被配置为以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率。
该配置计算模块608，可以被配置为利用各个通道在所述任一段光缆的输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的输出功率，计算得到所述任一段光缆的光放大器的第一参数值。
在该装置中，针对复杂的光传输网络，将SRS效应纳入计算过程中，首先通过获取光缆的输入功率初值，基于所述光缆的输入功率初值，根据光缆的损耗得到任一段光缆尾端的各个通道的输出功率，以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率，再利用各个通道在所述任一段光缆的输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的输出功率，计算得到所述任一段光缆的光放大器的第一参数值，从而基于第一参数值配置对应的光放大器，能够使各个通道明确达到符合需要的入纤功率，克服SRS效应，避免局部光缆中断和劣化影响光缆上承载的传输项目以及对剩余网络中其余通道产生影响。可见，该装置能够快速地计算配置达到符合需要的通道功率，有效减少项目影响范围和时间，优化系统性能。
图7示出了本说明书另一个实施例提供的一种计算光传输网络的配置的装置的结构示意图。如图7所示，该装置还可以包括：
第一优化模块610，可以被配置为通过迭代算法，求解包含SRS效应的噪声计算模型的目标函数在达到优化目标的情况下，所述任一段光缆的光放大器的第二参数值(例如，所述第二参数值可以包括：第二增益和/或第二斜率)，其中，所述优化目标为最大化所述任一段光缆的各个通道的GSNR的最小值，所述目标函数的初次迭代的输入包括所述第一参数值。
在该实施例中，考虑到基本的GN模型是不考虑SRS效应的，为了能够得到更准确(贴近实际)的GSNR，需要引入包含SRS效应的计算模型。例如，一种实现方式是基于ISRSGN模型。因此，该实施例在第一参数值基础上，以希望的GSNR为目标，能够进一步迭代求解出各个光放大器更优的增益和斜率。
为了更进一步提高系统性能，本说明书实施例提供的方法还可以通过与设备交互式反馈设备性能以进一步优化配置。具体地，在该实施例中，所述装置还可以包括：
第一配置模块612，可以被配置为将计算得到的参数值配置给对应的光放大器，并获取该配置下电层设备的第一性能数据。
调整模块614，可以被配置为在所述参数值的基础上进行调整，得到调整后的第三参数值。
第二配置模块616，可以被配置为将所述第三参数值配置给对应的光放大器，并获取该配置下电层设备的第二性能数据。
变化获取模块618，可以被配置为计算出设备性能优化函数分别在所述第一性能数据对应配置的情况下与在所述第二性能数据对应配置的情况下，函数值的变化。
收敛判断模块620，可以被配置为根据所述设备性能优化函数的函数值的变化，判断是否满足收敛条件，如果是，确定得到对应光放大器的最终配置的参数值。
第三配置模块622，可以被配置为如果所述收敛判断模块620判定为否，根据所述设备性能优化函数的函数值的变化计算出参数调整值，根据所述参数调整值计算出对应光放大器的第四参数值，将所述第四参数值作为重新计算得到的参数值，重新触发所述第一配置模块612执行所述将计算得到的参数值配置给对应的光放大器，并获取该配置下电层设备的第一性能数据的步骤。
在该实施例中，考虑到实际应用中，由于光缆损耗分布的不确定性，光放大器的物理特性与模型之间的差异以及电层设备如收发机之间的不一致等因素的存在，设备上真实的物理性能可能与利用GN模型(或考虑了SRS的ISRSGN模型)之间有差异。为了能够获得更准确的配置，可以利用网管与设备之间的交互信息，对当前配置进行修正。
本说明书一个或多个实施例中，所述输入计算模块606，可以被配置为以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，求解用于计算所述任一段光缆的输入功率的微分方程组，得到所述任一段光缆的输入功率。其中，所述微分方程组中包括：衰减微分表达式以及转移微分表达式。所述衰减微分表达式，用于表示信号功率随着传输距离衰减的衰减量。所述转移微分表达式，用于表示基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量。所述转移量根据Raman增益系数、光纤有效面积、所述任一光缆尾端的各个通道各个点的信号功率以及所述任一光缆尾端的各个通道的信号中心频率来确定。在该实施例中，通过包含衰减微分表达式以及转移微分表达式的微分方程组，能够准确地计算出所述任一段光缆的输入功率。
需要说明的是，本说明书实施例提供的方法中，所述配置计算模块608的具体计算方式可以根据实施场景需要进行参量的调整，本说明书实施例提供的方法对此并不进行限制。例如，本说明书一个或多个实施例中，如图7所示，所述配置计算模块608，可以包括：
增益计算子模块6082，可以被配置为根据各个通道在所述任一段光缆的总输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的总输出功率的比值，得到所述光放大器的第一增益。
斜率计算子模块6084，可以被配置为通过线性拟合所述任一段光缆的各个通道的增益，确定线性拟合斜率，根据所述线性拟合斜率与光放大器的增益宽度的乘积，确定所述光放大器的第一斜率。
本说明书一个或多个实施例中所述目标函数的表达式的构造原理包括：所述目标函数的函数值与各个通道GSNR的均值正相关、且与各个通道GSNR的标准差负相关。
