CN1423445A - 通过光监控信道传递波长数优化wdm系统功率管理的方法 - Google Patents

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何建明
夏珣
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Abstract

本发明提供一种通过光监控信道传递波长数优化WDM系统功率管理的方法,是对系统中总波数监测,作为功率调整的依据,实现对功率变化的判断和对系统的自动调整。具体由DWDM系统发端合波盘对输入的波数进行计数,并实时的将总波数作为性能量上报网管,端机的网管盘将此信息处理后通过光监控信道传递给后面各站的网管盘,各站网管盘将此信息提取出来通过下行数据线传递给相应的放大盘BCT模块并保存,把系统总波数的信息传递给每个中继站的放大盘,放大盘以此作为判断系统是否增减波的依据,网管上增加放大盘自动配置和手动配置的命令,实现对功率变化的判断和对系统的自动调整、优化。

Description

通过光监控信道传递波长数优化WDM系统功率管理的方法
技术领域
本发明涉及一种通过光监控信道传递波长数优化WDM系统功率管理的方法，尤其涉及需要采用光放大的光纤通信系统，例如高速、长距离或超长距离的密集波分复用(DWDM)系统。本发明主要应用于含有增益可调放大器的DWDM系统或含有电调光衰减器(VOA)+增益恒定放大器的DWDM系统。
背景技术
本发明涉及到的背景技术包括已经实现并商用化了的DWDM、增益可调整放大器(包括EDFA、Raman等)、VOA+增益恒定放大器等。
DWDM系统即密集波分复用系统，就是在一根光纤中利用不同的光波长传输多路不同信源的信号，以达到扩展传输容量的目的，同时为了延伸系统的传输距离，在系统中常常采用大量的光放大器来补偿线路的衰耗。光放大器有固定增益放大器和增益可调光放大器(或VOA+固定增益放大器实现)两类，早期的WDM系统一般采用固定增益放大器。近年来，考虑到系统应用的灵活性，增益可调光放大器系统逐渐增多，但有一个关键问题一直没有得到很好解决，即光放大器无法对波长增减引起的功率变化和非波长增减因素引起的功率变化(如线路衰减变化)同时自动做出相应调整(因为对WDM系统来讲，波道增减应该增益锁定，而线路衰减变化是应进行增益实时调整)。本发明可以很好的解决这一难题，通过光监控信道(OSC)传递波长数优化WDM系统的功率管理，使WDM系统更加灵活、可靠。
增益可调放大器即EDFA、Raman等，放大器的增益可以在一定范围内通过相应的命令进行调整，灵活配置。由于一般的DWDM系统都要求放大器要有增益锁定的功能，所以增益可调放大器在这类系统中的应用不多。本发明由于考虑了系统的灵活配置，使这种放大器得到大量的应用。
VOA+增益恒定放大器即通过放大器前面的VOA调整放大器输入光功率。一旦完成调整就必须将VOA锁定，这样才能保证系统在掉波的情况下其余各通道信号功率维持不变。然而，如果在系统没有掉波的情况下，由于其他因素导致某站放大器输入光功率变化，系统就不能对此做出反应，以至于以后各站的放大器输出光功率不准确。
发明内容
本发明的目的是公开一种系统自动配置放大器输入光功率或自动调节放大器增益的技术，实现当系统功率发生变化时，自动、灵活的完成相应配置工作，节省了大量的人力物力。同时，本发明的出现也在DWDM系统智能化上向前迈进一步。
本发明的技术方案为：通过光监控信道传递波长数优化WDM系统功率管理的方法包括对放大器的增益调整，特别是以系统中的总波数为依据，对系统中总波数监测，作为功率调整的依据，实现对功率变化的判断和对系统的自动调整、优化。
