CN1844965A - 色散补偿的优化方法、转发器及其在光网络中的使用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在光数据网络中优化色散补偿的方法，该网络包括两个节点、连接该两个节点的至少两条路径以及用于在该路径之间切换的装置，其特征在于该网络包括一个用于所有至少两条路径的公共可调色散补偿器(＝TDC)，在该网络使用之前，对于每一条路径，确定并存储该网络的一组优化操作参数，其中该网络的操作参数包括TDC的操作参数，以及在该网络的使用中，在切换到一条路径时，基于相应路径的该组预定操作参数，将该网络自动调整到一组初始操作参数。该方法仅需要一个简单设计的光数据网络，并且同时允许当在40吉比特/秒(或更高)的系统中切换路径时快速重建数据传送。

Description

色散补偿的优化方法、转发器及其在光网络中的使用

相关申请的交叉引用

本发明基于在先申请EP 05290767.2，在此将其通过参考引入。

技术领域

本发明涉及一种用于优化光数据网络中的色散补偿的方法，该网络包括两个节点(A，B)、至少两条连接该两个节点的路径、以及用于在所述路径之间进行切换的装置。

背景技术

在US 6,674,935中描述了这种方法。

光数据网络，例如10或40吉比特/秒(Gbit/s)的网络，用于在几百千米量级的长距离上高速地传送数据。这种网络包括节点，即用于接入网络的设备，以便于从该网络读出数据和/或将数据反馈给该网络。这些节点通过数据传送线彼此链接。节点之间的连接称作路径。通常，每一个节点连接到几个邻近的节点。

然而，当网络中的路径发生故障时可能出现问题。这种故障可能由于计划的路径去激活(deactivation)而引起，例如，以便于修改网络，或者这种故障可以是由于材料缺陷所引起的未预知的线路断开所无意产生的。网络的数据通信(traffic)不能再使用发生故障的路径，这使得整个数据通信可能发生危险。

一种保护网络不受路径故障影响的方式是1+1保护方案。在该方案中，两个节点之间的链路包括两个(或更多)完整、独立且平行的路径，在源节点处包括两个转发器，并且在接收器节点处包括两个接收器。对于相同的数据，连续且同时地使用两条路径。在路径之一发生故障的情况下，通过利用另一条路径，数据连接仍然进行而不中断。该1+1保护方案的缺点在于它需要两个设备，并且引起大量冗余数据通信。

保护网络的另一种方式是保护切换，如US 6,674,935中所述的那样。在路径故障的情况下，通信绕过该故障路径而路由。例如，如果通信常规地从节点A经由直接路径AB发送到节点B，并且所述直接路径AB发生故障，则该通信被迫经由连接到节点A和节点B的节点C。然后该通信选择一条A至C至B(＝ACB)的替代路径。

由于常规路径和替代路径之间的色散差异通常足够小，以低于接收节点处的接收机的接受窗(acceptance window)，所以已知的保护切换对于10吉比特/秒的系统适用。但是，在40吉比特/秒的系统中，残余色散的容限比用于10吉比特/秒的系统的容限几乎小16倍。因此对于接收节点处的接收器而言，常规路径和替代路径之间的色散差异通常过大。

US 6,674,935描述了用于在操作期间便于网络修改的光连接布置。光信号输入连接到光开关，并且光信号输出连接到另一个光开关。在光开关之间，定位两个光端口。在第一切换位置中，通过第一光端口和第一光纤建立信号输入和信号输出之间的链路，并且在第二切换位置中，通过第二光端口和第二光纤建立链路。可以选择性地包括更多光端口。在光端口处，可以安置色散补偿模块。光连接布置使在链路之间切换时的通信中断最小化。

所以在US 6,674,935中，使用用于常规路径和替代路径的分离的色散补偿模块。这又需要更多的昂贵设备。

因此，本发明的目的是提供一种用于在路径切换时优化40吉比特/秒(或更高)系统中的色散补偿的方法，其仅需要一种简单设计的光数据网络，并且同时在路径切换时允许数据传送的快速重新建立。

发明内容

根据本发明，通过开始所提到的方法实现该目的，其特征在于网络包括用于所有至少两条路径的公共可调色散补偿器(＝TDC)，其特征在于在网络使用之前，对于每一条路径，确定并存储一组优化的网络操作参数，其中网络操作参数包括TDC的操作参数，以及其特征在于在网络使用中，在切换到一条路径时，基于相应路径的预定的该组操作参数，将网络自动调整到一组初始操作参数。

TDC能够补偿每条路径的色散，充分允许在40吉比特/秒的系统中接收器节点处的接收器的操作。因此，所有路径可以利用一个公共TDC来操作，保持网络设计简单。

原则上，在切换之后，可以通过标准方法将TDC(以及作为整体的网络)调整到所切换到的路径，所述标准方法例如来自通过前向纠错(＝FEC)所测量的比特误码率(＝BER)的反馈。但是，这种调整所需要的时间相当长，远大于10秒。这将构成在切换时用于重建数据传送所需要的最少时间(＝恢复时间)，该时间对于许多用途而言过长。

