DE60206917T2

DE60206917T2 - Steuerung von parametern in einer globalen optischen steuerungseinheit

Info

Publication number: DE60206917T2
Application number: DE60206917T
Authority: DE
Inventors: B. Kim ROBERTS; G. Genzao ZHANG; James Harley; Feng Shi; Leo Strawczynski
Original assignee: Nortel Networks Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2022-06-26
Also published as: WO2003003636A2; US20030058494A1; US20070014571A1; EP1405449B1; DE60206917D1; CA2448781A1; EP1405449A2; WO2003003636A3; US7894721B2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf optische Netzwerke und insbesondere auf optische Netzwerke, die durch eine einzige Steuerung gesteuert werden.
Hintergrund der Erfindung
Die Zukunft der Telekommunikation liegt in optischen Netzwerken. Optische Kanäle, insbesondere bei DWDM (dichtes Wellenlängen-Multiplex) können mehr Daten übertragen, weniger fehleranfällig und auf lange Sicht billiger als vorhandene Kupferdraht-Übertragungsstrecken sein. Für Langstrecken-Netzwerke, wie z.B. transatlantische Verbindungsstrecken, würde das optimale Betriebsverhalten des Netzwerkes nicht nur vorteilhaft sondern auch für den Netzwerk-Betreiber Gewinn bringender sein. Die Optimierung derartiger Netzwerke ist jedoch gelinde gesagt, schwierig. Allgemein werden derartige Netzwerke optimiert und dann in Umgebungen installiert, die die Wartung solcher Netzwerke äußerst unbequem wenn nicht unmöglich machen. Diese Umgebungen, wie der Meeresboden des atlantischen Ozeans, erfordern daher ein selbstregelndes und selbstoptimierendes Netzwerk. Nicht nur dies, sondern die Zwangsbedingungen würden es erforderlich machen, dass die Hinzufügung oder die Entfernung von Kanal-Kapazität, falls erforderlich, relativ einfacher sein muss, als das Verlegen eines neuen Netzwerkes.
Weiterhin beeinträchtigt die Alterung von optischen Elementen in dem Netzwerk das Betriebsverhalten des Netzwerkes. Änderungen der Umgebung, in der das Netzwerk installiert ist, können von Zeit zu Zeit ebenfalls das Netzwerk-Betriebsverhalten beeinträchtigen. Alle diese und andere Faktoren tragen schließlich zu dem Verlust an Effektivität der anfänglichen Systemoptimierung bei. Es sei weiterhin bemerkt, dass nach der anfänglichen Installation des Systems die Hinzufügung oder Entfernung von Übertragungs-Kapazität erwünscht sein kann.
Eine weitere Schwierigkeit bei der Optimierung eines derartigen Netzwerkes besteht abgesehen von den physikalischen Hindernissen, die beim Zugang an Ausrüstungen am Meeresboden auftreten, in der Notwendigkeit, Hunderte von unterschiedlichen betroffenen Parametern zu optimieren. Jedes Ausrüstungs-Element in dem Netzwerk beeinflusst die durch dieses Element gelenkten Signale, und jeder Parameter für dieses Ausrüstungs-Element beeinflusst die Signale in unterschiedlicher Weise.
Auf der Grundlage des Vorstehenden besteht daher ein Bedarf an einem optischen Netzwerk-System, das für Langstrecken-Installationen geeignet sein würde. Idealerweise sollte das System selbstoptimierend sein und in der Lage sein, die verschiedenen Teile des Netzwerkes zu verwalten, zu optimieren und zu steuern. Weiterhin sollte ein derartiges System dahingehend aufrüstbar sein, dass eine zusätzliche Kanal-Kapazität relativ einfach hinzugefügt werden kann.
Das Dokument „KEY BUILDING BLOCKS FÜR HIGH-CAPACITY WDM PHOTONIC TRANSPORT NETWORKS" von Jourdan, A. et al., IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS, New York, USA, Band 16, Nr. 7, 1. September 1998, Seiten 1286–1297, XP000785945, ISSN: 0733-8716 offenbart den Urbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 3.
Zusammenfassung der Erfindunq
Die vorliegende Erfindung erfüllt den vorstehenden Bedarf durch die Schaffung eines optischen Netzwerk-Systems, das eine globale Steuerung hat, die in der Lage ist, alle Elemente des Netzwerkes zu steuern. Die Steuerung empfängt Betriebsleistungs-Daten von jedem optischen Netzwerk-Element und berechnet einen Betriebsleistungs-Wert für jeden Kanal, der durch das System übertragen wird. Die Steuerung isoliert dann den Kanal mit dem minimalen Betriebsleistungs-Wert und testet mögliche Änderungen der Netzwerk-Element-Parameter, um eine Änderung herauszufinden, die diesen Betriebsleistungs-Wert vergrößern würde. Sobald eine derartige Änderung gefunden wurde, wird sie implementiert und das System wird erneut optimiert.
In einem ersten Gesichtspunkt ergibt die vorliegende Erfindung ein optisches Übertragungs-System gemäß Anspruch 1.
In einem zweiten Gesichtspunkt ergibt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Vergrößerung der Betriebsleistung eines optischen Übertragungs-Systems gemäß Anspruch 3.
Ein besseres Verständnis kann durch Lesen der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung anhand der folgenden Zeichnungen gewonnen werden, in denen:
1 ein Blockschaltbild eines optischen Netzwerkes ist;
2 ein Blockschaltbild eines möglichen Steuerschemas für das optische Netzwerk nach 1 ist;
3 ein Blockschaltbild eines alternativen Steuerschemas für das optische Netzwerk nach 1 ist;
4 ein Blockschaltbild eines weiteren Schemas für das Netzwerk nach 1 ist, das den Grad der Steuerung vergrößert, die die globale Steuerung über die Netzwerk-Elemente hat;
5 ein Blockschaltbild eines weiteren Steuerschemas für das Netzwerk nach 1 ist, das ein Hybrid der anderen Steuerschemas ist, die weiter oben gezeigt wurden;
6 ein Blockdiagramm ist, das die Schritte in dem kontinuierlichen Optimierungsprozess zeigt, der sich auf einen Gesichtspunkt der Erfindung bezieht;
7 ein Ablaufdiagramm ist, das die Schritte in dem Kanal-Hinzufügungsprozess im Einzelnen angibt; und
8 ein Ablaufdiagramm ist, das die Schritte bei dem Vorgang der Kanal-Entfernung im Einzelnen angibt.
In 1 ist ein Blockschaltbild eines optischen Netzwerkes gezeigt, das sich auf die Erfindung bezieht. Eine Anzahl von Sender-Modulen 10 sendet mehrfache Kanäle 20 an ein optisches Multiplexer-Modul 30. Der Multiplexer multiplexiert die Kanäle 20 auf ein einziges optisches Übertragungsmedium (normalerweise eine Lichtleitfaser) das zu einem optischen Verstärkermodul 40A geführt ist. Für Langstrecken-Installationen verstärken mehrfache optische Verstärkermodule 40B, 40C die multiplexierten Signale, bevor sie sie schließlich an ein optisches Demultiplexer-Modul 50 liefern. Der Demultiplexer 50 demultiplexiert dann die Signale in mehrfache Kanäle 60 zur Zuführung an mehrfache Empfängermodule 70. Eine globale optische Steuerung 80 kommuniziert mit jedem der Netzwerk-Elemente in dem Netzwerk über einen Kommunikationspfad 90.
Wie dies zu erkennen ist, hat jedes der Netzwerk-Element-Module eine örtliche Steuerung 100, die in der Lage ist, die Betriebscharakteristiken des Netzwerk-Elementes zu steuern. Die globale Steuerung ist in der Lage, mit der örtlichen Steuerung 100 nicht nur zur Datenerfassung sondern auch zur Steuerung jedes Netzwerk-Element-Moduls zu kommunizieren.
Um die Funktion des in 1 gezeigten Netzwerkes klarzustellen, ist festzustellen, dass die globale Steuerung Daten, die sich auf die Netzwerk-Betriebsleistung beziehen, von jedem der Element-Module sammelt. Die globale Steuerung führt diese Daten dann zusammen, um einen Betriebsleistungs-Wert für jedes der mehrfachen Signale zu gewinnen. Der Betriebsleistungs-Wert ist eine Zahl, die anzeigt, ob das Signal richtig und in effizienter Weise übertragen wird. Das Signal, das den niedrigsten Betriebsleistungs-Wert hat, wird dann ermittelt, und Parameter, die diesen Betriebsleistungs-Wert beeinflussen, werden bestimmt. Die Steuerung führt mehrfache vorgegebene Experimente aus, die diesen niedrigsten Betriebsleistungs-Wert beeinflussen. Die Experimente haben die Form der Änderung spezieller Parameter um vorgegebene Beträge. Die Wirkung dieses Experimentes auf den Betriebsleistungs-Wert wird dann aufgezeichnet und dazu verwendet, festzustellen, welches Experiment die besten Ergebnisse hinsichtlich der Vergrößerung dieses niedrigsten Betriebsleistungs-Wertes ergab. Sobald das erfolgreichste Experiment gefunden wurde, werden die für dieses Experiment getroffenen Maßnahmen dann angewandt, und die Optimierung wird erneut begonnen, hoffentlich mit einem neuen Signal, das einen neuen niedrigsten Betriebsleistungs-Wert hat.
