DE602004012339T2

DE602004012339T2 - Technik zur Leistungsregelung in optischen Netzwerken

Info

Publication number: DE602004012339T2
Application number: DE602004012339T
Authority: DE
Inventors: Tal Muzicant; David Harris
Original assignee: ECI Telecom Ltd
Current assignee: ECI Telecom Ltd
Priority date: 2003-01-14
Filing date: 2004-01-08
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2024-01-09
Also published as: US20040146306A1; EP1439646A2; EP1439646B1; IL153941A; ATE389266T1; US7242864B2; DE602004012339D1; EP1439646A3; IL153941A0

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technik zum Steuern und Regulieren des Leistungspegels von in einem optischen Telekommunikationsnetzwerk übertragenen optischen Signalen sowohl in einem Normalzustand als auch in den Fällen eines Faserbruchs und von Veränderungen der Segmentdämpfung.
Hintergrund der Erfindung
Es gibt eine Reihe von Problemen, die auf dem Gebiet der optischen Kommunikationen bekannt sind, die das Regulieren der Leistung einer optischen Mehrkanalübertragung betreffen.
Bei anspruchsvollen Netzwerkkonfigurationen können Standorte möglicherweise entweder optische Verstärker oder optische Add-Drop-Multiplexer ("OADM = Optical Add Drop Multiplexers") oder beides enthalten. Ein optischer Pfad kann entsprechend einer Benutzung durch einen Kunden an einem beliebigen Standort beginnen und enden. Beispielsweise können aufgrund der Tatsache, dass OADM zum Entfernen und Hinzufügen von optischen Kanälen fähig ist, einige Pfade an den Hinzufüge-/Entferne-(oder Add-/Drop-)-Anschlüssen des OADM beginnen oder enden und die Anzahl optischer Kanäle in Segmenten vor und nach dem OADM kann sich signifikant unterscheiden. In solchen Konfigurationen darf ein Faserbruch in einem Segment/Teil jenseits der Endpunkte eines spezifischen optischen Pfades keine Auswirkung auf die Leistungsfähigkeit eines derartigen optischen Pfades haben. Einige Steuersysteme, die eine optische Übertragung bei anspruchsvollen Netzwerkkonfigurationen handhaben, nehmen sich des obigen Problems an.
Einige der momentan verwendeten Systeme für DWDM-Netzwerke führen einen sogenannten Kanalzählmechanismus ein. Dieser Mechanismus überträgt die Anzahl aktiver Kanäle in der Verbindung an alle Verstärker in dieser Verbindung, so dass sie ihre Ausgangsleistung dementsprechend modifizieren können. Um ein Gleichgewicht in einem derartigen System aufrecht zu erhalten, sollte die bei einem bestimmten Knoten entfernte Anzahl an Kanälen ungefähr gleich der Anzahl der an diesem Knoten hinzugefügten Kanäle sein. Ein derartiger Mechanismus reagiert jedoch falsch auf Ereignisse, wie etwa einem Faserbruch in einem spezifischen Segment einer Verbindung mit OADMs ("OADMs = Optical Add Drop Multiplexers"/optische Add-Drop-Multiplexer). In der Tat verändert ein Faserbruch die tatsächliche Anzahl an Kanälen an mehr als einem aufeinanderfolgenden Knoten drastisch, so dass die Ausgangsleistung der Verstärker in der Verbindung nicht richtig eingestellt wird. Die fehlerhafte Einstellung bewirkt höchstwahrscheinlich eine Verschlechterung der optischen Leistungsfähigkeit des Systems.
Die US 6,072,601 beschreibt einen optischen Faserverstärker, der in der Lage ist, eine Anzahl tatsächlich in diesen eingegebener optischer Kanäle zu bestimmen, wodurch mittels einer Selbststeuerung sowohl optimale Betriebsbedingungen gemäß der Anzahl an Übertragungskanälen als auch eine Aufrechterhaltung der Übertragungsleistungsfähigkeit ermöglicht werden. Der optische Faserverstärker umfasst einen optischen Signalverstärker und eine Steuerschaltung. Der Steuerschaltungsabschnitt umfasst eine Abzweigschaltung, die einen Teil der übertragenen optischen Signalleistung abzweigt und extrahiert, sowie einen Kanalzähler, der einen Teil der abgezweigten optischen Signalleistung eingibt und darauf basierend die Anzahl an Kanälen der übertragenen optischen Signale zählt. Die Steuerschaltung steuert den Verstärkungsfaktor des optischen Signalverstärkers gemäß der Anzahl der an dem Kanalzähler gezählten Kanäle. Das System zählt die Kanäle auf einer Ad-hoc-Basis, ist aber nicht in der Lage, die Anzahl aktiver optischer Kanäle im Fall eines Faserbruchs vorherzusagen, was für eine Vermeidung einer schädlichen Wirkung von Übergangszeiträumen in dem Netzwerk wichtig wäre, bis der Kanalzählmechanismus aktualisiert ist.
Die WO 9921301 A1 betrifft ein Verfahren zum Steuern der Ausgangsleistung eines optischen Verstärkers in einem Knoten in einem Netzwerk, wobei die Ausgangsleistung des Verstärkers über einen Pumplaser in einer Steuerschaltung gesteuert wird. Der Knoten liest einen Überwachungskanal OSC aus, der Informationen darüber umfasst, wie der Verstärker zu steuern ist, und verwendet dann die Informationen für die Steuerung des Verstärkers. Die erwähnten Informationen umfassen die Anzahl an Kanälen, die in den Knoten kommen. Ebenfalls wird die Eingangsleistung des Verstärkers überwacht und es wird, wenn diese um mehr als einen bestimmten Schwelle verändert wird, eine weitere Veränderung der Verstärkungssteuerung zurückgehalten, bis eine verlässliche Anzahl an optischen Kanälen empfangen wird.
Die US 6,275,329 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verstärken eines optischen Signals in einem optischen Netzwerk. Das optische Verstärkungsmodul umfasst einen variablen optischen Dämpfer ("VOA = Variable Optical Attenuator"), einen optischen Verstärker und einen Controller, die miteinander und mit dem optischen Netzwerk gekoppelt sind. Der VOA dämpft das optische Eingangssignal, um ein gedämpftes Ausgangssignal zu erzeugen. Der optische Verstärker verstärkt das letztere Signal, um ein verstärktes Ausgangssignal zu erzeugen. Der Controller empfängt einige Netzwerkbetriebsparameter und überwacht auch die Leistungspegel des gedämpften und des verstärkten Signals. Auf der Basis der gemessenen Leistungspegel und der empfangenen optischen Parameter stellt der Controller den VOA so ein, dass die optische Ausgangsleistung pro Kanal auf einem konstanten Wert aufrechterhalten wird.
Keines der gegenwärtig bekannten Systeme erlaubt ein einfaches und geeignetes Anpassen der Leistungssteuerung in einem optischen Netzwerk an verschiedene Fehlerarten, beispielsweise ein adäquates Reagieren auf einen Faserbruch und/oder auf eine Faserverschlechterung aufgrund einer Faserbiegung oder einer Faseralterung.
Moderne Netzwerke, welche die Anforderungen der in diesem Gebiet akzeptierten Normen erfüllen sollen, sollten schnelle Reaktionen auf Fehler zur Verfügung stellen, um einen den Verkehr nicht beeinflussenden Betrieb sicherzustellen. Beispielsweise sollte ein Faserbruch in einer Telekommunikationsverbindung in nicht mehr als 50 ms detektiert und isoliert werden.
Gegenwärtig gibt es keine bekannten Verfahren/Systeme, die auf einfache und betriebsfähige Weise Fehler detektieren und die Leistung in einem optischen Kommunikationssystem so anpassen, dass ein Auftreten einer Faserverschlechterung nicht zu einem Ungleichgewicht des Systems führt.
Die mitanhängige Patentanmeldung des Anmelders US-2003-0046293-A1 ( WO 03/021835 A2 ) beschreibt ein Verfahren zur Echtzeitsteuerung der Leistung je optischem Kanal in einer optischen Mehrkanalkommunikationsleitung, die durch eine Gruppe optischer Elemente gebildet ist, die in einer Kette durch Fasersegmente verbunden sind, wobei das Verfahren das Berechnen, für einen bestimmten optischen Verstärker in der Leitung, eines erwarteten Gesamteingangsleistungswerts EIP ("EIP = Expected Total Input Power"), das Messen einer wirklichen Gesamteingangsleistung MIP an dem bestimmten optischen Verstärker und, wenn eine Differenz zwischen dem EIP und der MIP einen vorbestimmten Wert übersteigt, das Einstellen der Verstärkung des Verstärkers umfasst, um seine Ausgangsleistung je Kanal konstant zu halten. Der EIP-Wert wird unter Verwendung aktueller Werte der NOC ("NOC = Number of Active Optical Channels"/Anzahl aktiver optischer Kanäle) und der NOA ("NOA = Number of Preceding Optical Amplifiers in the line"/Anzahl vorhergehender optischer Verstärker in der Leitung) berechnet. Diese Lösung benötigt vorläufige Berechnungen zum Erhalten von NOC, NOA, EIP, um eine Reaktion auf Veränderungen in der Leitung bereitzustellen.
Die EP 0942 548 A2 offenbart eine Trunk- bzw. Verbindungsleitungsvorrichtung eines Wellenlängemultiplex-Kommunikationssystems, das dazu eingerichtet ist, einen Signalfehler aufgrund einer Fluktuation einer optischen Leistung in einem WDM-Kommunikationssystem zu vermeiden. Eine ein Überwachungs- und Steuerungssignal übertragende und empfangende Schaltung sendet eine Übertragungsleistungsinformation bezüglich einer durch einen Übertragungsleistungsmonitor überwachte Übertragungsleistung an eine sofort weiterverarbeitende Verbindungsleitungsvorrichtung, die sich auf einer nachgelagerten Seite der lokalen Verbindungsleitungsvorrichtung befindet. Die das Überwachungs- und Steuerungssignal übertragende und empfangende Schaltung empfängt eine Übertragungsleistungsinformation, die von einer unmittelbar vorhergehenden Verbindungsleitungsvorrichtung gesendet wurde, die sich an einer vorgelagerten Seite der lokalen Verbindungsleitungsvorrichtung befindet, und sendet die empfangene Übertragungsleistungsinformation an eine automatische Verstärkungssteuerungsschaltung. Die automatische Verstärkungssteuerungsschaltung steuert den optischen Verstärker auf der Basis der von der unmittelbar vorhergehenden Verbindungsleitungsvorrichtung empfangene Übertragungsleistungsinformation, um die Übertragungsleistung der lokalen Verbindungsleitungsvorrichtung an die Übertragungsleistung der unmittelbar vorhergehenden Verbindungsleitungsvorrichtung durch Kompensieren eines Leistungsverlustes in einem Übertragungsweg abzugleichen. Die Verbindungsleitungsvorrichtung umfasst einen Empfangsleistungsmonitor und eine Verlustberechnungsschaltung zum Berechnen eines Verlustes eines Übertragungsweges zwischen der lokalen Verbindungsleitungsvorrichtung und der unmittelbar vorhergehenden Verbindungsleitungsvorrichtung, wobei die Verlustberechnungsschaltung den Verlust des Übertragungsweges zwischen der lokalen Verbindungsleitungsvorrichtung und der unmittelbar vorhergehenden Verbindungsleitungsvorrichtung auf der Basis einer Ausgabe des Empfangsleistungsmonitors und der von der unmittelbar vorhergehenden Verbindungsleitungsvorrichtung empfangenen Übertragungsleistungsinformation berechnet.
Die oben erwähnten Dokumente sind hiermit durch Bezugnahme eingefügt.
Aufgabe der Erfindung
Es ist demnach die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System zum Steuern der Leistung in optischen Kommunikationsnetzwerken zur Verfügung zu stellen, die optische Verstärker und OADMs umfassen, die eine maximal betriebsfähige und einfache Leistungssteuerung sowohl in normalen Betriebszuständen als auch in Fehlerfällen sicherstellen.
Kurzer Abriss der Erfindung
Technischer ausgedrückt besteht die Zielsetzung darin, einen benötigten Leistungswert je Kanal für aktive Kanäle in einem optischen Netzwerk sowohl im Normalbetrieb als auch in Fällen eines Faserbruchs oder einer Faserverschlechterung aufrecht zu erhalten.
Es wurde von den Erfindern festgestellt, dass für ein Aufrechterhalten einer einmal gewählten Leistung je Kanal in einer Kette, die optische Verstärker und optische Fasersegmente umfasst, jeder Verstärker eine solche Verstärkung aufweisen muss, dass er einen Leistungsverlust auf dem vorhergehenden optischen Fasersegment (sogenannter Segmentverlust) zwischen dem Verstärker und seinem vorhergehenden Verstärker kompensieren kann. Mit anderen Worten, wenn ein Verstärker in der Kette so eingerichtet werden kann, dass er eine Verstärkung gleich dem vorhergehenden Segmentverlust aufrechterhalten kann, wird die gewählte Leistung je Kanal automatisch aufrechterhalten. Ferner sollte man sich ins Gedächtnis rufen, dass ein Leistungsverlust in einem Segment, das an einem bestimmten Verstärker eingeht, durch eine Differenz zwischen der Ausgangsleistung des vorhergehenden Verstärkers und der Eingangsleistung des bestimmten Verstärkers widergespiegelt wird.
Ein weiterer Gedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Verantwortlichkeit für das Kompensieren von Leistungsverlustveränderungen, die durch eine Verschlechterung/Verbesserung eines oder mehrerer optischer Segmente bewirkt wird, unter einer Anzahl von Verstärkern in der Kette aufzuteilen, wodurch eine richtige Reaktion der Kettenknoten auf Fälle eines Faserbruchs sichergestellt wird.
Für das Aufrechterhalten eines benötigten Leistungswertes je optischem Kanal in einer Kette optischer Knoten, die durch optische Fasersegmente verbunden sind, wobei zumindest einige der Knoten optische Verstärker mit steuerbarer Verstärkung sind, schlagen die Erfinder ein Verfahren vor, das das Durchführen einer automatischen Leistungssteuerung bei den optischen Verstärkern umfasst, und zwar auf der Basis:

– eines Erhaltens von Informationen von einem vorhergehenden Knoten in der Kette, wobei die Informationen zumindest einen Wert einer gemessenen Ausgangsleistung (MOP) des vorhergehenden Knotens widerspiegeln,
– eines Messens der Eingangsleistung (MIP) an dem folgenden Knoten,
– eines Erhaltens einer Differenz zwischen der MOP des vorhergehenden Knotens und der MIP des folgenden Knotens, um den exakten Segmentverlust zwischen den zwei Knoten zu berechnen, wobei

Es sollte festgehalten werden, dass die Kenntnis der exakten Anzahl an Kanälen, die in dem vorhergehenden Segment aktiv sind, für das vorgeschlagene Verfahren unwichtig ist, d. h. wann immer eine Eingangsleistung an einem Knoten auftritt, wird sie mit der Verstärkung verstärkt, die als Antwort auf den Segmentverlust (der Differenz zwischen MOP und MIP) gesteuert wird. Gleichfalls wird, in dem Fall, dass eine Leistungsverlustveränderung vor dem optischen Verstärker auftritt (beispielsweise entweder ein übermäßiger Leistungsverlust aufgrund der Faserverschlechterung oder -biegung oder im Gegenteil eine Verbesserung der Faserübertragungsparameter aufgrund eines Entbiegens der Faser), die Verstärkung des Verstärkers entsprechend und automatisch aufgrund der Veränderung in der Differenz zwischen MOP und MIP verändert.
Das vorgeschlagene Verfahren ist demnach vorteilhaft gegenüber den bekannten Techniken, beispielsweise gegenüber denjenigen, die eine Kenntnis der Anzahl aktiver optischer Kanäle (NOC) für das Berechnen der für diesen Fall geeigneten Ausgangsleistung benötigen. Die Vorteile des Verfahrens sind:

1. Das Verfahren ermöglicht eine automatische Konfiguration der Verstärkerkette durch einfaches Verbinden der Faser. Nach einem Durchführen einer anfänglichen Kalibration der benötigten Ausgangsleistung je Kanal an dem ersten Verstärker in der Kette müssen alle anderen Verstärker in der Kette lediglich mit der Faser verbunden werden, und sie kalibrieren sich automatisch auf die richtigen Verstärkungswerte. Dies befreit das Netzwerkeinrichtungspersonal von der Notwendigkeit, das Netzwerk wiederholt dadurch zu kalibrieren und neu zu kalibrieren, indem es von Standort zu Standort mit der gesamten benötigten Überwachungsausrüstung geht, bis das Netzwerk stabilisiert ist.
2. Automatische Verstärkungssteuerung ohne Berechnen von NOC ("NOC = Number of Channels"/Anzahl an Kanälen), eine derartige Verstärkungssteuerung ermöglicht auch das Verfolgen und Kompensieren von Faserproblemen;
3. einfaches Kommunikationsprotokoll, bei dem ein (maximal zwei) Parameter von einem Knoten zu einem anderen übertragen werden;
4. die übertragenen Parameter bieten eine einfache und zuverlässige Information;
5. Echtzeithandhabung von Fällen eines hinzugefügten/entfernten Kanals, Faserverschlechterung, etc.