本说明书一个或多个实施例中，如图7所示，所述第一优化模块610，可以包括：
配置子模块6101，可以被配置为将所述第一参数值作为所述光放大器的参数的当前配置。
优化判断子模块6102，可以被配置为判断当前配置下，所述目标函数的函数值是否达到优化目标。
优化配置子模块6103，可以被配置为如果所述优化判断子模块6102判定为是，将当前配置的参数值作为第二参数值。
第一导数计算子模块6104，可以被配置为如果所述优化判断子模块6102判定为否，计算当前配置下所述目标函数的各个变量对所述参数的导数。例如，计算当前配置下所述目标函数的各个变量对增益的导数以及对斜率的导数。
第二导数计算子模块6105，可以被配置为利用所述各个变量对所述参数的导数，计算得到所述目标函数对各个变量在所述参数的变化上的导数。
步长计算子模块6107，可以被配置为根据所述目标函数对各个变量在所述参数的变化上的导数以及预设的步长系数，计算得到参数调整步长。例如，根据所述目标函数对各个变量在增益变化上的导数以及预设的步长系数，计算得到增益调整步长。再例如，根据所述目标函数对各个变量在斜率变化上的导数以及预设的步长系数，计算得到斜率调整步长。
更新配置子模块6109，可以被配置为根据所述参数调整步长，计算得到下一次迭代的参数值。例如，根据所述增益调整步长以及所述斜率调整步长，计算得到下一次迭代的增益以及斜率，将所述下一次迭代的增益以及斜率更新为当前配置。将所述下一次迭代的参数值更新为所述参数的当前配置，触发所述优化判断子模块6102执行所述判断当前配置下，所述目标函数的函数值是否达到优化目标的步骤。
为了能够全面地对整个光传输网络的所有光放大器进行优化配置，可以将所述装置配置于与光传输网络的各个网络节点交互的管理端。其中，所述各个网络节点具有各自的光放大器，所述各个网络节点通过光复用段互联。进而，根据本说明书一个或多个实施例提供的装置依次对每个光放大器进行配置。具体地，例如，如图7所示，所述装置还可以包括：
配置确定模块624，可以被配置为在确定得到所述任一段光缆的光放大器的最终配置的参数值的情况下，将所述最终配置的参数值配置给对应的光放大器。
配置触发模块626，可以被配置为如果还有光放大器尚未被配置，针对下一段尚未被配置的光放大器的光缆，触发所述初值获取模块602重新进入所述获取光缆的输入功率初值的步骤。
上述为本实施例的一种计算光传输网络的配置的装置的示意性方案。需要说明的是，该计算光传输网络的配置的装置的技术方案与上述的计算光传输网络的配置的方法的技术方案属于同一构思，计算光传输网络的配置的装置的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述计算光传输网络的配置的方法的技术方案的描述。
图8示出了根据本说明书一个实施例提供的一种计算设备800的结构框图。该计算设备800的部件包括但不限于存储器810和处理器820。处理器820与存储器810通过总线830相连接，数据库850用于保存数据。
计算设备800还包括接入设备840，接入设备840使得计算设备800能够经由一个或多个网络860通信。这些网络的示例包括公用交换电话网(PSTN)、局域网(LAN)、广域网(WAN)、个域网(PAN)或诸如因特网的通信网络的组合。接入设备840可以包括有线或无线的任何类型的网络接口(例如，网络接口卡(NIC))中的一个或多个，诸如IEEE802.11无线局域网(WLAN)无线接口、全球微波互联接入(Wi-MAX)接口、以太网接口、通用串行总线(USB)接口、蜂窝网络接口、蓝牙接口、近场通信(NFC)接口，等等。
在本说明书的一个实施例中，计算设备800的上述部件以及图8中未示出的其他部件也可以彼此相连接，例如通过总线。应当理解，图8所示的计算设备结构框图仅仅是出于示例的目的，而不是对本说明书范围的限制。本领域技术人员可以根据需要，增添或替换其他部件。
计算设备800可以是任何类型的静止或移动计算设备，包括移动计算机或移动计算设备(例如，平板计算机、个人数字助理、膝上型计算机、笔记本计算机、上网本等)、移动电话(例如，智能手机)、可佩戴的计算设备(例如，智能手表、智能眼镜等)或其他类型的移动设备，或者诸如台式计算机或PC的静止计算设备。计算设备800还可以是移动式或静止式的服务器。
其中，处理器820用于执行如下计算机可执行指令：
获取光缆的输入功率初值；
基于所述光缆的输入功率初值，根据光缆的损耗得到任一段光缆尾端的各个通道的输出功率；
以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率；
利用各个通道在所述任一段光缆的输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的输出功率，计算得到所述任一段光缆的光放大器的第一参数值。
上述为本实施例的一种计算设备的示意性方案。需要说明的是，该计算设备的技术方案与上述的计算光传输网络的配置的方法的技术方案属于同一构思，计算设备的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述计算光传输网络的配置的方法的技术方案的描述。
本说明书一实施例还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，该指令被处理器执行时以用于：
获取光缆的输入功率初值；
基于所述光缆的输入功率初值，根据光缆的损耗得到任一段光缆尾端的各个通道的输出功率；
以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率；