Die von der globalen Steuerung ausgeführte Optimierung ist ein gut bekanntes Problem auf dem Gebiet der Optimierung. Die Suche nach Parametern, die einen minimalen Wert zu einem Maximum machen, ist als das Minimax-Problem bekannt, und es gibt analytische Verfahren, die das Auffinden einer derartigen Lösung unterstützen. Im Hinblick auf die Art derartiger Probleme und ihre einstmaligen Lösungen ist es möglich, dass sich eine Anzahl von „Lösungen" ergeben kann, auf die die Steuerung „hereinfällt". Um eine derartige Möglichkeit zu vermeiden, ergibt die Bereitstellung von Bewertungen für spezielle Parameter in den Gleichungen, wobei die Bewertungen pro Experiment verringert werden, ein Element der Zuverlässigkeit, das derartige Lösungen vermeiden sollte. Eine ausführlichere Diskussion und Erläuterung eines derartigen Optimierungsschemas wird später in diesem Dokument angegeben.
Ein anderes mögliches Optimierungsschema ist die Verwendung von Kostenfunktionen. Diese Kostenfunktionen messen die Gesamt-Betriebsleistung des Systems und beruhen auf Messungen der Betriebsleistung der System-Elemente oder der System-Kanäle. Zur Optimierung unter Verwendung von Kostenfunktionen müssen Kompromisse zwischen unterschiedlichen Komponenten oder Elementen gemacht werden. Durch Verringern der Betriebsleistung eines Elementes kann eine vergrößerte Kostenfunktion erreicht werden. Oder es kann durch Verringern eines speziellen Parameters ein Element in nachteiliger Weise beeinflusst werden, während ein anderes in vorteilhafter Weise beeinflusst wird, was zu einer Verbesserung der Gesamt-Betriebsleistung führt. Dieses Optimierungsschema wird ebenfalls nachfolgend ausführlich erläutert und diskutiert.
Bei erneuter Betrachtung der 1 ist zu erkennen, dass obwohl die gezeigten Netzwerk-Elemente lediglich optische Verstärker sind, andere Elemente wie z.B. optische Kreuzverbindungen oder Rangierverteiler, Lichtleitfasern, Diffusions-(Dispersions-)Kompensationsmodule, Hinzufügungs-/Abzweigungs-Multiplexer, Laser, Impulsgeneratoren, Modulatoren, Polarisations- und Verzögerungseinrichtungen, Raman-Verstärker und Verstärkungseinebnungs-Filter genauso verwendet werden können.
Steuerschema
Wie dies weiter oben erwähnt wurde, empfängt die globale Steuerung Daten von den Netzwerk-Element-Modulen und steuert außerdem diese Module. Die globale Steuerung greift auf Daten durch Abfragen jedes Moduls zu und empfängt Daten als Antwort. Zur Steuerung sendet die globale Steuereinheit eine Steuermitteilung an das betreffende Netzwerk-Element-Modul, wodurch die Modul-Parameter eingestellt werden. Sobald das Modul diese Mitteilung empfängt, stellt es die richtigen Parameter ein und sendet eine Bestätigung zurück an die globale Steuerung.
In 2 ist ein mögliches Steuerschema in einem Blockschaltbild gezeigt. Die globale Steuerung 80 kommuniziert mit einer örtlichen Steuerung 100. Jede örtliche Steuerung 100 steuert direkt mehrfache Netzwerk-Element-Module. Dieses Schema sieht daher vor, dass die Mitteilungen und Abfragen der globalen Steuerung durch jede örtliche Steuerung 100 für die von ihr gesteuerten Netzwerk-Element-Module weitergeleitet, interpretiert und realisiert werden. Bei diesem Schema kann die globale Steuerung keinen direkten Zugriff auf ein Netzwerk-Element ohne eine direkte Intervention von der örtlichen Steuerung ausführen.
In 3 ist ein anderes Steuerschema gezeigt. Bei diesem Schema werden die Mitteilungen und Abfragen der globalen Steuerung direkt zu jedem Netzwerk-Element geleitet. Die globale Steuerung kann somit Steuermitteilungen direkt an ein Netzwerk-Element senden. Das Element kann dann die Mitteilung realisieren oder auf diese entsprechend antworten. Jede Mitteilung oder Abfrage wird von der globalen Steuerung an die örtliche Steuerung gesandt. Die Mitteilung oder Abfrage wird dann zu dem betreffenden Netzwerk-Element umgelenkt. Die örtliche Steuerung wirkt somit lediglich als ein Umleitungsagent für jedes Netzwerk-Element-Modul.
Das Steuerschema nach 4 vergrößert andererseits den Grad der Steuerung, den die globale Steuerung über die Netzwerk-Elemente hat. In 4 sendet die globale Steuerung Mitteilungen direkt an das Netzwerk-Element ohne Intervention von der örtlichen Steuerung. Die Netzwerk-Elemente empfangen dann die Mitteilungen und realisieren sie oder antworten auf diese entsprechend.
Das Steuerschema nach 5 ist ein Hybrid der anderen erläuterten Steuerschemas. Die globale Steuerung sendet Mitteilungen lediglich an bestimmte örtliche Steuerungen, und diese Mitteilungen werden an das Netzwerk-Element umgeleitet. Die örtlichen Steuerungen, die die Mitteilungen direkt empfangen, können globale Mitteilungen an Netzwerk-Elemente in anderen Modulen umlenken. Obwohl dies widersinnig zu sein scheint, verringert dieses Schema den Umfang der Verbindung mit der globalen Steuerung. Bei diesem Schema werden die Mitteilungen von dem Netzwerk-Element empfangen und direkt realisiert oder beantwortet.
Obwohl die vorstehend dargelegten Schemas unterschiedliche Optionen bezüglich der Anzahl der Verbindungen und des Grades der Steuerung für die globale Steuerung bieten, kann irgendeines hiervon für das Netzwerk verwendet werden.
Es sei bemerkt, dass zur Unterstützung des Steuerschemas jedes Netzwerk-Element seine eigene eindeutige Adresse in dem Netzwerk haben würde. Auf diese Weise kann die globale Steuerung Mitteilungen an ein Netzwerk-Element einfach dadurch senden, dass die eindeutige Adresse dieses Elementes verwendet wird. In Abhängigkeit von dem verwendeten Steuerschema kann die Adressenauflösung von der örtlichen Steuerung ausgebildet werden, oder es kann sogar überhaupt keine Adressenauflösung erforderlich sein (siehe die vorstehende Diskussion für das Steuerschema in 4).
Um das Verständnis des Steuermechanismus für die Netzwerk-Elemente weiter zu erleichtern, können die von der globalen Steuerung an das Netzwerk-Element ausgehenden Steuermitteilungen die Form einer Anforderungsmitteilung haben. Die Anforderungsmitteilung fordert irgendwas von dem Netzwerk-Element an, seien es Daten oder eine von dem Netzwerk-Element auszuführende Aktion. Eine derartige Anforderungsmitteilung würde die folgenden Felder haben:
Mitteilungs-Nummer;
Quellen-Adresse;
Ziel-Adresse;
angeforderte Aktion; und
Parameter der angeforderten Aktion.
Die von der globalen Steuerung angeforderte Aktion kann eine von zwei Aktionen sein: stelle einen Parameter auf einen gewünschten Sollwert ein oder messe einen gewünschten Parameter. Für den Einstellbefehl sind die folgenden Felder erforderlich, um den Parameter richtig einzustellen:
Parameter: die Identität des einzustellenden Parameters;
Ziel: der gewünschte Ziel- oder Sollwert, auf den der Parameter einzustellen ist;
Zeitablauf-Dauer: die für die Einstellung des Parameters auf den Sollwert zugeteilte Zeit.
Für eine Messungsmitteilung fordert die globale Steuerung an, dass das Netzwerk-Element einen bestimmten Parameter misst. Die Messungsmitteilung kann damit die folgenden Felder haben:
Parameter: die Identität des zu messenden Parameters; und
Dauer: die Dauer der Messung, falls anwendbar.
Als Antwort auf eine Mitteilung von der globalen Steuerung sendet das Netzwerk-Element eine Antwortmitteilung zurück an die globale Steuerung. Die Antwortmitteilung würde die folgenden Felder haben:
Mitteilungs-Nummer;
Ziel-Adresse;
Quellen-Adresse;
Ergebnis der Anforderung;
Ergebnisfeld;
Grund.
Das Ergebnisfeld würde Teilfelder haben, die die Ergebnisse der Anforderung anzeigen. Wenn somit die Anforderung eine Einstell-Anforderung gewesen sein würde, so könnten die Felder des Ergebnisses die folgenden Felder sein:
Parameter: Identität des Parameters, dessen Einstellung die globale Steuerung angefordert hat;
erreichtes Ziel: die tatsächliche Einstellung des Parameters. Dies kann die angeforderte Einstellung oder eine Einstellung sein, die der angeforderten Einstellung angenähert ist.
Wenn andererseits ein Zeitablauf an dem Netzwerk-Element auftreten würde, so würde das Ergebnis eine Null sein – die Anforderung wurde nicht erfüllt. Unter dem „Grund"-Feld der Antwortmitteilung würde der Grund dafür eingegeben werden, dass die Anforderung nicht erfüllt wurde. Der Grund kann ein Zeitablauf, ein Ausfall der Elementen-Ausrüstung, eine falsche Anforderung oder eine nicht verfügbare Elementen-Ausrüstung (unbekannte Ziel-Adresse) sein.
Wenn die globale Steuerung die Durchführung einer Messung (Anforderung von Daten) angefordert haben würde, so würde die Antwortmitteilung die folgenden Felder für das Ergebnisfeld haben:
Parameter: Identität des gemessenen Parameters;
gemessener Wert: der Wert des angeforderten Parameters;
Dauer der Messung: Zeitdauer der Messung (wenn anwendbar oder falls von der globalen Steuerung angefordert).
Auch hier würde, wenn die Messung nicht durchgeführt werden konnte, das Ergebnisfeld eine Null sein. Unter dem „Grund"-Feld kann die Ursache der fehlenden Messung erläutert werden.
Obwohl das vorstehende Steuerschema zum Testen des Systems auf die Auswirkungen von sich ändernden speziellen Parametern verwendet werden kann, kann dieses Verfahren ziemlich langwierig sein. Bei diesem Schema würde die globale Steuerung zumindest einen zu prüfenden Parameter wählen. Dieser Parameter oder dies Parameter wird oder werden dann auf einen vorgegebenen Testwert eingestellt, und die Wirkungen dieser Einstellungen werden dann gemessen. Der oder die Parameter werden dann auf die ursprüngliche Einstellung zurückgesetzt, und ein neuer Testwert wird getestet. Sobald alle die Test-/Mess-/Rücksetz-Folgen für die Testwerte durchgeführt wurden, bestimmt die globale Steuerung, welche Testeinstellungen den besten Betriebsleistungs-Wert ergeben, auf der Grundlage der Ergebnisse. Diese gewählte Einstellung wird dann erneut verwirklicht, und das Testen beginnt von neuem, wobei die neue Einstellung als die anfängliche Grundeinstellung verwendet wird.
Um den Umfang des Verkehrs zwischen einer globalen Steuerung und den Netzwerk-Elementen zu verringern, würde eine Alternative darin bestehen, eine Störfunktion in jedem Element zu realisieren. Diese Störfunktion würde es jedem Element ermöglichen, zumindest einen speziellen Parameter um einen bestimmten Betrag über eine spezielle Zeitdauer zu ändern und die Änderungen zu messen, die sich aus der vorübergehenden Änderung ergeben. Sobald die spezielle Zeitdauer abgelaufen ist, wird die Einstellung des Parameters auf ihren ursprünglichen Wert zurückgeführt. Die globale Steuerung liefert daher an das Netzwerk-Element Werte, die für die auszuführende Störung erforderlich sind, und das Netzwerk-Element antwortet mit einem gemessenen Ansprechverhalten. Somit kann zusätzlich zu den Einstell- und Messbefehlen ein Störungs-Befehl hinzugefügt werden. Unter dem Feld für die angeforderte Aktion der Anforderungsmitteilung würde der Eintrag „Störung" sein. Die Parameter der angeforderten Aktion würden wie folgt sein:
Parameter: die Identität des zu störenden Parameters;
Ziel: der Zielwert, auf den der Parameter momentan eingestellt werden soll. Als Alternative kann dies ein Schrittwert oder ein Wert sein, um den die Parameter-Einstellung vergrößert oder verkleinert werden kann, anstelle einer bestimmten Parameter-Einstellung.
Zeit der Störung: die Zeitdauer, über die die Parameter-Einstellung auf der Einstellung gehalten werden soll, die durch das Zielfeld angezeigt ist; und
Dauer: die Dauer der durchzuführenden Messung.
Wie dies weiter oben erwähnt wurde, wird, wenn der Störungsbefehl von dem Netzwerk-Element empfangen wird, der identifizierte Parameter auf die gewünschte Einstellung über die gewünschte Zeitdauer eingestellt, und die resultierende Wirkung auf den Betriebsleistungs-Wert wird für die eingestellte Dauer gemessen.
Optimierung
Um das vorstehend beschriebene System zu optimieren, kann eine manuelle Optimierung verwendet werden. Der Lauf der Zeit und die sich ändernden Betriebsbedingungen machen schließlich diese manuelle Optimierung nutzlos. Es ist daher ein kontinuierliches Optimierungsverfahren erforderlich, um sich ändernde Bedingungen und die natürliche Abnutzung zu berücksichtigen. Eine kontinuierliche Optimierung kann sich ändernde Verkehrsbedingungen und sich ändernde Systemprioritäten berücksichtigen. Die kontinuierliche Optimierung optimiert durch Experimentieren mit den unterschiedlichen Parametern des optischen Systems. Eine Kostenfunktion, die alle die Betriebsleistungs-Messungen jedes Elementes in dem System berücksichtigt, wird als die Gesamt-Betriebsleistungs-Messung verwendet. Ausgehend von einer Grundeinstellung wird jeder gewählte Parameter um einen vorgegebenen Betrag vergrößert, und die Wirkung dieser Störung auf die Kostenfunktion wird ausgewertet. Jeder gewählte Parameter wird dann auf seine Grundeinstellung zurückgeführt. Diese gewählten Parameter werden dann um einen anderen vorgegebenen Betrag verringert, und die Wirkungen dieser neuen Einstellung auf die Kostenfunktion werden ausgewertet. Auf der Grundlage, wie die unterschiedlichen Kostenfunktionen miteinander vergleichbar sind, wird jeder gewählte Parameter entweder vergrößert, verkleinert oder auf der gleichen Einstellung belassen. Diese neue Grundeinstellung bildet dann die Grundlage für einen weiteren Satz von Störungs-Experimenten.
Es sei bemerkt, dass der Optimierungsprozess kontinuierlich ist. Dies bedeutet, dass die Optimierung an dem System so lange ausgeführt wird, wie das System arbeitet. Der Optimierungsprozess kann periodisch ausgeführt werden, beispielsweise einmal jede Stunde oder einmal alle wenige Tage. Der Optimierungsprozess kann jedoch auch aufeinanderfolgend so ausgeführt werden, dass nach dem Ende einer Optimierung eine andere automatisch gestartet wird.
Das vorstehende Verfahren verwendet weiterhin mehrfache Bewertungsfaktoren, die eingestellt werden müssen, um unterschiedlichen Faktoren mehr Bedeutung zu verleihen. Weiterhin kann die Kostenfunktion auf einer Anzahl von unterschiedlichen möglichen Faktoren beruhen. Bei einer Ausgestaltung beruht die Kostenfunktion auf der Kanal-BER oder Bitfehlerrate. Dies muss jedoch nicht die einzige Grundlage sein. Kanalstörungen, Kanaldurchsatz und andere Messungen können die Grundlage für die Kostenfunktion bilden. Zusätzlich zu diesen Alternativen kann die Historie oder der zeitliche Verlauf von vorher getroffenen Entscheidungen ebenfalls dazu verwendet werden, zu entscheiden, ob ein Parameter zu vergrößern, ein Parameter zu verkleinern oder der Parameter auf seiner derzeitigen Einstellung zu belassen ist.
Bei einer Ausgestaltung ist die Kostenfunktion wie folgt definiert:
worin