Wie bereits erwähnt wurde, wird, wenn sich ein Leistungsverlust vor einem optischen Verstärker verändert, die Verstärkung des Verstärkers verändert, um entweder die durch die Verschlechterung bewirkte übermäßige Signaldämpfung oder (andererseits) den übermäßigen Signalzuwachs aufgrund einer Verringerung der Dämpfung lediglich auf das Empfangen einer aktualisierten Information bezüglich der Ausgangsleistung des vorhergehenden Knotens zu kompensieren, um zu verifizieren, dass sich die Dämpfung tatsächlich verändert hat.
In einer derartigen Kette kann es jedoch vorkommen, dass einer oder mehrere der Verstärker nicht in der Lage sind, die volle Kompensation auf den vorhergehenden Segmentverlust zur Verfügung zu stellen, und zwar aus verschiedenen Gründen, einschließlich:

a) der dem Verstärker vorhergehende Segmentverlust ist größer als die maximale Verstärkung, zu der der Verstärker in der Lage ist;
b) ein Verstärker mit anderen Spezifikationen (zum Beispiel weniger Ausgangsleistung);
c) ein fehlerhafter Verstärker.

In solchen Fällen sollten Knoten, die einem solchen Verstärker folgen, dazu veranlasst werden und dazu in der Lage sein, bei der Aufgabe des Kompensierens des Segmentleistungsverlustes in der Kette teilzunehmen, wodurch die Leistungssteuerung je Kanal in der Kette sichergestellt wird.
Eine weitere Komplikation kann sich dadurch ergeben, dass die Kette nicht nur optische Verstärker, sondern auch einen oder mehrere OADMs ("OADMs = Optical Add Drop Multiplexers"/Optische Add-Drop-Multiplexer) umfasst. Ein zwischen zwei Verstärkern positionierter OADM führt seine eigene Einfügedämpfung (oder sogenannte Durchgangskanaldämpfung TCA, "TCA = Through Channel Attenuation") in das Fasersegment ein und kann die aktive Anzahl an Kanälen in dem Segment verändern, da die Anzahl an entfernten Kanälen manchmal nicht gleich der Anzahl an hinzugefügten Kanälen ist.
Man sollte die Kette als eine Aufeinanderfolge optischer Elemente (Knoten), die vorzugsweise optische Verstärker, einen oder mehrere OADM und möglicherweise andere passive optische Netzwerkelemente beinhalten, auffassen, die durch optische Fasersegmente verbunden sind und zwischen zwei Endpunkte geschaltet werden, um eine optische Mehrkanalübertragung über die Kette sicherzustellen.
Es sollte festgehalten werden, dass das Verfahren vorzugsweise einen Schritt einer vorläufigen Kalibration der Leistung je optischem Kanal an dem ersten Verstärker in der Kette umfasst; Verfahren zur Kalibration sind dem Fachmann bekannt und werden nicht im Rahmen dieser Patentanmeldung erläutert.
Das vorgeschlagene Verfahren kann durch ein Durchführen der folgenden Schritte für einen Zwischenknoten "i" der Kette implementiert werden:
Erhalten von Informationen über zwei Parameter MOP(i – 1) und ΔPL(i – 1) von dem vorhergehenden Knoten "i – 1", wobei MOP(i – 1) die gemessene Ausgangsleistung des vorhergehenden Knotens und ΔPL(i – 1) der Leistungsverlust ist, der an dem vorhergehenden Knoten nicht kompensiert worden ist;
Messen des Parameters MIP(i), der die gemessene Eingangsleistung des Knotens "i" ist,
Verarbeiten der Parameter MOP(i – 1), ΔPL(i – 1) und MIP(i), um einen nicht kompensierten Leistungsverlust, kumuliert vor dem Knoten "i", zu erhalten: NCPLi = ΔPLi – 1 + (MOPi – 1 – MIPi);in dem Fall, dass der Knoten "i" ein optischer Verstärker ist, Steuern dessen Verstärkung, um zumindest teilweise den erhaltenen, nicht-kompensierten Leistungsverlust vor dem Knoten "i" (NCPLi), zu kompensieren,
Erzeugen zweier Parameter MOPi und ΔPLi zur Verwendung für den nächsten Knoten "i + 1", wobei MOPi die gemessene Ausgangsleistung des Knoten "i" und ΔPLi der Leistungsverlust ist, der nicht an dem Knoten "i" kompensiert worden ist.
Die Vorgänge des Erhaltens der Informationen von MOP und der Verstärkungs-Steuerung können auf der Basis einer periodischen Überwachung und eines Verwendens von vorausgewählten Grenzwerten durchgeführt werden, um eine übermäßige Empfindlichkeit des Systems zu verhindern. Beispielsweise können Werte von MOP periodisch gemessen werden, um zu bestätigen, dass es einen nützlichen MOP gibt und, öfter kann in Fällen, in denen sich nur der MOP über einen vorausgewählten Grenzwert ändert, die Verstärkung eines Knotens unverändert gelassen werden, wenn die Veränderung des Leistungsverlustes NCPLi zwischen zwei aufeinander folgenden Überwachungssitzungen nicht mehr als ±0,5 dB beträgt. Darüber hinaus kann optional eine sogenannte Fernhaltezeit gewählt werden, um eine Reaktion des Knotens zu verzögern, um die Veränderungen erneut zu überprüfen, wodurch übermäßige Fluktuationen in der Kette vermieden werden.
Aufgrund der Tatsache, dass Verstärker der Kette jegliche Leistungsverlustveränderungen (wenn sie auftreten) kompensieren, stellt das vorgeschlagene Verfahren sicher, dass auf beliebige Veränderungen in einer Anzahl optischer Kanäle automatisch reagiert wird, ohne die Anzahl an Kanälen zu berechnen. Mit anderen Worten, das Verfahren ermöglicht auf eine vorausgehende Kalibration der Leistung je Kanal in der Kette ein automatisches Bewahren der kalibrierten Leistung je Kanal, auch in Fällen, in denen optische Kanäle hinzugefügt/entfernt werden, sodass die Anzahl an Kanälen in einigen Segmenten der Kette sich ändert. Eine Reaktion der Knoten hängt tatsächlich von der Eingangsleistung ab, die zu der Ausgangsleistung des vorhergehenden Knotens proportional ist, ungeachtet einer Anzahl an eingehenden Kanälen, da jegliche Veränderungen in der Segmentdämpfung, sollten diese das richtige Verhältnis verzerren, kompensiert werden würden.
Die erwähnten Informationen (Nachrichten) betreffend die Leistungsverlustwerte können zwischen den Knoten gesendet werden und werden vorzugsweise über OSC ("OSC = Optical Supervisory Channel"/Optischer Überwachungskanal) übertragen. Die Kommunikation kann jedoch durch andere Daten befördernde Mittel organisiert werden, beispielsweise in einer zentralisierten Weise über ein NMS ("NMS = Network Management System"/Netzwerkverwaltungssystem), das auch die Verarbeitung durchführen kann.
Wenn Verstärker mit unterschiedlichen Parametern in dem Netzwerk verwen det werden (etwa angenommen, die Verstärker stellen unterschiedliche Werte für die maximale Ausgangsleistung zur Verfügung und haben unterschiedliche Verstärkungen) und wenn ein spezifischer Wert für die Leistung je Kanal an einem bestimmten Knoten benötigt wird, können zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden.
Für eine zusätzliche Steuerung der Verstärkerkette kann ein ergänzender lokaler Parameter für jeden Verstärker verwendet werden. Wenn beispielsweise ein Knoten, der ein optischer Verstärker ist, die Leistung je Kanal relativ zu der Leistung je Kanal an dem Ausgang des vorhergehenden Verstärkers hinzufügen/reduzieren soll, kann dessen Verstärkung durch einen bestimmten zusätzlichen Verstärkungswert ΔGV relativ zu der Segmentdämpfung verändert werden, die er kompensiert.
In diesem Fall umfasst der Schritt des Steuerns der Verstärkung des Verstär kers das Verändern derselben in seinem Dynamikumfang, so dass er zumindest teilweise eine Verstärkungssumme (NCPLi ± ΔGV) abdeckt und
der Schritt des Erzeugens des Parameters ΔPLi umfasst das Berücksichtigen, dass ΔPLi gleich einem Teil der Verstärkungssumme ist, die nicht von der Veränderung der Verstärkung des Verstärkers abgedeckt ist.
Wie bereits erwähnt wurde, kann die Kette nicht nur Knoten umfassen die Verstärker sind, sondern auch Knoten, die OADMs sind.
Wenn der Knoten "i" ein OADM ist, der nicht in der Lage ist, eine Leistungsverlustkompensation zur Verfügung zu stellen, wird der Parameter ΔPLi als gleich dem Wert NCPLi + TCA berücksichtigt, wobei TCA eine Durchgangskanaldämpfung oder eine interne Dämpfung des OADM ist.
Es gibt eine neue Anforderung, die durch die Erfinder aufgestellt wird und vorzugsweise in der vorgeschlagenen Technik als ein zusätzlicher Schritt implementiert ist:
Einstellen der Leistung von Hinzufügekanälen des OADM, der der Knoten (i) ist, als Antwort auf NCPLi (nicht-kompensierter Leistungsverlust) vor dem OADM.
Die Leistung der Hinzufügekanäle der OADMs sollte einmal zu Anfang der Arbeit kalibriert werden und dann eingestellt werden, wenn ein nicht-kompensierter Leistungsverlust sich vor einem bestimmten OADM akkumuliert.
Gemäß einer bevorzugten Version des Verfahrens umfasst der Schritt des Einstellens der Leistung von Hinzufügekanälen des OADM das Vergleichen des erhaltenen Wertes für NCPLi mit einem Referenzwert von NCPLi. Vorzugsweise ist der Referenzwert von NCPLi der Wert NCPLi(t – 1), der in einer vorhergehenden Überwachungssitzung erhalten worden ist.
Eine Einstellung der Hinzufügekanäle muss auch unter Verwendung vorausgewählter Grenzwerte und basierend auf einer periodischen Überwachung zur Verfügung gestellt werden. Wenn beispielsweise die Differenz NCPLi – NCPLi(t – 1) nicht mehr als ±1 dB beträgt, ist keine Einstellung zu den Zeitpunkten nötig, wenn dies vermutet wird.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren auch die folgenden Schritte, wenn ein Faserbruch in einem bestimmten Fasersegment detektiert wird:

– wenn der Faserbruch an dem eingehenden Fasersegment eines Knotens detektiert wird, der ein Verstärker ist, Abschalten desselben und Senden eines LOS-Signals ("LOS = Loss of Signal"/Signalverlust) anstelle von MOP;
– wenn der Faserbruch an dem eingehenden Fasersegment eines Knotens detektiert wird, der ein OADM ist, Belassen seiner Hinzufügekanäle wie bei der vorausgehenden Überwachungssitzung eingestellt.

Das Bestimmen des Zustands des Faserbruchs kann beispielsweise auf dem Messen von MIP < MIPmin basieren.
Es ist klar, dass, wenn der Faserbruch vor einem Verstärker detektiert wird, aber nicht in seinem eingehenden Fasersegment, sich ein solcher Verstärker entweder abschaltet, wenn er ein LOS von dem vorhergehenden Verstärker empfängt, oder auf der Basis einer MOP agiert, die er von dem vorhergehenden OADM oder von einem Verstärker, der dem OADM folgt, empfangen hat.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird auch ein System zur Verfügung gestellt, das in der Lage ist, eine benötigte Leistung je optischem Kanal in einer optischen Kette gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren aufrecht zu erhalten, indem es eine automatische Verstärkungssteuerung an einem beliebigen optischen Verstär ker der Kette durchführt, um einen Segmentverlust in einem Fasersegment zu kompensieren, das dem optischen Verstärker vorhergeht.
Beispielsweise kann ein System zum Aufrechterhalten eines benötigten Wertes für eine Leistung je optischem Kanal in einer Kette optischer Knoten, die durch optische Fasersegmente verbunden sind, wobei zumindest einige der Knoten optische Verstärker mit steuerbaren Verstärkungen sind, in der Lage sein, eine automatische Verstärkungssteuerung an den optischen Verstärkern durchzuführen und betriebsfähig sein, um:

– Informationen von einem vorhergehenden Knoten in der Kette zu erhalten, wobei die Informationen zumindest einen Wert der gemessenen Ausgangsleistung (MOP) an dem vorhergehenden Knoten widerspiegeln,
– die gemessene Eingangsleistung (MIP) an dem folgenden Knoten zu messen,
– eine Differenz zwischen MOP und MIP zu erhalten, um den Segmentverlust zu berechnen,

In einer bestimmten Ausführungsform wird ein System zur Leistungssteuerung in einer optischen Kette vorgeschlagen, die mittels optischer Fasersegmente verbundene Knoten umfasst, wobei die Knoten optische Verstärker, die Verstärkungen, die innerhalb ihrer jeweiliger Dynamikumfänge steuerbar sind, besitzen, und einen oder mehrere optische Add-Drop-Multiplexer (OADM) umfassen, die in der Lage sind, eine Leistung von Hinzufügekanälen gemäß einer Leistung von eingehenden Kanälen zu regulieren, wobei ein Zwischenknoten "i" betriebsfähig ist, um:
Informationen über zwei Parameter MOPi – 1 und ΔPLi – 1 von dem vorhergehenden Knoten "i – 1" zu erhalten, wobei MOPi – 1 die gemessene Ausgangsleistung des vorhergehenden Knotens und ΔPLi – 1 der Leistungsverlust ist, der an dem vorhergehenden Knoten nicht kompensiert worden ist;
den Parameter MIPi zu messen, der die gemessene Eingangsleistung des Knotens "i" ist,
die Parameter MOPi – 1, ΔPLi – 1 und MIPi an dem Knoten "i" zu verarbeiten, um einen nicht-kompensierten Leistungsverlust zu erhalten, der vor dem Knoten "i" akkumuliert worden ist: NCPLi = ΔPLi – 1 + (MOPi – 1 – MIPi);in dem Fall, dass der Knoten ein optischer Verstärker ist, seine Verstärkung innerhalb seines Dynamikumfangs zu steuern, um zumindest teilweise den erhaltenen nicht-kompensierten Leistungsverlust, der vor dem Knoten "i" (NCPLi) akkumuliert worden ist, zu kompensieren,
zwei an den nächsten Knoten "i + 1" zu sendende Parameter MOPi und ΔPLi zu erzeugen, wobei MOPi die gemessene Eingangsleistung des Knotens "i" und ΔPLi der Leistungsverlust ist, der nicht an dem Knoten "i" kompensiert worden ist,
wobei das System dadurch eine verteilte Kompensation von Leistungsverlustveränderungen ermöglicht, die in einem oder mehreren der optischen Fasersegmente aufgetreten sind.
Wie bereits erwähnt wurde, ist der Zwischenknoten, der ein optischer Verstärker ist, betriebsfähig, den nicht-kompensierten Leistungsverlust durch das Steuern der Verstärkung des Knotens zu kompensieren.
Wenn jedoch der Verstärker einen spezifischen Ausgangsleistungswert in seinem Dynamikumfang zur Verfügung stellen soll, kann ein System in der Lage sein, einen zusätzlichen Verstärkungswert ΔGV an einem bestimmten Verstärkungsknoten voreinzustellen. Der Knoten ist dann betriebsfähig, die Verstärkung des Verstärkers zu steuern (üblicherweise zu erhöhen), um zumindest teilweise eine Verstärkungssumme (NCPLi + ΔGV) abzudecken, und ist betriebsfähig, den Parameter ΔPLi zu erzeugen, der gleich einem Teil der nicht durch die Veränderung (üblicherweise den Anstieg) der Verstärkung des Verstärkers abgedeckten Verstärkungssumme ist.
Die Erfindung wird detaillierter im weiteren Fortgang der Beschreibung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf folgenden nicht beschränkenden Zeichnungen weiter beschrieben, in denen:
1 ein schematisches Ablaufdiagramm der Leistungssteuerung in einer optischen Kette auf der Basis einer Version des vorgeschlagenen Verfahrens mit Weiterleiten von Nachrichten über die optische Kette veranschaulicht.
2 eine beispielhafte optische Kette und eine geeignete Weise zum Steuern der Leistung in der Kette unter Verwendung des vorgeschlagenen Verfahrens veranschaulicht.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Um die Erfindung detaillierter zu erklären, betrachte man zwei beliebige benachbarte Knoten in der optischen Kette. Es gäbe den ersten oder vorhergehenden Knoten und den zweiten oder den gegenwärtigen Knoten. Jeder der Knoten ist entweder ein optischer Verstärker oder ein OADM. Der erste Knoten empfängt ein optisches Signal von einem vorhergehenden Knoten über ein erstes optisches Segment und ist mit dem zweiten Knoten über ein zweites optisches Segment verbunden. Wie erwähnt, können beliebige der Knoten einen Verstärker mit eigener Verstärkung, die bis zu seiner maximalen Verstärkung reguliert werden kann, oder einen OADM bilden, der keine Verstärkung besitzt, während er eine Fähigkeit zum Regulieren der Leistung von Hinzufügekanälen gemäß der Leistung eingehender Kanäle besitzt. Eine wirkliche Kette kann passive Elemente umfassen, die sowohl die Informationskanäle als auch die Überwachungskanäle der optischen Übertragung einfach durchreichen; derartige Elemente werden als Teile der optische Fasersegmente und nicht der Knoten betrachtet. Knoten können entweder eingebettete Prozessoren aufweisen oder einen zentralen Prozessor verwenden.
Der erste Knoten sollte in der Lage sein, zwei Arten von Nachrichten an den zweiten Knoten (oder an einen zentralen Prozessor, der etwa an dem NMS angeordnet sein kann) zu senden:

a) eine Nachricht über die gemessene Ausgangsleistung (MOP1) an dem Ausgang des ersten Knotens;
b) eine Nachricht über eine Veränderung des Leistungsverlustes (ΔPL1), die nicht an dem ersten Knoten korrigiert worden ist, wobei die Bedeutung dieser Nachricht die folgende ist: ΔPL1 ≠ 0, wenn sich ein Leistungsverlust vor dem ersten Knoten verändert hat (angenommen, aufgrund der Faserverschlechterung), aber der erste Knoten, der ein Verstärker ist, nicht in der Lage war, dies durch die Veränderung seiner Verstärkung zu kompensieren (überhaupt oder vollständig), ΔPL1 ≠ 0, wenn der erste Knoten, der ein Verstärker ist, seine Verstärkung verändern musste (etwa um einen zustäzlichen Verstärkungswert ΔGV1 zur Verfügung zu stellen), aber nicht in der Lage war, seine Verstärkung so zu erhöhen, dass er sowohl die benötigte zusätzliche Verstärkung zur Verfügung stellt, als auch die Leistungsverlustveränderung kompensiert, die vor dem ersten Knoten aufgetreten ist, ΔPL1 ≠ 0, wenn die Leistungsverlustveränderung vor dem ersten Knoten stattgefunden hat, aber der erste Knoten, der ein OADM ist, dies nicht korrigieren konnte; ΔPL1 = 0, wenn die Leistungsverlustveränderung und/oder die Anforderung nach einem zusätzlichen Verstärkungswert entweder nicht für den ersten Knoten existieren oder nachfolgend an dem ersten Knoten kompensiert/erfüllt wurden.

Der zweite Knoten mit seinem Prozessor (oder der zentrale Prozessor an dem NMS) sollte betriebsfähig sein, um:

a) die Nachrichten von dem ersten Knoten zu empfangen und die Eingangsleistung (gemessene Eingangsleistung MIP2) an dem Eingang des zweiten Segments für den zweiten Knoten zu messen;
b) die Differenz MOP1 – MIP2 zu erhalten, wodurch der tatsächliche Leistungsverlust an dem zweiten Segment erhalten wird;
c) den Wert NCPL2 = [ΔPL1 + (MOP1 – MIP2)] zu erhalten, welcher der an dem zweiten Knoten zu kompensierende Leistungsverlust ist;
d) einen zusätzlichen Verstärkungswert ΔGV zu berücksichtigen, wenn dieser für den zweiten Knoten, der ein Verstärker ist, notwendig ist, indem man eine Verstärkungssumme GS erhält: GS = NCPL2 + ΔGV2 = [ΔPL1 + (MOP1 – MIP2)+ ΔGV2]
e) optional kann der Prozessor (des Knotens oder der zentrale Prozessor) die Differenz NCPL2 mit dem Wert [NCPL2]t – 1 vergleichen, wodurch man die tatsächliche Veränderung des Leistungsverlustes an dem zweiten Segment erhält, wenn diese auftritt, entweder zum Erzeugen von Alarmen oder zum Einstellen von OADM-Hinzufügekanälen;
f) wenn der zweite Knoten ein Verstärker ist, folgendes zumindest teilweise sicherzustellen: eine Kompensation des gesamten Leistungsverlustes, der bis zu dem zweiten Knoten akkumuliert ist, und die notwendige Veränderung der Verstärkung [ΔPL1 + (MOP1 – MIP2 + ΔGV2)] = GS, alles durch die Verstärkungssteuerung;
g) wenn der zweite Knoten ein OADM ist, ein Einstellen der Hinzufügekanäle um den Wert [ΔPL1 + (MOP1 – MIP2)] – [ΔPL1 + (MOP1 – MIP2)]t – 1 sicherzustellen, um die Leistung je Kanal der Hinzufügekanäle mit der des Eingangskanals abzugleichen;
h) wenn der zweite Knoten ein Verstärker ist, ein Übertragen des Teils der Verstärkungssumme, der nicht kompensiert/sichergestellt werden konnte (entweder aufgrund der Tatsache, dass der Knoten ein OADM ist oder aufgrund der Verstärkungsgrenze des Knotenverstärkers) von dem zweiten Knoten als eine Nachricht (ΔPL2) zu dem nächsten Knoten (oder zu dem Zentralprozessor) sicherzustellen;
i) wenn der zweite Knoten ein OADM ist, ΔPL2 = [ΔPL1 + (MOP1 – MIP2) + TCA],
j) eine Übertragung des gemessenen Wertes der Ausgangsleistung des zweiten Knotens als eine Nachricht MOP2 zu dem nächsten Knoten (oder zu dem zentralen Prozessor) sicherzustellen.

Es sollte festgehalten werden, dass im einfachsten Fall das Verfahren zum Aufrechterhalten der benötigten Leistung je Kanal auf eine optische Kette angewandt wird, bei der die Knoten lediglich optische Verstärker sind. In diesem einfachsten Fall kann der Parameter ΔPL entweder nicht übermittelt oder vernachlässigt werden, TCA = 0, ΔGV kann ebenfalls gleich 0 sein, so dass die Verstärkung jedes Knotens auf der Basis der folgenden Verstärkungssumme gesteuert wird: GS = MOP(i – 1) – MIP(i), mit anderen Worten, als Antwort auf den tatsächlichen Segmentverlust.
Der oben beschriebene Algorithmus kann grafisch veranschaulicht werden.
1 ist ein schematisches Ablaufdiagramm, das den Algorithmus des Verarbeitens darstellt, der in einem eingebetteten Controller Ci des Knotens (i) durchgeführt wird.
Das Feld 10 des Ablaufdiagramms stellt fest, dass der Controller Ci des Knotens (i), der die gleiche Struktur sowohl bei Verstärkern als auch bei OADMs besitzt, über die folgenden Parameter informiert werden sollte:

Gi max: – maximaler Verlust des Knotens (wenn der Knoten ein Verstärker ist), und
Gi min: – minimaler Verlust des Verstärkers;
ΔPL(i – 1): – übermäßiger Leistungsverlust, der nicht an dem vorhergehenden Knoten (i – 1) korrigiert wurde;
MIP(i): – gemessene Eingangsleistung an dem Knoten (i);
MOP(i – 1): – gemessene Ausgangsleistung an dem vorhergehenden Knoten (i – 1);
ΔGVi: – zusätzlicher Verstärkungswert, der von dem Knoten (i) in dem Fall benötigt wird, dass er ein Verstärker ist; für OADM ist ΔGvi immer Null.
TCAi: – Durchgangskanaldämpfungswert für den Knoten (i) in dem Fall, dass er ein OADM ist; für Verstärker, TCAi = 0.
(NCPLi)ref: – ein Referenzwert, der aus der nachfolgenden Beschreibung verständlich wird.