所述的优化WDM系统功率管理的方法，是由DWDM系统发端合波盘对输入的波数进行计数，并实时的将总波数作为性能量上报网管，这一过程通过合波盘内部盘控器对输入的各个信道光功率进行判断，对功率大于门限值的信道进行计数，将计数的结果存储在寄存器中，并作为该盘的性能量上报网管，端机的网管盘将此信息处理后通过光监控信道传递给后面各站的网管盘，各站网管盘将此信息提取出来通过下行数据线传递给相应的放大盘BCT模块并保存。该过程是把系统总波数的信息传递给每个中继站的放大盘，放大盘以此作为判断系统是否增减波的依据，网管上增加放大盘自动配置和手动配置的命令，当处在自动配置状态下，系统能完成对增减波或非增减波引起的功率变化的自动处理，当系统处在手动配置情况时，操作人员可根据输入功率变化引起的告警手动的配置系统。
所述的优化WDM系统功率管理的方法，计数是通过合波盘内部检测模块的计数功能实现，具体方法是检测模块对各路光信号进行有光或无光判断，有光计数器加1，将计数的结果存储在合波盘内部BCT盘控器的寄存器中，并作为该盘的性能量上报给网管盘EMU。
所述的优化WDM系统功率管理的方法，是发送端的网管盘将接收到的波数的信息以一定的数据格式通过背板传递给本端OSC光监控盘，在OSC盘内进行FPGA组帧，然后进行电光转换，将载着信息的光信号通过光监控信道传递给各个中继站的OSC盘，然后经过逆过程光电转换、FPGA解帧将信息送给本中继站网管盘，网管盘将此信息提取出来传递给本站内相应的光放大盘BCT并保存，该传递过程是中继站网管盘BCT和放大器BCT的通信过程，通过BCT的上行数据线和下行数据线传递实现，把系统的波长数的信息传递给每个中继站的光放大盘，放大盘以此作为判断系统是否增减波的依据。
所述的优化WDM系统功率管理的方法，当系统中某站放大盘检测到输入光功率变化达到一定值并持续一定时间后，首先判断此时从网管盘接收到的总波数是否与前一状态值相同，如果不同，说明光功率变化是系统增减信道引起的，此时报告出系统增波或减波，系统不做任何调整，放大盘依然工作在增益锁定状态，如果波数相同，说明是非增减波因素引起的功率变化，此时报告功率升高或降低告警。在告警出现的情况下，如果系统工作状态是自动配置，则放大盘做出功率调整或增益调整的反应，反之，需人工完成配置。
所述的优化WDM系统功率管理的方法，放大盘是VOA+固定增益放大器的结构，在调整时需要给出输入光功率预置值，这个值可通过上面检测到的光功率变化值以一定算法得到，计算和处理由放大盘内部的BCT完成。
所述的优化WDM系统功率管理的方法，放大盘还可以是增益可调放大器，首先是把改变放大器增益做成命令的方式，然后通过串口通讯完成BCT对放大器的控制，同样需改变的增益值可依据输入功率变化按照一定算法得到。
所述的优化WDM系统功率管理的方法，系统在自动配置情况下，自动调整的过程是一个反馈的过程，直到放大盘输出光功率与告警前相同为止。
所述的优化WDM系统功率管理的方法，在自动调整时要屏蔽后站的告警，直到调整结束为止。
本发明的有益效果：
目前DWDM系统无法同时实现对增减波因素和非增减波因素引起的功率变化进行自动控制，而在实际情况中这一现象常常出现，例如前站放大器由于老化导致输出光功率下降，传输线路老化或其他因素造成的功率变化，而这类功率变化并不明显，后站对此无法识别，系统接收端发现信噪比下降但很难快速准确的找到问题所在，给维护人员带来很大的麻烦。本发明方案不仅可以在一定程度上弥补功率的损失，还可以通过告警判断出问题所在，提高了系统信号的传输质量，弥补参数劣化引起的不足。
另外，由于本发明方案中系统自动配置功能的实现，标志着WDM系统向智能化，自动化方向的发展，为智能WDM的实现奠定基础。
附图说明
图1是本发明方案实现的系统自动配置流程图。
图2是系统框图简图
具体实施方式
DWDM系统中，正常情况下如果系统的总波数一定，则MPI-S及S’点的光功率也为定值。在稳定状态时，如果系统增波或减波，该点的光功率也应做出相应的变化，这是靠放大器增益锁定功能实现的；如果系统总波数没有变化而出现S’点光功率的变化，则是由于前站放大器老化、传输距离增减或其他人为因素造成的，此时系统要求放大器对输出功率做出相应的调整，这样的自动调整功能的实现需要以下几个环节：