Nc: = die Anzahl der Kanäle in dem System,
Wc: = der Kanalbewertungs-Koeffizientenvektor Wc = [Wc¹, Wc², ...Wc^wc]
Qth: = der Schwellenwert für Q, festgelegt als vorgegebene Konstante oder als Variable, die adaptiv während der Systemoptimierung eingestellt wird,
Qi: = der Q-Wert für den Kanal i
∝: = der Leistungsfaktor ist, der eingestellt werden kann, um das Verhalten der Kostenfunktion zu kontrollieren, und der größer als Null sein sollte.

In der vorstehenden Kostenfunktion ist der Q-Wert auf die BER (Bitfehlerrate) für einen Kanal bezogen. Q muss jedoch nicht auf die BER bezogen sein. Solange wie Q eine Messung der Signalqualität eines Kanals ist, worin ein niedrigeres Q wünschenswert ist, so ist die vorstehende Kostenfunktion brauchbar. Andere Kostenfunktionen sind möglich, solange diese Kostenfunktionen alle die Kanäle in dem System berücksichtigen und das abschließende Ergebnis der Kostenfunktion eine Messung der Betriebsleistung des Gesamtsystems ist.
Es sollte berücksichtigt werden, dass das letztliche Ziel der Optimierung in der vorstehend beschriebenen Weise darin besteht, das minimale Q zu einem Maximum zu machen. Die vorstehend angegebene Kostenfunktion berücksichtigt nicht Q-Werte, die oberhalb eines bestimmten Schwellenwertes liegen. Lediglich Q-Werte unterhalb Qth werden verwendet, und diese Q-Werte sind diejenigen, die als Ziel maximiert werden sollen.
Sobald die Kostenfunktion für die Grundeinstellung gefunden wurde, muss das Optimierungsverfahren wählen, mit welchen Parametern experimentiert werden soll, oder auf die gezielt werden soll. Dies wird dadurch gemacht, dass die Sortierfunktion für jeden Parameter berechnet wird. Ein Sortierfunktions-Wert eines Parameters ist eine Anzeige der „Bedeutung" des Parameters bei der Einstellung der Effektivität der Optimierung. Diese Sortierfunktions-Parameter werden dann in einer Rangordnung aufgestellt, um festzustellen, welche Parameter behandelt werden sollen.
Die Sortierfunktion für jede Funktion kann wie folgt definiert werden: FCi = |(FD+)i – (FDo)i| + |(FDo)i – (FD–)i|für den Parameter i. FD+, FDo und FD– sind Entscheidungsfunktionen, die auf einer Historie der vorhergehenden Einstellentscheidungen und derzeitigen Tests beruhen, auf der Grundlage von festgelegten Experiment-Verfahren für diesen Parameter. Diese Entscheidungsfunktionen werden nachfolgend ausführlicher beschrieben.
Sobald der Sortierfunktions-Wert jedes Parameters berechnet wurde, werden alle Sortierfunktions-Werte in einer abnehmenden Rangfolge aufgestellt. Diese in einer Rangfolge aufgestellten Sortierfunktions-Werte werden dann auf eine Matrix mit Ns-Reihen und (N/Ns) Spalten für N Parameter abgebildet. Aus der resultierenden Matrix kann man feststellen, mit welchen Parametern man sich befassen soll. Jede Reihe in der Matrix ist ein Sortier-Satz, und die ersten Nst Spalten von links bestimmen die zu berücksichtigenden Parameter, wobei Nst ein Wert zwischen 1 und (N/Ns) ist. Daher ist, wenn die folgenden die Sortierfunktions-Werte für die folgenden Parameter sind,
eine sortierte Liste mit dem voranstehenden größten Sortier-Funktionswert wie folgt:
P^R = 0,93
P^C = 0,9
P^B = 0,82
P^K = 0,73
P^G = 0,72
P^M = 0,67
P^N = 0,58
P^J = 0,57
P^P = 0,52
P^O = 0,49
P^I = 0,45
P^S = 0,42
P^Q = 0,38
P^H = 0,33
P^T = 0,27
P^L = 0,25
P^E = 0,22
P^A = 0,2
P^F = 0,15
P^P = 0,11
Es ist klar zu erkennen, dass das Vorstehende für ein System mit 20 unterschiedlichen Parametern gilt. Die vorstehende Liste kann dann in einer Matrix mit fünf Reihen angeordnet werden, wenn fünf Sätze erwünscht sind, nämlich wie:
Aus dieser Matrix bezeichnen die ersten N^st Reihen die angestrebten Parameter.
Somit ist, wenn N^st = 1 ist, die angestrebten Parameter P^R, P^C, P^S, P^K und P^G. Diese Parameter sind daher die Parameter, die in den Experimenten gestört werden sollen. Wenn andererseits N^st = 2 ist, so bezeichnen die ersten zwei Reihen die Parameter, mit denen experimentiert werden soll.
Durch Anordnen der Sortierfunktions-Werte in einer Matrix ist es einfacher, festzustellen, welche Parameter in den Experimenten zu verwenden sind. Als Beispiel kann, wenn die Anzahl der Parameter, mit denen zu experimentieren ist, ein Vielfaches von 5 Parametern ist (5 Parameter, 10 Parameter oder 15 Parameter), dies aus der vorstehenden Matrix leicht erfolgen. Die Optimierungsprozedur muss lediglich ein, zwei oder drei Spalten wählen, um die Anzahl der angestrebten Parameter zu vergrößern.
Sobald die angestrebten Parameter gewählt sind, wird jeder angestrebte Parameter seinerseits um einen vorgegebenen Betrag vergrößert. Als Beispiel ist, wenn N^st = 1 ist, und unter Verwendung der vorstehenden Matrix, der angestrebte Parameter für den ersten Satz (die Parameter in der ersten Reihe) gleich P^R. Die „Unsortierungs"-Parameter oder die Parameter in dem gleichen Satz wie der angestrebte Parameter oder die angestrebten Parameter, die jedoch nicht angezielt werden, werden jeweils zufällig auf eine unterschiedliche Einstellung gesetzt. Diese zufällige neue Einstellung wird durch Addieren oder Subtrahieren eines vorgegebenen Wertes zu oder von jedem dieser nicht angezielten Parameter erreicht. Eine zufällige neue Einstellung wird weiterhin für eine Anzahl von nicht angezielten Parametern für die vorstehenden Sätze eingestellt. So können aus der vorstehenden Matrix die folgenden Einstellungen eingestellt werden, wobei das +-Symbol eine Vergrößerung der Grundeinstellung und das –-Symbol eine Verkleinerung der Grundeinstellung bezeichnet, während eine o keine Änderung bezeichnet:
Wie dies zu erkennen ist, erfährt lediglich das erste Element in der ersten Spalte (die angezielten Parameter) eine Änderung. Es sei weiterhin bemerkt, dass alle Elemente in dem angezieltten Satz (^PM, P^I, P^L) jeweils zufällig mit entweder einer Verkleinerung oder einer Vergrößerung eingestellt sind. Weiterhin sind Parameter, die sich weder in dem angezielten Satz noch in einem der angezielten Parameter befinden, zufällig gewählt und zufällig mit einer Verkleinerung oder einer Vergrößerung eingestellt. Wenn ein Parameter nicht gewählt ist, so wird keine Änderung angewandt.
Nach dem ersten Experiment wird ein zweites ähnliches Experiment ausgeführt. Die Prozedur ist die gleiche, mit der Ausnahme, dass der angestrebte Parameter um einen weiteren vorgegebenen Betrag gegenüber der Grundeinstellung verkleinert wird. Die Einstellungen für die anderen Parameter werden auf den gleichen Einstellungen wie in dem ersten Experiment gehalten. Die Einstellungen sind somit wie folgt:
Mit diesen neuen Einstellungen wird die Kostenfunktion gemessen und berechnet. Das Ergebnis wird dann gespeichert und als von dem Verkleinerungsexperiment stammend katalogisiert. Es sei bemerkt, dass die vorstehende Prozedur auch verwendet werden kann, wenn die vorstehend genannten Reihen Spalten sein würden, und umgekehrt.
Aus dem Vorstehenden sollte klar sein, dass für jeden angestrebten Parameter es zwei Experimente gibt, und dass als Ergebnis für jeden Satz von Nst angezielten Parameter sich 2·N^st Experimente und Ergebnisse ergeben. Alle diese Ergebnisse werden gespeichert und zusammen mit den vorhergehenden Ergebnissen und Entscheidungen in den vorhergehenden Experimenten aufbewahrt.
Als ein erster Schritt bei der Entscheidung, in welcher Richtung ein Parameter zu ändern ist, wird der Kostenfunktions-Datensatz für diesen Parameter in drei Teilsätze umorganisiert – ein erster Teilsatz für die vorhergehenden Entscheidungen, die den Parameter vergrößert haben, ein zweiter Teilsatz für vorhergehende Entscheidungen, die den Parameter verkleinert haben, und ein dritter Teilsatz für vorhergehende Entscheidungen, die den Parameter nicht geändert haben. Jeder Teilsatz wird daher zu einem Entscheidungs-Datensatz oder zu einem Vektor der Kostenfunktions-Werte, die Einzelheiten des abschließenden Kostenfunktions-Wertes nach jeder Entscheidung angeben.
Aus jedem der vorstehenden Vektoren wird ein Verhältnis berechnet. Diese Verhältnisse sind wie folgt:
worin

Wd_n: ein Entfernungs-Bewertungskoeffizient ist, dessen Gleichung weiter unten angegeben ist;
Wt_n: ein Zeit-Bewertungskoeffizient ist, dessen Gleichung weiter unten angegeben ist;
N+: die Gesamtzahl der Zeiten ist, zu denen der Parameter in dem Entscheidungs-Datensatz vergrößert wurde;
N–: die Gesamtzahl der Zeiten ist, zu denen der Parameter in dem Entscheidungs-Datensatz verkleinert wurde;
No: die Gesamtzahl der Zeiten ist, zu denen der Parameter in dem Entscheidungs-Datensatz nicht geändert wurde; und
FC_n: die n-te Kostenfunktion für den Parameter O in dem betreffenden Entscheidungs-Datensatz oder Entscheidungs-Vektor ist.

Zur Berechnung des Entfernungs-Bewertungsfaktors kann eines von zwei Verfahren verwendet werden. Das erste Verfahren besteht in der Berücksichtigung der Projektions-Entfernung –Wd_j(P) ist eine Projektion auf den Parameter der Entfernung im realen Raum zwischen der Grundeinstellung des Parameters (auch als die Basisposition bekannt) und der Einstellung nach der Störung. Dies kann durch die folgende Gleichung gefunden werden:
worin

P: die Grundeinstellung des Parameters in dem laufenden Experiment ist;
Pj: die experimentelle Einstellung des Parameters für den laufenden Satz ist. Somit ist dieser Wert die vergrößerte Einstellung, wenn der Bewertungsfaktor für den vergrößerten Einstell-Teilsatz ist. Alternativ ist dies die verkleinerte Einstellung, wenn der berechnete Bewertungsfaktor für den Teilsatz mit einer verringerten Einstellung gilt;
ζ: eine Konstante zwischen 2 und 3 ist. Diese Konstante kann so ausgewählt werden, dass sie das Systemkonvergenz-Überschwingen kontrolliert;
β: eine Konstante zwischen 1 und 4 ist. β kann dazu verwendet werden, die Bewertung in der Nähe von Null abzuflachen (P – P_j), während der Bewertungsfaktor so schnell wie möglich abfallen kann, wie (P – P_j) ansteigt. Ein kleineres β unterdrückt stärker das Experiment-Rauschen, während ein größeres β stärker ein Q Messrauschen mittelt.

Das zweite Verfahren zur Berechnung des Bewertungsfaktors beinhaltet die Definition von Wd_j(P) als die Vektor-Entfernung oder als die Entfernung im realen Raum zwischen der Grundeinstellung von P und der experimentellen Einstellung. Dies kann durch Verwenden der folgenden Gleichung gefunden werden:
worin

BP:: Basisposition der Grundeinstellung für P ist,
PPj:: die Störungsposition der Position nach der experimentellen Einstellung des Parameters ist, und

BP → – PP →j

ζ: und β wie vorstehend definiert sind,
Np: = die Anzahl von Parameter-Dimensionen ist (wieviele angestrebte Parameter es gibt),
Pk: = die Grundeinstellung für den Parameter k für dieses Experiment ist,
Pk: = die experimentelle Einstellung für den Parameter k für diesen speziellen Experiment-Typ ist (wenn das Experiment von der Art mit Vergrößerung ist, so ist Pk die vergrößerte Einstellung, doch ist, wenn das Experiment von der Art mit einer Verkleinerung ist, Pk die verkleinerte Einstellung.

Die Idee hinter der Entfernungs-Bewertung besteht in der Bildung eines Mittelwertes oder einer Tiefpassfilterung der Messung, und um ein größeres Gewicht auf diejenigen Experimente zu legen, die die Positionen näher an den Grundeinstellungen haben.
Für den Zeit-Bewertungsfaktor ist dies eine experimentelle Funktion, und sie kann aus der folgenden Gleichung berechnet werden:
worin

t: = Zeitperiode zwischen dem laufenden Experiment und dem Experiment/der Entscheidung ist, die berücksichtigt wird. Diese Zeitperiode ergibt sich aus t = M·Te, worin Te die Zeitperiode oder Dauer pro Experiment und M die Experiment-Nummer von dem berücksichtigten Experiment und dem derzeitigen Experiment ist.
T: eine Abklingkonstante ist, die Stunden oder Tage betragen kann. Diese Konstante kann von dem System selbst im Betrieb eingestellt werden.