Die Parameter MOP(i – 1) und ΔPL(i – 1) werden von dem vorhergehenden Knoten vorzugsweise über den optischen Überwachungskanal empfangen. Der Parameter MIP(i) wird an dem Knoten "i" gemessen. Alle verbleibenden Parameter sind für den Knoten "i" eindeutig und werden entweder anfangs (TCA, Gmax, Gmin, ΔGVi) eingegeben oder während des Betriebs (ΔGVi, NCPLiref) aktualisiert.
Das Feld 12 veranschaulicht einen Betrieb, der an dem Controller Ci durchgeführt wird, um den Leistungsverlust zu bestimmen, der in der optischen Kette vor dem Knoten (i) stattgefunden hat: sowohl in dem dem Knoten (i) vorhergehenden Segment und angezeigt als [(MOPi – 1 – MIPi)] als auch vor diesem Segment (angezeigt als ΔPL(i – 1)). Der Gesamtleistungsverlust vor dem Knoten (i) ist als NCPLi (nicht-kompensierter Leistungsverlust) markiert und ergibt sich aus: NCPLi = ΔPLi – 1 + (MOPi – 1 – MIPi);
Dieser nicht kompensierte Leistungsverlust sollte ferner durch die Verstärkung des Knotens kompensiert werden, wenn es ein optischer Verstärker ist. Dieser Wert kann auch als Referenz (NCPLI)ref bei der nächsten Überwachungssitzung verwendet werden.
Um für einen Fall vorbereitet zu sein, dass ein bestimmter zusätzlicher Verstärkungswert ΔGVi angefordert wird, um einen spezifischen Ausgangsleistungswert an dem Knoten (ΔGVi ≠ 0 nur für Verstärker) zur Verfügung zu stellen, berechnet der Controller eine sogenannte Verstärkungssumme GSi wie folgt in Feld 14: GSi = NCPLi + ΔGVi
Mit anderen Worten, wenn ΔGV nicht 0 ist, bestimmt das Feld 14 die Gesamtverstärkung GS, die an dem Knoten wünschenswert wäre (wenn es ein Verstärker ist), sowohl um die Leistungsverluste zu kompensieren als auch um die benötigte Ausgangsleistung sicherzustellen.
Wie zuvor festgestellt wurde, ist der Knoten in unserem Konzept entweder ein Verstärker mit seiner steuerbaren Verstärkung oder ein OADM, der in der Lage ist, die Leistung seiner Hinzufügekanäle einzustellen.
Die Felder 16, 18 klären die Art des Knotens, und in dem Fall, dass der Knoten ein Verstärker ist, überprüfen die Felder 20, 22, 24, ob die Verstärkungssumme GSi an dem Knoten (i) durch Einstellen seiner Verstärkung Gi abgedeckt werden kann und ziehen seine maximale Verstärkung Gi max und seine minimale Verstärkung Gi min in Betracht. Wenn die Verstärkungssumme GSi durch Steuern der Verstärkung des Verstärkers abgedeckt wurde, sendet der Knoten (i) an den nächsten Knoten (i + 1) eine Nachricht, dass ΔPLi = 0 (Feld 26) und eine Nachricht über den Wert der gemessenen Ausgangsleistung MOPi an dem Knoten (Feld 28). Wenn die Verstärkungssumme GSi teilweise oder vollständig durch die Veränderung der Verstärkung der Knoten nicht kompensiert worden ist, wird der nicht abgedeckte Teil der GSi, der jetzt ΔPLi genannt wird (Feld 30) in einer an den nächsten Knoten gesendete Nachricht anzeigt (Feld 32). Es sollte festgehalten werden, dass der Wert von ΔPLi entweder positiv oder negativ sein kann in Abhängigkeit von den Leistungsverlustveränderungen, die in der Kette stattgefunden haben, und in Abhängigkeit von ΔGVi.
In dem Fall, dass der Knoten ein OADM ist, ist die Leistung der Hinzufügekanäle (wenn es welche gibt) um den Wert von (NCPLi)t – 1 – (NCPLi) so einzustellen (Feld 34, d. h. um die Veränderung der Leistung, die vor dem OADM seit der Zeit der letzten Überwachungssitzung stattgefunden hat), dass sie in ihrer Leistung gleich den Durchgangskanälen sind.
In dem Fall, dass der Knoten ein OADM ist, wird der Wert ΔPLi auch an den nächsten Knoten gesendet, aber er ist aus dem Wert des vorhergehenden (ΔPL)i – 1, dem Leistungsverlust an dem eingehenden Segment (MOPi – 1 – MIPi) und der internen Dämpfung des OADM (TCA) (Felder 36 und 38) zusammengesetzt. Selbstverständlich wird der Wert der gemessenen Ausgangsleistung MOPi auch an den nächsten Knoten (Feld 28) gesendet, wobei alle Nachrichten werden vorzugsweise über den optischen Überwachungskanal OSC weitergeleitet werden.
Alle Einstellungen (der Verstärkung des Verstärkers oder der Leistung der Hinzufügekanäle) werden üblicherweise auf der Basis von vorausgewählten Grenzwerten nach dem Ablaufen vorher bestimmter Freihaltezeitintervalle durchgeführt.
Es sollte festgehalten werden, dass das Ablaufdiagramm der 1 Vorgänge veranschaulicht, die an dem Knoten-Controller durchgeführt werden. Ähnliche Vorgänge jedoch können an einem zentralen Controller/Prozessor abgehalten werden.
Das Verfahren, wie es ist, umfasst eine vorausgehende Kalibration der Leistung je Kanal in der Kette, einschließlich einer Leistungskalibration der OADM-Hinzufügekanäle.
Die folgende Beschreibung stellt unter Bezugnahme auf 2 ein qualitatives Beispiel dar, das das oben beschriebene Prinzip veranschaulicht.
2 zeigt eine Netzwerkkette 110, die aus einer Anzahl an Knoten zusammengesetzt ist, einschließlich Verstärkern 112, 114, 116 und einem OADM 118, der zwischen die Verstärker 114 und 116 geschaltet ist. Die Knoten sind durch optische Segmente 111, 119 und 121 verbunden; die optischen Segmente übertragen einen optischen Überwachungskanal OSC, mit 113, 123 bzw. 125 markiert. Der OSC wird zum Übertragen von verschiedenen Arten von Nachrichten zwischen den Knoten verwendet. Gemäß der Erfindung überträgt der OSC die folgenden zwei Nachrichten von einem vorhergehenden Knoten zu einem momentanen Knoten: MOP(i – 1) ist die Nachricht über den Wert der Ausgangsleistung des vorhergehenden Knotens (i – 1) und ΔPLi – 1 ist die Nachricht über den Segmentleistungsverlust, der nicht an dem Knoten (i – 1) korrigiert worden ist.
Jeder der Knoten ist mit einer Überwachung (M) der Eingangsleistung versehen, die in der Lage ist, den Parameter MIP ("MIP = Measured Input Power"/gemessene Eingangsleistung) an diesem bestimmten Knoten zu messen. In diesem Beispiel umfasst jeder Knoten seinen eigenen Controller (C), der in der Lage ist, die Ablesewerte der Überwachung M und die Nachrichten (MOP, ΔPL) zu empfangen und zu verarbeiten, die über den OSC von dem vorhergehenden Knoten gesendet wurden.
Es sei angenommen, die Verstärkung des Verstärkers 112 ist gleich 20. Wenn die Eingangsleistung des Verstärkers 112 (MIP112) gleich –5 dBm ist, wird dessen Ausgangsleistung (MOP112) gleich +15 dBm sein. Es sei angenommen, dass keine gültige Nachricht ΔPL an dem Knoten 112 von dem vorhergehenden Knoten empfangen worden ist, sodass es keinen nicht-korrigierten Leistungsverlust an dem Knoten 112 gibt, und dass der OSC 113 zwei Nachrichten von dem Knoten 112 überträgt: eine über den Wert von MOP12 (= 15 dBm) und die andere Nachricht ist PL112 (= 0). Die Überwachungssitzung kann periodisch organisiert werden, etwa einmal alle 5 ms.