为了使恢复时间变短，对于每条路径，确定并存储该网络的一组优化操作参数。当切换到一条新路径时，从用于该新路径的该组预定的操作参数推导一组初始操作参数，并且迅速地将网络调整到该组初始操作参数。如果一组操作参数允许推导使得该网络可立即与所述路径一起工作的一组初始操作参数，则认为该组操作参数对于路径是最优的。结果，对于在该网络内重建数据传送而言，不需要对所切换到的该路径的色散特性的测量，使得恢复时间非常短。

一组操作参数包括关于相应路径的色散特性的信息。根据本发明，通过合适的种类划分，可以将一组操作参数缩减为单个变量。

通过确定并存储用于每条路径的一组操作参数，可以使大量替代路径在网络内工作。

本发明方法的一个非常优选的变体的特征在于，在一条路径中的链路断开的情况下，该网络自动切换到处于可使用状态的另一条路径。该较短的恢复时间使得本发明方法尤其适用于这种通过保护切换的路径保护。

在本发明方法的另一个变体中，该组初始操作参数与相应路径的该组预定操作参数相同。在这种情况下，不需要推导操作即不需要计算来查找初始操作参数，从而保持该变体简单且快速地执行。

本发明方法的一个替代和优选变体的特征在于，在从第一路径切换到第二路径时，通过比较第一路径的最后一组操作参数与第一路径的该组预定操作参数来确定网络差异，并且从考虑了所确定的网络差异的第二路径的该组预定操作参数中推导第二路径的该组初始操作参数。在操作期间，网络特性会经受显著变化，例如温度的季节性变化。则对于最优的网络性能而言，网络的操作参数需要适应这些变化。该网络差异指示了当前网络特性。在切换路径的情况下，考虑网络差异使得可以推导用于所切换到的路径的更准确的初始操作参数，即，提高了紧在切换之后的网络性能。该推导可以包括利用路径长度对网络差异进行加权。

在本发明方法的优选变体中，网络的操作参数包括接收器阈值和/或接收器相位。由此，可以提高紧在切换之后的网络性能。

在其中光网络具有40吉比特/秒或更高的数据传送速率的变体中，本发明表现出优势。该变体可以仅利用一个TDC，甚至在这些数据传送速率下，以较短恢复时间来提供色散补偿。

此外的优选变体的特征在于，利用软件信号，使TDC适应于该组初始操作参数。这种适应性可尤其迅速且容易地来实现。

在本发明方法的另一个有利变体中，在路径切换时将网络调整到该组初始操作参数之后，开始用于操作参数的优化处理。尽管初始操作条件使得网络可立即工作，但这些条件会不同于最可能的操作参数，例如，由于数据传送线随时间的不平衡降级(degradation)。通过该变体，可以找到和使用更好的操作条件来提高网络性能。所述优化处理可以包括BER的FEC测量。

本发明的范围还包括一种用于光数据网络的转发器，该转发器包括至少两个端口，用于向网络的至少两条相应路径提供连接，还包括用于在端口之间进行切换的装置，其特征在于，该转发器包括一个用于所有至少两个端口的公共可调色散补偿器(＝TDC)，还包括存储装置，为每个端口存储转发器的一组预定的优化操作参数，其中转发器的操作参数包括TDC的操作参数，以及调整装置，其用于在切换到一个端口时，基于对相应端口所预定的一组操作参数，自动将转发器调整到该组初始操作参数。当执行上述本发明方法时，可以使用本发明的这种转发器。

此外，本发明的范围还包括上述本发明的转发器在具有路径保护的光网络中的使用。

从以下描述和附图，可以得到进一步的优势。根据本发明可以以任何组合来单独或共同地使用以上和以下所述的特征。不应认为所述实施方式是详尽的列举，而应认为所述实施方式是本发明描述的示例性特征。

附图说明

本发明在附图中示出。

图1表示在链路断开之前的状态中的具有根据本发明的优化色散补偿的光数据网络；

图2表示在链路断开之后的状态中的图1的光数据网络。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的具有路径保护和恢复的光数据网络1。该网络1包括三个节点A、B和C，分别通过路径AB、AC和CB彼此连接。路径长度是AB为500km，AC为300km，CB为350km。节点A、B、C适合于将数据插入网络1和从网络1读出数据。网络1可以包括另外的节点及对应的连接(未示出)。

节点A、B包括光开关2、3，用于为数据选择一条路径以从节点A传送到节点B。一般使用直接路径AB，它是节点A和节点B的最短连接。在图1所示的状态中，开关2、3处于其用于直接路径AB的较低位置处。数据传送速率是40G比特/秒。