Der Zeit-Bewertungsfaktor bewertet die früheren Historie-Ergebnisse abwärts. Diese früheren Ergebnisse können eine unerwünschte Wirkung auf das derzeitige Systemverhalten aufgrund der Tatsache haben, dass die langsame Betriebsleistung des Systems mit der Zeit driftet.
Sobald die Verhältnisse berechnet wurden, können die Entscheidungsfunktionen gefunden werden. Die Entscheidungsfunktionen sollen die abschließende Basis für die Entscheidung sein, ob ein Parameter zu vergrößern, zu verkleinern oder auf seiner derzeitigen Einstellung gehalten werden soll. Diese Entscheidungsfunktionen beruhen auf zumindest einem Teil des Entscheidungs-Datensatzes oder des Entscheidungs-Vektors, wobei der Datensatz der vorhergehenden Entscheidungen für diesen betimmten Parameter genommen wird. Selbstverständlich hängt die Tiefe des Entscheidungs-Datensatzes, oder wie weit zurück der Entscheidungs-Datensatz geht, sowohl von dem System-Forderungen als auch den Ressourcen ab, die für das System zur Verfügung stehen.
Die Entscheidungsfunktionen sind für drei Fälle definiert:
Fall 1: Normal

FD + (P) = FR + (P) + γ·[FRo(P) – FR – (P)]
FD – (P) = FR – (P) + γ·[FRo(P) – FR + (P)]
FRo (P) = FRo (P)

Fall 2: Eine positive Störung der Parameter-Einstellung findet sich nicht in der Entscheidungs-Aufzeichnungsperiode

FD + (P) = (1 + γ)·[FRo (P) – FR – (P)]
FD – (P) = FR – (P)
FDo (P) = FRo (P)

Fall 3: Eine negative Störung der Parameter-Einstellung findet sich nicht in der Entscheidungs-Aufzeichnungsperiode

DF + (P) = FR + (P)
FD – (P) = (1 + γ)·[FRo (P) – FR + (P)]
FDo (P) = FRo (=)

In allen den vorstehenden Fällen gelten die folgenden Definitionen:

γ: ist eine Konstante mit einem Wert zwischen 0 und FRo (P), FR– (P), und FR+ (P) sind die Verhältnisfunktions-Werte für den Parameter P, wie sie weiter oben definiert wurden.

Es sei bemerkt, dass die Entscheidungs-Aufzeichnungsperiode der Teil der Entscheidungs-Aufzeichnung ist, die bei der Bestimmung der Verhältnisfunktion verwendet wird. Die gesamte Entscheidungs-Aufzeichnung muss nicht verwendet werden. So kann eine Entscheidungs-Aufzeichnung 100 Einträge enthalten, doch kann die verwendete Periode lediglich aus den letzten 20 Entscheidungen bestehen. Wie dies aus den voranstehenden Entscheidungsfunktionen zu erkennen ist, ist die Periode in der Entscheidungs-Aufzeichnung anomal, dahingehend, dass mögliche Änderungen der Parameter-Einstellung nicht angewandt werden und spezielle Entscheidungsfunktionen in unterschiedlicher Weise berechnet werden.
Wenn die Entscheidungsfunktionen bestimmt werden, kann die Entscheidung hinsichtlich der Richtung der Änderung in der Parameter-Einstellung getroffen werden. Diese Entscheidung beruht auf einem Vergleich der drei Entscheidungsfunktionen:
Wenn FD+ (P) am kleinsten ist: der Parameter P wird um einen vorgegebenen Schritt vergrößert.
Wenn FDo (P) am kleinsten ist: der Parameter P wird um einen vorgegebenen Schritt verkleinert.
Wenn FDo (P) am kleinsten ist: der Parameter P wird auf seiner Grundeinstellung belassen.
Es sei bemerkt, dass die Vergrößerung oder Verkleinerung des Parameters um einen Schritt einfach eine Frage des Rücksetzens des Parameters auf die betreffende experimentelle Einstellung ist. Diese neue Einstellung wird dann zu der neuen Grundeinstellung für das nächste Experiment. Diese Einstellung des Parameters auf seine experimentelle Einstellung bedeutet nicht notwendigerweise ein Duplizieren der anderen experimentellen Einstellungen für die anderen nicht angezielten Parameter. Im Interesse der Vorhersagbarkeit kann es nützlicher sein, die nicht angezielten Parameter auf ihren eigenen Grundeinstellungen zu belassen, wenn die Entscheidung bezüglich der angezielten Parameter realisiert wird.
Es sei weiterhin bemerkt, dass die γ-Konstante, die bei der Berechnung der Entscheidungsfunktionen verwendet wird, eine spezielle Funktion hat. Diese Konstante kann zur Unterstützung des Systems bei der Entscheidungsfindung verwendet werden, wenn es kein Experiment für einen Parameter in einer bestimmten Richtung gibt. Die Wahl eines Wertes für diese Konstante kann weiterhin dazu verwendet werden, die System-Konvergenz zu beschleunigen oder um zu verhindern, dass das System und ihre Optimierung einen bestimmten Schwellenwert durchquert.
Sobald die Entscheidung bezüglich der Änderung in der Parameter-Einstellung gemacht wurde, wird diese Entscheidung realisiert. Nach ihrer Realisierung wird die neue Einstellung zu der Grundeinstellung für den nächsten Satz von Experimenten.
Obwohl der vorstehende Prozess als umständlich erscheinen mag, weil die Sortierfunktion, die bestimmt, welche Parameter anzustreben sind, von der Entscheidungsfunktion abzuhängen scheint, die lediglich am Ende berechnet wird, ist es dieser Prozess nicht. Die Entscheidungsfunktion, auf der die Sortierfunktion beruht, wird unter Verwendung der Kostenfunktions-Historie berechnet, die nicht das durchzuführende Experiment einschließt. Wenn somit der laufende Versuch mit n numeriert ist, so wird die Entscheidungsfunktion, die bei der Bestimmung der Sortierfunktion für den Versuch n verwendet wird, an einem Entscheidungs-Datensatz berechnet, der lediglich Versuche vor dem Versuch n einschließt. Versuche n – 1, n – 2, n – 3, ...n – a, a ≤ n, können in dieser Entscheidungs-Aufzeichnung eingeschlossen sein. Hieraus werden die angezielten Parameter daher auf der Grundlage der vorhergehenden Historie der Versuche gewählt.
Der vorstehende Prozess für die kontinuierliche Optimierung, eine sogenannte Optimierung im stetigen Zustand, ist in dem Ablaufdiagramm nach 6 zusammengefasst. Gemäß 6 beginnt der Prozess im Schritt 200. Dieser Schritt initialisiert den Prozess und setzt einen Zähler n auf einen Wert von 1. Der Schritt 210 ist der des Startens des Versuchs Nummer n.
Der Schritt 220 ist der Schritt des Sortierens der mehrfachen steuerbaren angestrebten Parameter (in diesem Fall gibt es N angestrebte Parameter), um festzustellen, welche angestrebten Parameter als erste untersucht werden sollen. Der Schritt 230 ist ein dualer Schritt – der der Ausführung der Experimente und der nachfolgenden Berechnung der Kostenfunktion für jedes Experiment. Die Berechnung der Kostenfunktion wird weiter unten erläutert. Im Wesentlichen verringert die Kostenfunktion die Gesamtwirkung auf das System durch ein Experiment auf einen einzelnen Wert. Somit wird durch die Berechnung der Kostenfunktion für jedes Experiment die Gesamtwirkung dieses Experimentes gefunden, wodurch der Vergleich zwischen Experimenten vereinfacht wird.
Der Schritt 240 ist der der Bewertung der Kostenfunktions-Ergebnisse im Schritt 230. Dieser Schritt ergibt somit unterschiedliche Bewertungen für unterschiedliche Ergebnisse. Die Zeit-Bewertung gibt kürzlichen Experimenten mehr Gewicht oder Wirkung und weniger Gewicht oder Wirkung für ältere Experimente. Die Abstands- oder Entfernungs-Bewertung legt mehr Gewicht oder Wirkung auf Experiment- Ergebnisse, die näher an der derzeitigen Systemeinstellung liegen. Somit wird, wenn die derzeitige Einstellung für einen Parameter gleich Pcurrent ist, und der „Abstand" zwischen Pcurrent und P¹ größer als der Abstand zwischen Pcurrent und P² ist, wobei P¹ und P² Parameter-Einstellungen in vorhergehenden Experimenten sind, den Experiment-Ergebnissen, die die Einstellung P² verwenden, ein größeres Gewicht gegeben. Der resultierende Effekt der Bewertung besteht darin, dass ein größeres Gewicht oder eine größere Wirkung in dem Entscheidungsschritt (Schritt 250) Experiment-Ergebnissen gegeben wird, die nicht nur kürzlicher sind, sondern deren Parameter-Einstellungen auch näher an der derzeitigen Einstellung des Systems liegen. Ein derartiger Schritt trägt dazu bei, mit der Zeit die Wirkung von fehlerhaften Entscheidungen oder ungünstig eingestellter Parameter zu verringern.
Der Schritt 260 verwirklicht tatsächlich die Entscheidung des Schrittes 250. Die globale Steuerung sendet somit Befehle an die Systemelemente mit den speziellen Einstellungen für die bestimmten Parameter aus.
Der Schritt 270 stellt die Einstellungen ein, die für das nächste Experiment verwendet werden. Unter anderen Dingen wird die Datenbank von vorhergehenden Experiment-Ergebnissen aktualisiert, und der Startpunkt für das nächste Experiment muss auf die laufenden Parameter-Einstellungen auf der Grundlage der Entscheidungen eingestellt werden, die im Schritt 250 getroffen werden.
Der Schritt 280 schaltet den Zähler n weiter, und, wie dies aus 6 zu erkennen ist, beginnt der Prozess erneut mit dem Schritt 210.
Obwohl das vorstehende Optimierungsverfahren mehrfache Funktionen verwendet, wie z.B. die Sortier-, Verhältnis- und Entscheidungsfunktionen, um festzustellen, welche Parameter anzustreben sind, berücksichtigt ein alternatives Verfahren Parameter, die mehrfache Kanäle beeinflussen.
Das nachfolgend umrissene Verfahren verwendet keine der vorstehend erläuterten Funktionen, folgt jedoch dem gleichen Konzept des Experimentierens mit Parametern, um das Gesamtsystem zu optimieren. Die Parameter, auf die das nachfolgende Verfahren angewandt wird, sind die Parameter, die eindeutig mehrfache Kanäle beeinflussen. Dies schließt alle Leitungsverstärker-Parameter, alle Raman-Parameter, den Multiplexer-Strom, Sende-Wellenlängen und die Vierkanal-EDFA-(Erbium-dotierter Lichtleitfaser-Verstärker) Verstärkung an dem Demultiplexer ein. Es sei bemerkt, dass das experimentelle Verfahren für diesen Prozess das gleiche wie das vorstehende Verfahren ist. Jeder Parameter wird zufällig um einen vorgegebenen Betrag gestört (vergrößert oder verkleinert), und während er sich auf dieser Einstellung befindet, werden Betriebsleistungs-Messungen gewonnen. Die Messungen werden manipuliert, und der Parameter wird auf der Grundlage einer Historie der vorhergehenden Messungen oder Entscheidungen vergrößert oder verkleinert.
Im Wesentlichen bestimmt das Verfahren ein Verhältnis für jeden Parameter, und auf der Grundlage dieses Verhältnisses wird der Parameter vergrößert oder verkleinert. Auf einer theoretischen Ebene wird das Verhältnis R(p) für jeden Parameter dadurch gefunden, dass die folgenden Funktionen verwendet werden:
worin