Es sei nun angenommen, dass das Segment 111 momentan den Leistungsverlust PL = 25 dB aufweist, was mehr als der vorhergehend erhaltene Wert PL(t – 1) = 24 dB ist. Es sei angenommen, dass die Faser gebogen wurde, was tatsächlich die Faserdämpfung erhöht hat. Dies wird an der Veränderung der an dem Verstärker 114 gemessenen Eingangsleistung (–10 dBm) „gefühlt", so dass der nicht-kompensierte Leistungsverlust NCPL(114) = (MOP112 – MIP114)+ ΔPL112 = 15 – (-10) + 0 = +25 dB beträgt. Um die durch den vorhergehenden Verstärker 112 gesendete Ausgangsleistung wiederherzustellen, sollte der nächste Verstärker 114 eine geeignete Verstärkung sicherstellen, die in Echtzeit wie folgt berechnet werden kann: G114 = NCPL(114) = MOP112 – MIP114 => = 15 – (–10) = +25 dB.
Um dies durchzuführen, kann eine über den OSC-Kanal 113 gesendete Information über MOP112 und der Echtzeitwert von MIP114 mittels einer Überwachung 115 überwacht werden und die erhaltenen Echtzeitwerte können dem Controller C, bezeichnet mit 117, eingegeben werden, der einen Befehl an den Verstärker 114 herausgibt, seine Verstärkung einzustellen. (Der Controller 117 und die Überwachung 115 können einen integralen Bestandteil einer gedruckten Schaltung bilden, die den Verstärker 114 umfasst).
Es sei angenommen, die Verstärkung des Verstärkers 114 hat den Segmentleistungsverlust nicht vollständig kompensiert, da die maximale Verstärkung des Verstärkers 114 auf G = 24 begrenzt ist. Wenn die Verstärkung des Knotens 114 nun gleich 24 ist, ist die Ausgangsleistung des Verstärkers 114 nun:
MOP114 = (–10) + 24 = 14 dBm und der nicht an dem momentanen Knoten korrigierte Leistungsverlust ist: ΔPL114 = 25 – 24 = 1 (dBm).
Man sieht dass dann, wenn nicht erwartete Veränderungen vor dem Verstärker 114 auftreten (angenommen, die Dämpfung der Verbindung 111 schwankt oder es gibt eine nicht-kompensierte Leistung an dem Verstärker 112), wodurch sich die Eingangsleistung des Verstärkers 114 verändert, er unmittelbar (vorzugsweise in weniger als 50 ms) auf solche Veränderungen reagiert und seine Verstärkung einstellt, solange sie sich immer noch in dem maximalen Dynamikumfang befindet, und eine solche Einstellung benötigt keine komplexen Berechnungen und umfangreiche Daten, die von dem Netzwerk gesammelt werden müssten.
Wie man jedoch sieht, verbleibt aufgrund der Begrenzung der maximalen Verstärkung des Knotens 114 das Problem der reduzierten Leistung je Kanal in der Kette. Es wird unten stehend gezeigt, wie die Erfindung eine Kompensation der reduzierten Leistung durch die folgenden Knoten in der Kette ermöglicht.
Der Verstärker 114 ist mit dem OADM 118 über das optische Segment 119 verbunden. Der Überwachungskanal OSC 123 bringt dem OADM Informationen darüber, dass MOP114 = 14 dBm und Informationen darüber, dass ΔPL114 = 1 dB. Es sei angenommen, dass MIP118 = –10 dBm, d. h., der Leistungsverlust ist gleich 24 dB, was gleich dem Referenzleistungsverlust für dieses Segment gemessen zu dem Zeitpunkt (t – 1) ist. Mit anderen Worten, der Leistungsverlust auf dem Segment 119 hat sich nicht verändert. Der OADM-Knoten ist nicht in der Lage, das Signal zu verstärken und es werden hier keine Verstärkungskorrekturen durchgeführt. Andererseits führt der OADM-Knoten eine Einstellung der Eingangsleistung seines Hinzufügekanals 120 (je Kanal) so durch, dass diese gleich der der Eingangskanäle des OADMs ist.
Die Steuereinheit 112, basierend auf der Eingangsinformation, die MOP114, MIP118 und ΔPL114 umfasst, und auf NCPL118(t – 1) (nicht abgebildet), ermöglicht sowohl eine Korrektur der Leistung der Hinzufügekanäle 120 als auch eine Erzeugung der Nachrichten über MOP118 und ΔPL118, die von dem Knoten 118 über den OSC-Kanal, bezeichnet mit 125, zu senden sind.
Es sei angenommen, dass NCPL118(t – 1) 24 dB aufweist und NCPL118 nun 25 dB aufgrund des zusätzlichen 1 dB aufweist, das an dem Segment 114 erscheint. Es sei angenommen, dass OADM 118 drei Hinzufügekanäle und dreißig Durchgangskanäle betreut. Die Leistung der Hinzufügekanäle wird eingestellt, indem die Leistung jedes Hinzufügekanals um 1 dB reduziert wird. Man nehme an, dass der OADM 118 eine Durchgangskanaldämpfung TCA = 2,4 dB aufweist. Dann wird MOP118 ungefähr gleich –12 dBm sein. ΔPL118 = NCPL118 + TCA = 25 + 2,4 = 27,4 dB.
Der nächste Knoten in der Kette ist der Verstärker 116, der in der Lage ist, optische Signale zu verstärken und der ebenfalls mit einer Steuereinheit (124) versehen ist, was ein Empfangen und Verarbeiten aller Eingangsinformationen ermöglicht, um seine Verstärkung zu regulieren.
Die Daten über die Ausgangsleistung MOP118 werden an das Steuerfeld 124 des Verstärkers 116 über den OSC-Kanalabschnitt 125 weitergeleitet, zusammen mit der Nachricht ΔPL118 = 27,4 dB. Die Eingangsleistung MIP116 wird mittels einer Überwachung 127 überwacht. Es sei die Dämpfung auf dem Segment 121 3,6 dB, sodass, wenn MOP118 = –12 dBm, MIP116 zu –15,6 dBm wird.
MIP116 wird in den Controller 124 zusammen mit den von dem OSC-Kanal 125 empfangenen Nachrichten eingeführt. In dem Controller 124 wird die folgende Berechnung durchgeführt, gemäß der der Leistungsverlust, der bis zu dem Knoten 116 der Kette nicht kompensiert worden ist, beträgt: NCPL116 = MOP118 – MIP116 + ΔPL118 = –12 – (–15,6) + 27,4 = 3,6 + 27,4 = 31 dB.
Es sei angenommen, dass die vorhergehende Überwachungssitzrung des NCPL116(t – 1) bei 30 lag (verringert um 1 dB). Angenommen, der Verstärker 116 habe Gmax = 33. Der Designer habe vorausgehend einen zusätzlichen Verstärkungswert ΔGV116 = 2 dB festgestellt. Nun beträgt die Verstärkungssumme GS116 = NCPLi116 + ΔGV116 = 31 + 2 = 33 dB. Da die Verstärkungssumme GS116 gleich Gmax des Verstärkers 116 ist, erzeugt dieser ΔPL116 = 0. Das obige Beispiel veranschaulicht, wie die verteilte Kompensation von Leistungsverlustveränderungen arbeitet.
Sollte die Verstärkungssumme GS116 größer als Gmax des Verstärkers 116 aus einem bestimmten Grund sein, würde der Verstärker 116 ΔPL118 ≠ 0 ausgeben und dieser nicht kompensierte Leistungsverlust könnte an einem beliebigen nachfolgenden Verstärker (nicht in der Zeichnung gezeigt) korrigiert werden, der eine Reserve in dem Dynamikbereich aufweist.
Es sollte klar sein, dass abweichende Ausführungsformen des Systems, welches das oben definierte Verfahren implementiert, vorgeschlagen werden könnten und dass andere numerische Beispiele dargestellt werden könnten, wobei solche Ausführungsformen als Teil dieser Erfindung betrachtet werden sollen.