利用各个通道在所述任一段光缆的输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的输出功率，计算得到所述任一段光缆的光放大器的第一参数值。
上述为本实施例的一种计算机可读存储介质的示意性方案。需要说明的是，该存储介质的技术方案与上述的计算光传输网络的配置的方法的技术方案属于同一构思，存储介质的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述计算光传输网络的配置的方法的技术方案的描述。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
所述计算机指令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。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本说明书实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本说明书实施例，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本说明书实施例所必须的。
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的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上公开的本说明书优选实施例只是用于帮助阐述本说明书。可选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书实施例的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本说明书实施例的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本说明书。本说明书仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (12)

1.一种计算光传输网络的配置的方法，包括：
获取光缆的输入功率初值；
基于所述光缆的输入功率初值，根据光缆的损耗得到任一段光缆尾端的各个通道的输出功率；
以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率，所述以任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率，包括：以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件、信号功率随着传输距离衰减的衰减量和基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率,其中，所述转移量根据Raman增益系数、光纤有效面积、所述任一段光缆尾端的各个通道各个点的信号功率以及所述任一段光缆尾端的各个通道的信号中心频率来确定；
利用各个通道在所述任一段光缆的输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的输出功率，计算得到所述任一段光缆的光放大器的第一参数值，所述光放大器的第一参数值包括：增益和/或斜率。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过迭代算法，求解包含SRS效应的噪声计算模型的目标函数在达到优化目标的情况下，所述任一段光缆的光放大器的第二参数值，其中，所述优化目标为最大化所述任一段光缆的各个通道的GSNR的最小值，所述目标函数的初次迭代的输入包括所述第一参数值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：
将计算得到的参数值配置给对应的光放大器，并获取该配置下电层设备的第一性能数据；
在所述参数值的基础上进行调整，得到调整后的第三参数值；
将所述第三参数值配置给对应的光放大器，并获取该配置下电层设备的第二性能数据；
计算出设备性能优化函数分别在所述第一性能数据对应配置的情况下与在所述第二性能数据对应配置的情况下，函数值的变化；
根据所述设备性能优化函数的函数值的变化，判断是否满足收敛条件；
如果是，确定得到对应光放大器的最终配置的参数值；
如果否，根据所述设备性能优化函数的函数值的变化计算出参数调整值，根据所述参数调整值计算出对应光放大器的第四参数值，将所述第四参数值作为重新计算得到的参数值，返回所述将计算得到的参数值配置给对应的光放大器，并获取该配置下电层设备的第一性能数据的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，所述以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率，包括：
以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，求解用于计算所述任一段光缆的输入功率的微分方程组，得到所述任一段光缆的输入功率；
其中，所述微分方程组中包括：衰减微分表达式以及转移微分表达式；
所述衰减微分表达式，用于表示信号功率随着传输距离衰减的衰减量；
所述转移微分表达式，用于表示基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，所述转移量根据Raman增益系数、光纤有效面积、所述任一段光缆尾端的各个通道各个点的信号功率以及所述任一段光缆尾端的各个通道的信号中心频率来确定。