N: die Anzahl der Messungen (oder Experimente) ist,
Nch: die Anzahl der vorhandenen Kanäle ist,
a: ein willkürlicher Parameter ist, der derzeit auf 1 eingestellt wird,
Qch(p+), j: der gemessene Q-Wert des Kanals j ist, wenn der Parameter p vergrößert wurde,
Qch(P–), j: der gemessene Q-Wert des Kanals j ist, wenn der Parameter p verkleinert wurde.

In Ausdrücken der gerätemäßigen Ausgestaltung werden für jeden Versuch mehrere angepasste Experimente ausgeführt. Die Ergebnisse dieser Experimente werden dann in den nachfolgenden Berechnungen verwendet (während des Versuchs rekursiv berechnet), um zu einem abschließenden Funktionswert an dem Ende jedes Versuchs zu gelangen. Diese Funktionen werden von der Verhältnis-Gleichung für R(p) abgeleitet, wie sie weiter oben angegeben wurde:
Die Versuchsfunktionen sind wie folgt:

Nm: die Anzahl von Paaren von experimentellen Ergebnissen ist, wobei jedes Paar ein Ergebnis für eine Vergrößerung des Parameters p (p+) und ein Ergebnis für eine Verkleinerung des Parameters p (p–) hat,
Qch(p+), j: der Q-Wert für den Kanal ch im Experiment j ist, wenn der Parameter p vergrößert wurde,
Qch(p–), j: der Q-Wert für den Kanal ch im Experiment j ist, wenn der Parameter p verkleinert wurde,

Nm: die Anzahl von Paaren von experimentellen Ergebnissen ist, wobei jedes Paar ein Ergebnis für eine Vergrößerung des Parameters p (p+) und ein Ergebnis für eine Verkleinerung des Parameters p (p–) hat,
Qch(2), j: ein Q-Wert nach dem Experiment j ist,
Qch(1), j: der andere Q-Wert nach dem Experiment j ist.

Es sei bemerkt, dass CF1(p) das geschätzte Signal-/Rauschverhältnis bei der Entscheidung ist, und dass C1(ch) die Kanal-Bewertungsfunktion ist.
Wie aus den vorstehenden Funktionen zu erkennen ist, wird die Wirkung jeder Parameter-Störung oder Änderung (Vergrößerung oder Verkleinerung des Parameters) auf jedem Kanal berücksichtigt und in den Berechnungen eingeschlossen. Es sei bemerkt, dass die vorstehenden Funktionen auf mehrfachen Experimenten pro Parameter beruhen. Somit kann ein Parameter P mehrere Male vergrößert und verkleinert werden, und die Ergebnisse jeder Vergrößerung oder Verkleinerung werden in den Berechnungen berücksichtigt. Ein Parameter P kann somit mehrfache ähnliche Experimente pro Versuch haben, wobei jedes Paar von experimentellen Ergebnissen von den anderen verschieden ist. Sobald die vorstehenden Funktionen für einen Versuch berechnet wurden, werden die Ergebnisse für diesen Versuch weiter manipuliert und mit den Ergebnissen vorhergehender Versuche kombiniert, um zu einer Entscheidung bezüglich der Richtung der Änderung des Parameters P zu gelangen.
Die Ergebnisse des Versuchs für den Parameter P werden dann mit den vorhergehenden Ergebnissen (in einer laufenden Gesamt-Weise) in den nachstehenden Funktionen kombiniert:
worin

N2: die Anzahl der vorhergehenden Versuche ist, die in der Berechnung enthalten sind. Dies ist nicht notwendigerweise die Gesamtzahl der Versuche bis zu diesem Zeitpunkt. Als ein Beispiel können 100 Versuche durchgeführt worden sein, wobei jedoch lediglich die 10 letzten in die Berechnung eingefügt werden. N2 steuert daher die Breite eines gleitenden Fensters, das bestimmt, welche Versuche zu berücksichtigen sind.
Nm: die Anzahl der experimentellen Ergebnis-Paare ist, die in einem Versuch enthalten sind. Die abschließende Verhältnis-Berechnung ergibt sich aus folgender Gleichung:

Wenn das Ergebnis größer als Null ist (R(p) > 0), so ist der Parameter als Ergebnis des Versuchs zu verkleinern, anderenfalls ist der Parameter zu vergrößern. Das Signal-/Störverhältnis der Entscheidung ist durch die folgende Gleichung gegeben:
Aus den vorstehenden Versuchsberechnungen ist zu erkennen, dass die Versuchs-Entscheidungs-Historie in den Berechnungen berücksichtigt wird, ohne dass es erforderlich ist, eine große Datenbank von vorhergehenden Versuchen und ihren Entscheidungen zu unterhalten.
Kanal-Hinzufügung
Ein zusätzliches Merkmal des Systems besteht in seiner Fähigkeit, Kanäle zu dem System dynamisch hinzufügen oder von diesem zu entfernen, ohne die anderen Kanäle zu unterbrechen. Diese im Betrieb erfolgende Wellenlängen-Hinzufügung-/Entfernung (kurz ISWAD) wird durch graduelles Hinzufügen oder Entfernen der Leistung eines Kanals zu oder von dem System bewirkt. Die Wirkungen derartiger hinzugefügter oder entfernter Kanäle werden in der Optimierung für den eingeschwungenen Zustand durch ähnliches graduelles Hinzufügen oder Entfernen ihres Q-Wertes zu der System-Kostenfunktion berücksichtigt. Die Stabilität in dem System wird durch Festlegen von Q-Grund-Schwellenwerten aufrechterhalten, die von all den anderen Kanälen während der Hinzufügung/Entfernung aufrechterhalten werden müssen. Wenn diese Schwellenwerte von den vorhandenen Kanälen durchlaufen werden, so wird der Prozess abgebrochen. Auf diese Weise wird eine Unterbrechung des Dienstes vermieden, und die Bequemlichkeit von ISWAD wird für diese spezielle Instanz hinsichtlich der Dienstestabilität und -qualität geopfert.
Um einen Kanal zuzufügen, beginnt der Prozess mit der Feststellung, ob die Bedingungen richtig sind, um eine Hinzufügung zu versuchen. Ein minimal annehmbarer Q-Wert für alle vorhandenen Wellenlängen ist als Q min definiert. Dies ist der niedrigste Q-Wert, den ein Kanal haben kann. Wenn irgendwelche vorhandenen Kanäle einen Q-Wert haben, der kleiner als Q min ist, so kann ein Kanal nicht hinzugefügt werden. Experimente haben gezeigt, dass als ein Minimum Q min > QAddTh sein sollte. QAddTh ist das Minimum, das Q haben sollte, und ein Wert von QAddTh = 4,541, das einem BER von ungefähr 10^–100 (nach der Vorwärts-Fehlerkorrektur) entspricht, ist geeignet.
Sobald die minimalen Bedingungen erfüllt sind, müssen die erforderlichen Parameter bestimmt werden. Dies schließt die Wellenlänge des hinzuzufügenden Kanals, die Sendeleistung seiner benachbarten Wellenlänge oder Wellenlängen (an diesem Punkt des Eintritts in das System), und andere Betriebsleistungs-Messungen für die benachbarten Kanäle ein. Diese Parameter können dann verwendet werden, um die richtigen Parameter für den ankommenden Kanal zu erhalten.
Wenn die erforderlichen Daten erfasst wurden, wird die Steuerung an diesem Punkt der Einfügung der Hinzufügung über den ankommenden Kanal informiert. Der Multiplexer wird an diesem Zeitpunkt der Einfügung dann beauftragt, eine Kanal-Leistungsmessung durchzuführen, um festzustellen, welchen Leistungspegel der ankommende Kanal haben sollte. Der ankommende Kanal sollte einen Leistungspegel haben, der auf die Leistungspegel der anderen vorhandenen Kanäle bezogen ist. Die normale ankommende Leistung des ankommenden Kanals sollte gleich der mittleren Leistung aller vorhandenen Kanäle sein, wie sie in den vorhergehenden Versuchen gemessen wurde. Um eine größere Betonung der benachbarten Kanäle zu schaffen, kann ein Nachbarschafts-Schema verwendet werden, wobei die Leistungspegel benachbarter Kanäle eine größere Auswirkung auf den mittleren berechneten Kanal-Leistungspegel haben.
Wenn ein derartiges Bewertungssystem verwendet wird, würde ein Verfahren darin bestehen, den Bewertungskoeffizienten, der für einen bestimmten Kanal verwendet wird, auf die Differenz zwischen der Mittelfrequenz dieses Kanals und der Mittelfrequenz des ankommenden Kanals zu beziehen. Somit sollte ein vorhandener Kanal mit einer Mittelfrequenz in der Nähe der Mittelfrequenz des ankommenden Kanals ein größeres Gewicht und eine größere Wirkung erhalten, als ein zweiter vorhandener Kanal mit einer Mittelfrequenz, die weit entfernt von der des ankommenden Kanals ist. Eine Gleichung wie folgt kann verwendet werden:
worin Pj der Leistungspegel des Kanals j in einem System mit a Kanälen ist und λ¹ den ankommenden Kanal bezeichnet.
Wenn ein Bewertungsschema verwendet wird, so kann die folgende Gleichung verwendet werden:
worin Wpj der Bewertungskoeffizient ist und sein Wert durch die Differenz zwischen der Mittelfrequenz von Pj und der Mittelfrequenz des ankommenden Kanals bestimmt ist.
Wenn der gewünschte Leistungspegel des ankommenden Kanals bestimmt wurde, wird die vorhergehende Stufe als erledigt betrachtet. Die erste Stufe des Prozesses beinhaltet eine graduelle Vergrößerung der Leistung des ankommenden Kanals auf den gewünschten Leistungspegel in bestimmten Schritten. Die Leistung des ankommenden Kanals (gemessen als die Multiplexer-Einzelkanal-EDFA-Ausgangsleistung) wird stufenförmig von Null bis Pnormal mit einer Stufengröße von P^AddDel vergrößert. Die Schritte können sehr einfach dadurch zeitlich festgelegt werden, dass der Leistungspegel am Ende jedes Versuchs schrittweise vergrößert wird, der für die kontinuierliche Optimierung durchgeführt wird. Weil das Einphasen oder die zeitliche Steuerung des neuen Kanals graduell ist und durch die Optimierungs-Versuche zeitlich gesteuert wird, sei bemerkt, dass die Betriebsleistung des neuen Kanals nicht berücksichtigt wird, wenn die Gesamt-Betriebsleistung des Systems bestimmt wird. Wenn daher die Kostenfunktion berechnet wird, wird der Bewertungskoeffizient Wc¹ für den neuen eingeführten Kanal gleich Null.
Es sei bemerkt, dass die Einführung des neuen Kanals zu jeder Zeit gestoppt werden kann, wenn die Gesamt-Systembetriebsleistung beeinträchtigt wird oder wenn ein vorhandener Kanal in nachteiliger Weise beeinflusst wird. Wie dies weiter oben erwähnt wurde, ist Q min der minimale Wert von Q, den ein vorhandener Kanal unterdrücken muss. Q min muss größer oder gleich QAddTh oder der Q-Schwellenwert sein, der zur Einleitung und Fortsetzung der Kanal-Hinzufügung erforderlich ist.
Es gilt jedoch QAddTH = (QENDLIFE + QPDL worin