Claims

Verfahren zum Aufrechterhalten eines erforderlichen Wertes einer Leistung je optischem Kanal in einer Kette optischer Knoten (112, 114, 118, 116), die durch optische Fasersegmente (111, 119, 121) verbunden sind, wobei zumindest einige der Knoten optische Verstärker (112, 114, 116) mit steuerbaren Verstärkungen beinhalten, wobei das Verfahren das Durchführen einer automatischen Verstärkungssteuerung an den optischen Verstärkern derart umfasst, dass im Dynamikumfang der Leistungsverstärkung eines optischen Verstärkers (114, 116) ein vorhergehender Segmentverlust kompensiert wird; wobei der Segmentverlust ein Leistungsverlust auf einem am Verstärker eingehenden optischen Fasersegment (111, 121) ist, und wobei das Verfahren die Schritte umfasst: – Erhalten von Informationen von einem vorhergehenden Knoten in der Kette, wobei die Informationen zumindest einen Wert einer gemessenen Ausgangsleistung (MOP) des vorhergehenden Knotens widerspiegeln; – Messen einer Eingangsleistung (MIP) an dem folgenden Knoten; – Erhalten einer Differenz zwischen der MOP des vorhergehenden Knotens und der MIP des folgenden Knotens, um den Segmentverlust zwischen den zwei Knoten zu berechnen, wobei die automatische Verstärkungssteuerung an dem Verstärker des folgenden Knotens als Antwort auf den berechneten Segmentverlust durchgeführt wird; wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schritt des Erhaltens der Informationen von einem vorhergehenden Knoten in der Kette ferner das Erhalten eines Wertes eines kumulierten nicht-kompensierten Leistungsverlustes an dem vorhergehenden Knoten (ΔPL) umfasst, wobei das Verfahren dadurch eine verteilte Kompensation von gegebenenfalls in einem oder in mehreren Segmenten (111, 119, 121) der Kette auftretenden Leistungsverlustveränderungen sicherstellt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Knoten die optischen Verstärker (112, 114, 116) und einen oder mehrere optische Add-Drop-Multiplexer (OADMs: 118) beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend einen Schritt der vorläufigen Kalibrierung der Leistung je optischem Kanal an einem ersten Knoten in der Kette.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend das Durchführen der folgenden Schritte für einen Zwischenknoten „i" der Kette: Erhalten von Informationen über zwei Parameter MOP(i – 1) und ΔPL(i – 1), wobei MOP(i – 1) die gemessene Ausgangsleistung des vorhergehenden Knotens und ΔPL(i – 1) der Leistungsverlust ist, der an dem vorhergehenden Knoten nicht kompensiert worden ist; Erhalten des Parameters MIP(i), der die gemessene Eingangsleistung des Knotens „i" ist; Verarbeiten der Parameter MOP(i), ΔPL(i – 1) und MIP(i), um einen nichtkompensierten Leistungsverlust, kumuliert vor dem Knoten „i", zu erhalten: NCPLi = ΔPLi – 1 + (MOPi – 1 – MIPi);in dem Fall, dass der Knoten „i" ein optischer Verstärker ist, Steuern dessen Verstärkung, um zumindest teilweise den erhaltenen nicht-kompensierten Leistungsverlust, kumuliert vor dem Knoten „i" (NCPLi), zu kompensieren, Erzeugen zweier Parameter MOPi und ΔPLi zur Verwendung für den nächsten Knoten „i + 1", wobei MOPi die gemessene Ausgangsleistung des Knotens „i" und ΔPLi der Leistungsverlust ist, der nicht an dem Knoten „i" kompensiert worden ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Erhaltens der Informationen und der Schritt des Steuerns der Verstärkung auf Basis einer periodischen Überwachung und unter Verwendung vorausgewählter Grenzwerte durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend das Übertragen der Informationen über OSC (optischer Überwachungskanal: 113, 123, 125).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Schritt des Voreinstellens eines bestimmten zusätzlichen Verstärkungswertes ΔGV für einen Knoten, der einen optischen Verstärker (112, 114, 116) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schritt des Steuerns der Verstärkung des Verstärkers das Verändern derselben im Dynamikumfang seines Verstärkungsbereichs umfasst, um so zumindest teilweise eine Verstärkungssumme (NCPLi + ΔGV) abzudecken, und wobei der Schritt des Erzeugens des Parameters ΔPLi das Berücksichtigen umfasst, dass ΔPLi gleich einem Teil der Verstärkungssumme ist, die nicht von der Veränderung der Verstärkung des Verstärkers abgedeckt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, ferner umfassend, wenn der Knoten „i" ein OADM (118) ist, das Berücksichtigen, dass der Parameter ΔPLi gleich dem Wert NCPLi + TCA ist, wobei TCA die Durchgangskanaldämpfung des OADM darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, ferner umfassend, wenn der Knoten „i" ein OADM (118) ist, einen Schritt des Einstellens der Leistung von Hinzufügekanälen (120) des OADM als Antwort auf den erhaltenen Wert von NCPLi.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt des Einstellens der Leistung von Hinzufügekanälen (120) eines OADM (118) das Vergleichen des erhaltenen Wertes von NCPLi mit einem Referenzwert von NCPLi umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, umfassend das Bereitstellen der Einstellung der Hinzufügekanäle (120) auf der Basis einer periodischen Überwachung und eines Verwendens von vorausgewählten Grenzwerten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, ferner umfassend einen Schritt der vorläufigen Kalibrierung der Leistung von Hinzufügekanälen (120) von OADMs (118), die Knoten der Kette bilden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 13, ferner umfassend die folgenden Schritte, wenn ein Faserbruch detektiert wird: wenn der Faserbruch an dem eingehenden Fasersegment eines Knotens detektiert wird, der ein Verstärker ist, Ausschalten des Verstärkers und Senden eines Signalverlust-Signals (LOS) anstelle von Informationen über die Ausgangsleistung; wenn der Faserbruch an dem eingehenden Fasersegment eines Knotens detektiert wird, der ein OADM ist, Aufrechterhalten von Hinzufügekanälen des OADM wie bei einer vorhergehenden Überwachungssitzung eingestellt.
System (100) zum Aufrechterhalten eines erforderlichen Wertes einer Leistung je optischem Kanal in einer Kette optischer Knoten (112, 114, 118, 116), die durch optische Fasersegmente (111, 119, 121) verbunden sind, wobei zumindest einige der Knoten optische Verstärker (112, 114, 116) mit steuerbarer Verstärkung beinhalten, wobei das System in der Lage ist, eine automatische Verstärkungssteuerung an den optischen Verstärkern zur Verfügung derart zu stellen, dass im Dynamikumfang der Leistungsverstärkung eines optischen Verstärkers (114, 116) ein vorhergehender Segmentverlust kompensiert wird, wobei der Segmentverlust ein Leistungsverlust auf einem optischen Fasersegment ist, das an dem Verstärker (111, 121) eingeht; wobei das System betriebsfähig ist: – Informationen von einem vorhergehenden Knoten in der Kette zu erhalten, wobei die Informationen zumindest einen Wert einer gemessenen Ausgangsleistung (MOP) des vorhergehenden Knotens widerspiegeln; – eine Eingangsleistung (MIP) an dem folgenden Knoten zu messen; – eine Differenz zwischen der MOP und der MIP an dem folgenden Knoten zu erhalten, um den Segmentverlust zwischen den zwei Knoten zu berechnen, wobei die automatische Verstärkungssteuerung an dem Verstärker des folgenden Knotens als Antwort auf den berechneten Segmentverlust durchgeführt wird; wobei das System dadurch gekennzeichnet ist, dass es dazu eingerichtet ist: für zumindest einen der optischen Knoten (112, 114, 116) Informationen von einem vorhergehenden Knoten in der Kette bezüglich eines Wertes eines kumulierten nichtkompensierten Leistungsverlustes an dem vorhergehenden Knoten (ΔPL) zur Verfügung zu stellen und eine verteilte Kompensation von gegebenenfalls in einem oder mehreren Segmenten (111, 119, 121) der Kette auftretenden Leistungsverlustveränderungen sicherzustellen.
System nach Anspruch 15, ferner umfassend einen oder mehrere optische Add-Drop-Multiplexer (OADM, 118), die in der Lage sind, die Leistung von Hinzufügekanälen gemäß einer Leistung von eingehenden Kanälen zu regulieren, wobei ein Zwischenknoten „i" betriebsfähig ist: Informationen über zwei Parameter MOPi – 1 und ΔPLi – 1 von seinem vorhergehenden Knoten „i – 1" zu empfangen, wobei MOPi – 1 eine gemessene Ausgangsleistung des vorhergehenden Knotens ist und ΔPLi – 1 ein Leistungsverlust ist, der nicht an dem vorhergehenden Knoten kompensiert worden ist; den Parameter MIPi zu messen, der eine gemessene Eingangsleistung des Knotens „i" ist, die Parameter MOPi – 1, ΔPLi – 1 und MIPi an dem Knoten „i" zu verarbeiten, um einen nicht-kompensierte Leistungsverlust, kumuliert vor dem Knoten „i", zu erhalten: NCPLi = ΔPLi – 1 + (MOPi – 1 – MIPi);in dem Fall, dass der Knoten "i" ein optischer Verstärker ist, dessen Verstärkung innerhalb seines Bereichs zu steuern, um zumindest teilweise den erhaltenen nicht-kompensierten Leistungsverlust, kumuliert vor dem Knoten "i" (NCPLi), zu kompensieren, zwei Parameter MOPi und ΔPLi zum Senden an den nächsten Knoten „i + 1" zu erzeugen, wobei MOPi eine gemessene Ausgangsleistung des Knotens „i" und ΔPLi ein Leistungsverlust ist, der nicht an dem Knoten „i" kompensiert worden ist, wobei das System dadurch eine verteilte Kompensation von gegebenenfalls in einem oder mehreren faseroptischen Segmenten auftretenden Leistungsverlustveränderungen ermöglicht.
System nach Anspruch 16, das in der Lage ist, einen zusätzlichen Verstärkungswert ΔGV an einem bestimmten Verstärkungsknoten voreinzustellen, um es dem bestimmten Verstärker zu ermöglichen, einen spezifischen Ausgangsleistungswert im Dynamikumfang seines Verstärkungsbereichs zur Verfügung zu stellen; wobei der Knoten betriebsfähig ist, die Verstärkung des bestimmten Verstärkers zu steuern, um zumindest teilweise eine Verstärkungssumme (NCPLi + ΔGV) abzudecken, und betriebsfähig ist, den Parameter ΔPLi gleich einem Teil der nicht von der Veränderung der Verstärkung des Verstärkers abgedeckten Verstärkungssumme zu erzeugen.