1)合波盘对系统的波数要有统计功能；
2)放大盘能够实时的采集到系统总波数这一性能量；
3)对输入光功率变化进行监测，将输入光变化值以一定的算法转化为需调整VOA的衰减值或需改变的EDFA增益值；
4)系统对光功率变化的原因能够识别的功能；
5)网管上给出增减波或非增减波因素引起的功率变化告警，并能分别处理；网管上要有自动配置和手动配置的控制命令。
图2是系统框图简图：EMU是网管盘、OSC是光监控盘、OMU是合波盘、OBA是光功放盘、OLA是光线放盘、MUX是1510/1550合波器、DEMUX是1510/1550分波器，图中粗线：表示数据传输，即网管盘对各个单盘性能数据的采集。
发送端合波盘对各输入光进行波分复用，复用后的光信号也就是主光信号经过OBA光功率放大器进行放大，然后通过MUX合波器与1510nm的光进行合波后进入线路传输，其中合波盘、光功率放大盘、OSC光监控盘通过数据线与EMU网管盘通信，合波盘也是在此通信过程中将波数的信息传递给网管盘的；在中继站，先由DEMUX分波器分出1510nm的光和主光信号，主光信号经过OLA线路放大器放大，1510nm光通过OSC盘处理后将信息传递给网管盘，其中包括发送端波数的信息，线路放大盘在与网管通信的过程中可以采集到波数的信息，作为功率调整的依据，功率调整是通过调整线路放大盘内部的放大器增益或衰减器衰减来实现的。
DWDM系统发送端合波盘(OMU)对波长数进行计数，并实时的将波长数作为性能量上报网管：计数是通过合波盘内部检测模块的计数功能实现，具体方法是监测模块对各路光信号进行有光或无光判断，有光计数器加1，将计数的结果存储在合波盘内部BCT(盘控器)的寄存器中，并作为该盘的性能量上报给网管盘(EMU)。
整个系统按照图1所示的流程图实现了在掉波或非掉波因素引起功率变化时的自动调整和配置功能：
发送端的网管盘将接收到的波数的信息以一定的数据格式通过背板传递给本端OSC盘(光监控盘)，在OSC盘内进行FPGA组帧，然后进行电光转换，将载着信息的光信号(1510nm)通过光监控信道传递给各个中继站的OSC盘，然后经过逆过程(光电转换，FPGA解帧)将信息送给本中继站网管盘，网管盘将此信息提取出来传递给本站内相应的光放大盘BCT并保存，该传递过程是中继站网管盘BCT和放大器BCT的通信过程，通过BCT的UD(上行数据线)和DD(下行数据线)传递实现。该过程的主要目的是把系统的波长数的信息传递给每个中继站的光放大盘，放大盘以此作为判断系统是否增减波的依据。
同时，为了保证系统既能自动调整又能手动调整，网管盘上需要增加自动调整和手动调整的控制命令(通过网管盘BCT程序实现)，当处在自动调整状态下，系统能完成对增减波或非增减波引起的功率变化的自动处理；而当系统处在手动调整状态下，操作人员可根据输入功率变化引起的告警手动的配置系统。
当系统中某站光放大盘检测到输入光功率变化达到一定值并持续一定时间后，首先判断此时从网管盘接收到的波长数是否与前一状态值相同，如果不同，说明光功率变化是系统增减信道引起的，此时报告出系统增波或减波(依据输入光变大变小而定)，系统不做任何调整，放大盘依然工作在增益锁定状态；如果波数相同，说明是非增减波因素引起的功率变化，此时报告功率升高或降低告警。在告警出现的情况下，如果系统工作在自动调整状态，则放大盘做出功率调整(调放大器前面的VOA)或增益调整的反应；反之，需人工完成调整。
适用于本发明方案的光放大盘主要有两种类型，一类是VOA+增益恒定放大器的结构；另一类是本身增益可调放大器。对于前者，在调整时需要给出输入光功率预置值，这个值可通过上面检测到的光功率变化值计算得到，计算和处理由放大盘内部的BCT完成；对于后者我们首先是把改变放大器增益做成命令的方式，然后通过串口通讯(如RS232)完成BCT对放大器的控制，同样需改变的增益值可依据输入功率变化值计算得到。