Q^ENDLIFE: der Q-Wert am Ende der Lebensdauer des Systems ist, die durch ein Verbindungsstrecken-Budget empfohlen wird (dies kann 3,035 sein).
Q^PDL: der dBQ-Wert ist, der für die Kurzzeit-Q-Beeinträchtigung im Schlimmstfall aufgrund von PDL, PMD (Polarisationsmoden-Dispersion), Alterung, Temperaturänderung oder sogar ISWAD selbst reserviert ist. Q^PDL wird als 1,75 dBQ, oder 1,51 in einem linearen Fall empfohlen, wobei Q eine Basis von Q^ENDLIFE = 3,035 verwendet. Q^PDL ist im Wesentlichen ein Fehlerbereich oder eine Toleranz in dem System für unbekannte Faktoren, deren Effekte nicht vorhergesagt werden können.

Aus dem Vorstehenden ist zu erkennen, dass wenn zu irgendeiner Zeit während der Einführung des neuen Kanals festgestellt wird, dass irgendein vorhandener Kanal einen Q-Wert hat, der niedriger als der vordefinierte QAddTh-Wert ist, die Einführung oder Hinzufügung abgebrochen wird.
Ein weiterer möglicher Grund für den Abbruch der Kanal-Hinzufügung besteht darin, dass die Einführung des neuen Kanals nicht richtig abläuft. Wie dies weiter oben erwähnt wurde, wird der Leistungspegel des ankommenden Kanals von Null auf Pnormal in diskreten Schritten vergrößert. Diese graduelle Leistungsvergrößerung kann jedoch nicht unbeschränkt fortfahren. Eine festgelegte Zeitperiode, der Zeitgeber Add¹, ist speziell für diesen Teil der Prozedur zugeteilt. Wenn ein Leistungspegel von Pnormal in der eingestellten Zeitperiode nicht erreicht wurde, so muss der schwache Kanal mit Hilfe anderer Maßnahmen repariert werden, beispielsweise durch den Eingriff des Menschen.
Alternativ, und dies gilt auch für irgendeine abgebrochene Kanal-Hinzufügung, kann eine unterschiedliche Wellenlänge oder ein Kanal für die Hinzufügung zu dem System gewählt werden. Somit kann irgendein Problem bei der Kanal-Hinzufügung entweder durch den Eingriff eines Menschen (der durch irgendein Alarmsystem alarmiert wird, das durch anomale Zustände ausgelöst wird, wie z.B. die Unfähigkeit des ankommenden Kanals, akzeptable Leistungspegel in einer vorgegebenen Zeitperiode zu erreichen) oder zu einem neuen Versuch der Hinzufügung eines anderen und hoffentlich weniger Problem behafteten Kanals führen.
Mit der schrittweisen Vergrößerung des Leistungspegels des ankommenden Kanals müssen die erforderlichen Geräteeinstellungen für diesen Kanal vorgenommen werden. Die Sende-Laser-Wellenlänge der Sendegeräte-Pegel des Impulsgenerators und der Geräte-Pegel des DGFF (dynamische Verstärkungs-Einebnungsfilters) müssen alle auf ihre Vorgabe-Werte eingestellt werden. Die Ausgangsleistung des Demultiplexers EDFA, für diesen Kanal, muss auf die mittleren Einstellungen für dessen benachbarte Kanäle eingestellt werden. Somit müssen, wenn ein ankommender Kanal i sechs benachbarte Kanäle i – 3, i – 2, i – 1 auf einer Seite und i + 1, i + 2, i + 3 auf der anderen Seite hat, die Parameter-Einstellungen für alle diese Kanäle gefunden und gemittelt werden, um zu den Parameter-Einstellungen für den neuen Kanal i zu gelangen. Wenn andererseits der Kanal i keinen Nachbarn hat, so müssen die Parameter-Einstellungen auf ihren Vorgabe-Einstellungen bleiben. Wie dies weiter oben erwähnt wurde, ist der Nachbar eines ersten Kanals als ein zweiter Kanal definiert, dessen Mittenfrequenz in seinem Wert nahe an der Mittenfrequenz des ersten Kanals liegt.
Für die DDCM-Einstellung des ankommenden Kanals ist die empfohlene Einstellung für SLAT (System-Ausrichtung und Test) zu verwenden. Wenn es keine empfohlene Einstellung für SLAT gibt, so muss die Dispersionsmessung dies erledigen, und DDCM wird als SLAT eingestellt.
Die zweite Stufe des Kanal-Hinzufügungsprozesses beinhaltet den Feinabgleich des ankommenden Kanals, um dessen Betriebsleistung auf den Pegel der vorhandenen Kanäle zu bringen. Um dies zu erreichen, wird der Beitrag des ankommenden Kanals zur Kostenfunktion graduell vergrößert, bis der Q-Wert des ankommenden Kanals vollständig in die Kostenfunktions-Berechnung integriert ist. Wie dies weiter oben erläutert wurde, ist die Kostenfunktions-Gleichung wie folgt:

Nc: = die Anzahl von Kanälen in dem System ist,
Wcⁱ: = der Kanal-Bewertungskoeffizient für den Kanal i ist,
Qth: = Q-Schwellenwert ist,
Qⁱ: = Q-Wert für den Kanal i ist,
α: = einstellbarer Leistungsfaktor ist.