5.根据权利要求1所述的方法，所述利用各个通道在所述任一段光缆的输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的输出功率，计算得到所述任一段光缆的光放大器的第一参数值，包括：
根据各个通道在所述任一段光缆的总输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的总输出功率的比值，得到所述光放大器的第一增益；
通过线性拟合所述任一段光缆的各个通道的增益，确定线性拟合斜率；
根据所述线性拟合斜率与光放大器的增益宽度的乘积，确定所述光放大器的第一斜率。
6.根据权利要求2所述的方法，所述目标函数的表达式中，所述目标函数的函数值与各个通道GSNR的均值正相关、且与各个通道GSNR的标准差负相关。
7.根据权利要求2所述的方法，所述通过迭代算法，求解包含SRS效应的噪声计算模型的目标函数在达到优化目标的情况下，所述任一段光缆的光放大器的第二参数值，包括：
将所述第一参数值作为所述光放大器的参数的当前配置；
判断当前配置下，所述目标函数的函数值是否达到优化目标；
如果是，将当前配置的参数值作为第二参数值；
如果否，计算当前配置下所述目标函数的各个变量对所述参数的导数；
利用所述各个变量对所述参数的导数，计算得到所述目标函数对各个变量在所述参数的变化上的导数；
根据所述目标函数对各个变量在所述参数的变化上的导数以及预设的步长系数，计算得到参数调整步长；
根据所述参数调整步长，计算得到下一次迭代的参数值；
将所述下一次迭代的参数值更新为所述参数的当前配置；
返回到所述判断当前配置下，所述目标函数的函数值是否达到优化目标的步骤。
8.根据权利要求1所述的方法，所述方法应用于与光传输网络的各个网络节点交互的管理端，所述各个网络节点具有各自的光放大器，所述各个网络节点通过光复用段互联，所述方法还包括：
在确定得到所述任一段光缆的光放大器的最终配置的参数值的情况下，将所述最终配置的参数值配置给对应的光放大器；
如果还有光放大器尚未被配置，针对一段尚未被配置的光放大器的光缆，进入所述获取光缆的输入功率初值的步骤。
9.一种计算光传输网络的配置的装置，包括：
初值获取模块，被配置为获取光缆的输入功率初值；
输出计算模块，被配置为基于所述光缆的输入功率初值，根据光缆的损耗得到任一段光缆尾端的各个通道的输出功率；
输入计算模块，被配置为以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率，所述以任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率，包括：以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件、信号功率随着传输距离衰减的衰减量和基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率,其中，所述转移量根据Raman增益系数、光纤有效面积、所述任一段光缆尾端的各个通道各个点的信号功率以及所述任一段光缆尾端的各个通道的信号中心频率来确定；
配置计算模块，被配置为利用各个通道在所述任一段光缆的输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的输出功率，计算得到所述任一段光缆的光放大器的第一参数值，所述光放大器的第一参数值包括：增益和/或斜率。
10.一种光传输网络系统，包括：管理端以及与所述管理端交互的各个网络节点，其中，所述各个网络节点具有各自的光放大器，所述各个网络节点通过光复用段互联；
所述管理端，被配置为应用如权利要求1至8任意一项所述计算光传输网络的配置的方法，计算得到任一段光缆的光放大器的第一参数值，所述光放大器的第一参数值包括：增益和/或斜率，将所述参数值配置给对应的光放大器；
所述光放大器，被配置为按照所述管理端的配置设置参数。
11.一种计算设备，包括：
存储器和处理器；
所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令：
获取光缆的输入功率初值；
基于所述光缆的输入功率初值，根据光缆的损耗得到任一段光缆尾端的各个通道的输出功率；
以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率，所述以任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件，基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率，包括：以所述任一段光缆尾端的各个通道的输出功率为边界条件、信号功率随着传输距离衰减的衰减量和基于SRS效应使光功率从高频通道向低频通道转移的转移量，计算各个通道在所述任一段光缆的输入功率,其中，所述转移量根据Raman增益系数、光纤有效面积、所述任一段光缆尾端的各个通道各个点的信号功率以及所述任一段光缆尾端的各个通道的信号中心频率来确定；
利用各个通道在所述任一段光缆的输入功率与所述任一段光缆的上一段光缆尾端的各个通道的输出功率，计算得到所述任一段光缆的光放大器的第一参数值，所述光放大器的第一参数值包括：增益和/或斜率。