节点B包括可调色散补偿器(＝TDC)4，其连接到开关3的右端。因此，TDC 4用于开关3的任何位置，即其中任何路径的数据通信都可以从此传送。由于TDC 4，所传送的通信在接收节点B的接收器(未示出)的接受窗内。按照本发明，在与作为其端口的开关3左连接情况下，节点B基本构成本发明的转发器。

当安装网络1时，确定用于路径AB和A至C至B(＝ACB)二者的一组优化操作参数。为此，已知路径AB具有约+100ps/nm的累积色散，并且路径ACB具有约+50ps/nm的累积色散。此外，当安装时为每条路径AB和ACB确定并记录优化的接收器阈值和相位。

当路径AB在使用中时，如图1所示，网络1的操作参数适应于该路径。具体地，选择TDC 4来补偿+100ps/nm。

在网络1的使用期限期间，在链接节点A和B的直接路径AB中可能出现链路断开5。图2中示出了这种破坏状态下的网络1。然后使用路径AC和CB将数据经由节点C重新导向。通过将光开关2、3分别切换到其导向节点C的较高位置，来完成重新导向。一检测到链路断开5，就执行该切换。同时，将网络1的操作参数调整到保护路径ACB。具体地，将TDC 4的操作参数改变为适用于补偿+50ps/nm的新初始值。在调整TDC之前不需要再次测量路径ACB的色散特性。新初始操作参数使得网络1可立即工作。

为了得到更好的网络性能，尤其是较低的BER，在网络1的使用期间可以优化网络1的操作参数。通常优化算法例如包括BER的FEC测量。由于温度变化，最佳操作条件可能发生变化。则当在路径之间切换时，应该考虑当前网络变化。

例如，就在检测到链路断开5之前，TDC 4补偿路径AB中的仅+80ps/nm的累积色散，而不是+100ps/nm。这意味着关于路径AB的累积色散，网络1的网络差异为(80ps/nm-100ps/nm)＝-20ps/nm。因此，用于路径ACB的TDC 4的初始操作参数不应该是预定的操作参数+50ps/nm，而是适应于此。假设网络差异仅是一个增加的数据，用于路径ACB的初始操作参数结果为(50ps/nm-20ps/nm)＝30ps/nm。作为安装过程的一部分，可以确定在各种路径中的网络差异之间的相关函数。当已知从其切换的路径的网络差异时，可以使用相关函数，从要切换到的路径的预定优化操作参数来计算初始操作参数。

当然，初始操作参数可以是用于对所切换到的路径的操作参数进行进一步优化的起始点，例如，使用BER的FEC测量。

Claims (10)

1.一种用于优化光数据网络中的色散补偿的方法，所述网络包括两个节点、连接所述两个节点的至少两条路径以及用于在所述路径之间进行切换的装置，其中所述网络包括一个公共可调色散补偿器，用于所有所述至少两条路径，其中在所述网络的使用之前，对于每条路径，确定并存储所述网络的一组优化操作参数，所述网络的所述操作参数包括TDC的操作参数，并且其中在所述网络的使用中，在切换到一条路径时，基于相应路径的所述一组预定操作参数将所述网络自动调整到一组初始操作参数。

2.根据权利要求1的方法，其中在一条路径中的链路断开的情况下，将所述网络自动切换到处于可使用状态的另一条路径。

3.根据权利要求1的方法，其中所述一组初始操作参数与所述相应路径的所述一组预定操作参数相同。

4.根据权利要求1的方法，其中当从第一路径切换到第二路径时，通过将所述第一路径的最后一组操作参数与所述第一路径的所述一组预定操作参数进行比较来确定网络差异，并且从考虑了所述确定的网络差异的所述第二路径的所述一组预定操作参数来推导所述第二路径的所述一组初始操作参数。

5.根据权利要求1的方法，其中所述网络的所述操作参数包括一个接收器阈值和/或一个接收器相位。

6.根据权利要求1的方法，其中所述光网络的数据传送速率为40吉比特/秒或更高。

7.根据权利要求1的方法，其中利用软件信号，使所述TDC适应于所述一组初始操作参数。

8.根据权利要求1的方法，其中在切换路径时将所述网络调整到所述一组初始操作参数之后，开始用于所述操作参数的优化处理。

9.用于光数据网络的转发器，包括至少两个端口，用于向所述网络的至少两条相应路径提供连接，还包括用于在所述端口之间进行切换的装置，其中所述转发器包括一个公共可调色散补偿器，用于所有所述至少两个端口，还包括存储装置，为每个端口存储所述转发器的一组预定的优化操作参数，其中所述转发器的所述操作参数包括所述TDC的操作参数，以及调整装置，用于在切换到一个端口时，基于对相应端口所预定的所述一组操作参数，自动将所述转发器调整到一组初始操作参数。

10.根据权利要求9的转发器在具有路径保护的光网络中的使用。

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