系统在自动配置情况下自动调整的过程是一个反馈的过程，直到放大盘输出光功率与告警前相同为止。
同时，在自动调整时要屏蔽后站的告警，直到调整结束为止。
总之，本发明的技术方案是以系统中的波长数为依据，以此来实现对功率变化的判断和对系统的自动调整、优化。
本发明公开的实施案例就是在WDM系统中实现系统的自动配置功能和自动功率管理，系统中放大盘分别采用了VOA+固定增益放大器和增益可变放大器两种结构，都能实现系统对其的控制。

Claims (9)

1、一种通过光监控信道传递波长数优化WDM系统功率管理的方法，包括对放大器的增益调整，其特征是对系统中总波数监测，作为功率调整的依据。
2、根据权利要求1所述的优化WDM系统功率管理的方法，其特征是由DWDM系统发端合波盘对输入的波数进行计数，并实时的将总波数作为性能量上报网管，这一过程通过合波盘内部盘控器对输入的各个信道光功率进行判断，对功率大于门限值的信道进行计数，将计数的结果存储在寄存器中，并作为该盘的性能量上报网管，端机的网管盘将此信息处理后通过光监控信道传递给后面各站的网管盘，各站网管盘将此信息提取出来通过下行数据线传递给相应的放大盘BCT模块并保存。该过程是把系统总波数的信息传递给每个中继站的放大盘，放大盘以此作为判断系统是否增减波的依据，网管上增加放大盘自动配置和手动配置的命令，完成对增减波或非增减波引起的功率变化的处理。
3、根据权利要求1或2所述的优化WDM系统功率管理的方法，其特征是通过合波盘内部检测模块的计数功能实现，具体方法是检测模块对各路光信号进行有光或无光判断，有光计数器加1，将计数的结果存储在合波盘内部BCT盘控器的寄存器中，并作为该盘的性能量上报给网管盘EMU。
4、根据权利要求1或2所述的优化WDM系统功率管理的方法，其特征是发送端的网管盘将接收到的波数的信息以一定的数据格式通过背板传递给本端OSC光监控盘，在OSC盘内进行FPGA组帧，然后进行电光转换，将载着信息的光信号通过光监控信道传递给各个中继站的OSC盘，然后经过逆过程光电转换、FPGA解帧将信息送给本中继站网管盘，网管盘将此信息提取出来传递给本站内相应的光放大盘BCT并保存，该传递过程是中继站网管盘BCT和放大器BCT的通信过程，通过BCT的上行数据线和下行数据线传递实现，把系统的波长数的信息传递给每个中继站的光放大盘，放大盘以此作为判断系统是否增减波的依据。
5、根据权利要求1或2所述的优化WDM系统功率管理的方法，其特征是，当系统中某站放大盘检测到输入光功率变化达到一定值并持续一定时间后，首先判断此时从网管盘接收到的总波数是否与前一状态值相同，如果不同，说明光功率变化是系统增减信道引起的，此时报告出系统增波或减波，系统不做任何调整，放大盘依然工作在增益锁定状态，如果波数相同，说明是非增减波因素引起的功率变化，此时报告功率升高或降低告警，在告警出现的情况下，如果系统工作状态是自动配置，则放大盘做出功率调整或增益调整的反应，反之，需人工完成配置。
6、根据权利要求2所述的优化WDM系统功率管理的方法，其特征是放大盘是VOA+固定增益放大器的结构，在调整时需要给出输入光功率预置值，这个值可通过上面检测到的光功率变化值以一定算法得到，计算和处理由放大盘内部的BCT完成。
7、根据权利要求2所述的优化WDM系统功率管理的方法，其特征是放大盘是增益可调放大器，首先是把改变放大器增益做成命令的方式，然后通过串口通讯完成BCT对放大器的控制，同样需改变的增益值可依据输入功率变化按照一定算法得到。
8、根据权利要求1或2所述的优化WDM系统功率管理的方法，其特征是系统在自动配置情况下，自动调整的过程是一个反馈的过程，直到放大盘输出光功率与告警前相同为止。
9、根据权利要求1或2所述的优化WDM系统功率管理的方法，其特征是在自动调整时要屏蔽后站的告警，直到调整结束为止。
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