12.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至8任意一项所述计算光传输网络的配置的方法的步骤。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115378500A (zh) * 2022-08-08 2022-11-22 苏州大学 一种密集波分复用相干光信道输出功率的计算方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111181636A (zh) * 2020-02-19 2020-05-19 北京邮电大学 光网络监测方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6922532B2 (en) * 2000-12-07 2005-07-26 Frederic Simard Optical performance monitoring for D/WDM networks
US6529316B1 (en) * 2001-05-03 2003-03-04 Onetta, Inc. Optical network equipment with optical channel monitor and dynamic spectral filter alarms
CN1303469C (zh) * 2003-06-04 2007-03-07 清华大学 光纤拉曼放大器功率和增益谱的动态反馈调控方法
CN1283048C (zh) * 2004-05-21 2006-11-01 清华大学 波分复用通信系统中光纤拉曼放大器的信道功率均衡方法
CN100347602C (zh) * 2005-01-21 2007-11-07 清华大学 一种提高光纤激光器的输出功率、光谱和光束质量的方法
EP2466770B1 (en) * 2010-12-20 2013-05-29 Alcatel Lucent Dynamic evaluation of the optical multiplex section per-channel pre-emphasis power
CN102307068B (zh) * 2011-06-24 2015-04-01 武汉光迅科技股份有限公司 一种实现目标拉曼增益锁定的方法及其拉曼光纤放大器
CN102598707B (zh) * 2011-12-28 2014-04-02 华为技术有限公司 一种均衡链路性能的方法和装置
CN103178901B (zh) * 2013-02-05 2015-06-17 西安邮电大学 基于光纤中受激拉曼散射效应的光神经元及其建立方法
AU2016355126A1 (en) * 2015-11-18 2018-06-21 Corning Optical Communications LLC System and method for monitoring strain in roadway optical cable
CN106788709B (zh) * 2016-12-26 2019-05-14 国家电网公司 变电站光通信设计方法及装置
US10523315B2 (en) * 2017-04-05 2019-12-31 Huawei Technologies Co., Ltd. Systems and method of multi-band pilot tone based optical performance monitoring
US10404376B2 (en) * 2018-01-05 2019-09-03 Google Llc Systems and methods of analyzing an optical transport network
US10361957B1 (en) * 2018-02-09 2019-07-23 Ciena Corporation Predicting optical spectral profiles in advance of capacity changes in optical networks
CN113687553A (zh) * 2020-05-19 2021-11-23 华为技术有限公司 滤波器、光放大器、通信系统、滤波方法及光放大方法
US11057142B1 (en) * 2020-07-06 2021-07-06 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and system to estimate SRS induced gain change in optical communication networks
CN113536725B (zh) * 2021-06-23 2023-09-05 香港理工大学深圳研究院 一种应用于超宽带波分复用系统的预放大参数优化方法
CN113708839B (zh) * 2021-07-07 2023-11-17 阿里巴巴新加坡控股有限公司 一种光纤数据传输网络系统

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111181636A (zh) * 2020-02-19 2020-05-19 北京邮电大学 光网络监测方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
有线电视光接收机输入功率验收标准的制定;李立永;;中国有线电视(08);全文 *

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