Die graduelle Vergrößerung des Beitrags des Q-Wertes des ankommenden Kanals zu der Kostenfunktion wird durch Vergrößern von dessen Wc oder des Kanal-Bewertungskoeffizienten von 0 bis 1 in festen Schritten bewirkt. Somit ist für den ankommenden Kanal i dessen Kanal-Bewertungskoeffizient durch die folgende Gleichung gegeben: Wci = Wci + ΔWcworin ΔWc ein fester Wert ist.
Die Schrittwerte werden auf den Bewertungskoeffizienten in einer Versuchsbasierten Rate angewandt. Dies bedeutet, dass anfänglich Wcⁱ einen Wert von 0 hat, und dass sein Wert bei jedem Versuch um ΔWc vergrößert wird. Somit hat an dem 5. Versuch nach der Einführung des ankommenden Kanals Wcⁱ einen Wert von 5 Δwc. Dies wird fortgesetzt, bis Wcⁱ einen Wert von 1 hat.
Es sei bemerkt, dass die graduelle Einführung des Q-Wertes des ankommenden Kanals angehalten wird, wenn etwas Ungewöhnliches passiert. Ein mögliches Ereignis ist die Verschlechterung des Q-Wertes eines vorhandenen Kanals. Jeder Q-Wert eines vorhandenen Kanals wird festgehalten, und wenn ein Q-Wert eines Kanals unter einen festgelegten Schwellenwert (beispielsweise Q^ENDLIFE) absinkt, so wird die Vergrößerung des Wcⁱ-Wertes des ankommenden Kanals gestoppt.
Obwohl der Abfall des Q-Wertes eines vorhandenen Kanals sich nicht aus der Einführung des ankommenden Kanals ergeben muss, kann dies ein Faktor sein, der einen Beitrag liefert.
Zusätzlich zu der graduellen Vergrößerung des Wcⁱ-Wertes des ankommenden Kanals werden dessen Parameter nicht in die Optimierungs-Experimente eingeführt, bevor nicht Wcⁱ = 1 ist. Das heißt mit anderen Worten, dass die Parameter des Kanals nicht eingeführt werden, bis der Q-Wert des ankommenden Kanals vollständig funktionsfähig ist und zu der Kostenfunktion beiträgt. Weiterhin werden die Parameter für den ankommenden Kanal nicht in die Sortier-Verarbeitungs- oder Entscheidungsfindungs-Funktionen bis zur zweiten Stufe des Kanal-Hinzufügungsprozesses eingeführt.
Weiterhin wird der Q-Wert für den ankommenden Kanal nicht in die Bestimmung des niedrigsten Q-Wertes in dem System eingeführt, bevor nicht der Q-Wert für den ankommenden Kanal größer oder gleich Q^Addth ist. Diese zweite Stufe des Kanal-Hinzufügungsprozesses wird als abgeschlossen betrachtet, wenn der Bewertungskoeffizient (Wcⁱ) des ankommenden Kanals gleich 1 ist und wenn der Q-Wert des ankommenden Kanals zumindest gleich Q^Addth, ist. Dies heißt mit anderen Worten, dass die zweite Stufe als abgeschlossen erklärt wird, wenn der ankommende Kanal vollständig zur Kostenfunktion beiträgt und wenn der ankommende Kanal den Q^Addth-pegel durchläuft.
Ähnlich zu der ersten Stufe des Kanal-Hinzufügungsprozesses wird, wenn die Bedingungen für die zweite Stufe nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeitperiode erfüllt werden, ein Alarm ausgelöst, und außerordentliche Maßnahmen müssen getroffen werden. Wenn daher die Stufe 2 nicht nach einer bestimmten Zeitperiode Timer^Add2 abgeschlossen oder sich ein Abbruch der Prozedur ergibt, so ist der Eingriff eines Menschen zur Reparatur des schwachen ankommenden Kanals erforderlich. Alternativ kann ein neuer Kanal für die Hinzufügung des nächsten Kanals gewählt werden, wenn die zweite Stufe immer noch nicht abgeschlossen ist.
Sobald die zweite Stufe des Hinzufügungsprozesses abgeschlossen ist, wird der ankommende Kanal zu einem vorhandenen Kanal, und seine Parameter und sein Q-Wert werden für alle die Berechnungen und Funktionen verfügbar, die in der kontinuierlichen Optimierung verwendet werden.
Um die Schritte bei dem Kanal-Hinzufügungsprozess zusammenzufassen, zeigt 7 ein Ablaufdiagramm, das diese verschiedenen Schritte zeigt. Der Schritt 300 ist der einer ersten Anfrage, dass ein Kanal hinzuzufügen ist. Diese Anforderung wird an die Systemsteuerung gerichtet, und diese leitet den Rest des Prozesses ein. Der Schritt 310 ist der der Bestimmung der erforderlichen Parameter für den ankommenden Kanal. Dies schließt den Leistungspegel ein, den er am Ende des Prozesses haben sollte, und wie dies weiter oben erläutert wurde, beruht dieser Leistungspegel auf dem Leistungspegel der anderen Kanäle. Der Schritt 315 besteht in dem Einstellen der richtigen Parameter für die verwendeten Geräte. Dies schließt die Einstellung der richtigen Wellenlänge für den Sendelaser und die richtige Ausgangsleistungseinstellung für den Demultiplexer ein. Nachfolgend prüft der Schritt 320, ob die Bedingungen für eine Kanal-Hinzufügung annehmbar sind. Dieser Test kann das Prüfen beinhalten, ob die Q-Werte für alle vorhandenen Kanäle oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegen. Wenn dieser Test nicht bestanden wird, so bricht der Schritt 330 den Kanal-Hinzufügungsprozess ab, und es wird entweder ein neuer hinzuzufügender Kanal gewählt (Schritt 350), oder der schwache ankommende Kanal kann instandgesetzt werden (Schritt 340).
Wenn der vorstehend genannte Test bestanden wird, wird der ankommende Kanal in das System eingeführt, und sein Leistungspegel wird graduell vergrößert (Schritt 370). Die erste Stufe des Prozesses (die die Schritte 315–370 umfasst) wird als abgeschlossen erklärt, wenn der Q-Wert für den ankommenden Kanal als ein Minimum einen bestimmten Schwellenwert erreicht. Der Schritt 375 führt einen Test dieses Schwellenwertes durch, und wenn er nicht erfüllt ist, so werden die Schritte 320–370 wiederholt.
Sobald die erste Stufe abgeschlossen ist, beginnt die zweite Stufe des Prozesses. Der Schritt 380 besteht in der Feststellung, ob die Bedingungen korrekt sind, um die zweite Stufe einzuleiten oder mit dieser fortzufahren. Wenn die Bedingungen nicht korrekt sind, so bricht der Schritt 390 den Kanal-Hinzufügungsprozess ab. Sobald der Kanal-Hinzufügungprozess abgebrochen wird, wird entweder der schwache ankommende Kanal durch einen menschlichen Eingriff instandgesetzt (Schritt 400), oder es wird ein neuer Kanal für die Hinzufügung gewählt. Wenn andererseits die Bedingungen für die Stufe 2 korrekt sind, so wird der ankommende Kanal graduell in die Kostenfunktion eingeführt. Nach jeder Vergrößerung des Bewertungskoeffizienten prüft der Schritt 430, ob die Bedingungen ein Ende der zweiten Stufe erfordern. Wenn die Bedingungen immer noch eine Fortsetzung der zweiten Stufe fordern, wo werden die Schritte 380–430 wiederholt. Wenn die Stufe als erledigt erklärt wird, so stellt der Schritt 440 fest, dass der ankommende Kanal nunmehr vollständig in das System integriert ist.
Es sei bemerkt, dass der vorstehende Prozess wiederholt werden kann, um weitere Kanäle zu dem System hinzuzufügen.
Kanal-Entfernung
Für die Entfernung eines Dienstes oder eines Kanals oder einer Wellenlänge stellt das System diese Funktion durch graduelles Verkleinern des Kanal-Leistungspegels des abgehenden Kanals und dessen Beitrag zu der Gesamt-Betriebsleistung bereit.
Der erste von zwei Stufen der Kanal-Entfernung verkleinert stetig den Beitrag des abgehenden Kanals zu der Kostenfunktion. Während dieser Stufe werden die Parameter des abgehenden Kanals von den Sortier-, Verarbeitungs- und Entscheidungsfunktionen entfernt. Dann wird der Bewertungskoeffizient, der dem Q-Wert des abgehenden Kanals in der Kostenfunktion zugeordnet wird, Wcⁱ, um einen festgelegten Betrag verringert. Diese Verringerung wird graduell durchgeführt, wobei jeder Versuch in dem Optimierungsprozess eine Verkleinerung des Koeffizienten hervorruft. Wenn somit der Anfangswert des Koeffizienten gleich Wc^x ist und die Größe der Verringerung gleich ΔWcⁱ ist, so ist nach 5 Versuchen der Wert von Wcⁱ gleich Wc^x – 5ΔWcⁱ. Mathematisch kann diese Beziehung wie folgt ausgedrückt werden: Wci(x) = Wcj(x-1) – ΔWcworin

Wc^i(x): der Bewertungskoeffizient bei dem Versuch x ist,
Wc^i(x-1): der Bewertungskoeffizient bei dem Versuch (x – 1) ist, und
ΔWc: der vorgegebene Verringerungswert für den Koeffizienten ist.

Der Koeffizient wird daher von seinem normalen Wert, üblicherweise 1, auf Null verringert.
Während das Vorstehende erfolgt, wird der Rest der vorhandenen Kanäle auf ihren vorhergehenden Betriebsleistungspegeln gehalten. Der Q-Wert für jeden dieser Kanäle darf nicht um mehr als Q^PDL von seinem vorhergehenden Wert zu dem Kanal-Entfernungsprozess abfallen. Wie dies erwähnt wurde, ist Q^PDL dBQ für die Schlimmstfall-Q-Beeinträchtigung aufgrund von PDL, PMD, Alterung, Temperaturänderung oder Kanal-Hinzufügung/Entfernung reserviert. Kurz gesagt ist Q^PDL die Toleranz, die für die Q-Werte zugelassen wird. Wenn ein Q-Wert für einen vorhandenen Kanal nicht um mehr als Q^PDL absinkt, so wird die Verkleinerung des Bewertungskoeffizienten des abgehenden Kanals entweder verlangsamt oder angehalten.
Weiterhin werden, wie dies weiter oben erwähnt wurde, die Parameter des abgehenden Kanals aus der Berücksichtigung für alle Optimierungstests, Berechnungen oder Funktionen entfernt. Nicht nur dies, sondern auch der Q-Wert für den abgehenden Kanal wird ebenfalls aus irgendeiner Betrachtung entfernt, die sich auf die System-Optimierung bezieht. Nachdem der Bewertungskoeffizient für den abgehenden Kanal Null erreicht, wird die erste Stufe als abgeschlossen betrachtet.
Die zweite Stufe des Entfernungsprozesses beinhaltet die Verkleinerung des Leistungspegels des abgehenden Signals. Dies erfolgt durch graduelles Verkleinern des Leistungspegels des abgehenden Kanals um einen voreingestellten Wert bei jedem Versuch, bis der Leistungspegel gleich Null ist, und sein Q-Wert höchstens gleich Q^ENDLIFE ist. Somit wird für jeden auf die erste Stufe des Kanal-Entfernungsprozesses folgenden Versuch der Leistungspegel des abgehenden Kanals um P^addDel verringert, bis dessen Leistungspegel gleich Null ist. Die gleichen Bedingungen, die auf die vorhandenen Kanäle in der ersten Stufe des Kanal-Entfernungsprozesses angewandt wurden, gelten genauso für die zweite Stufe. Wenn der Q-Wert eines vorhandenen Kanals um mehr als Q^PDL absinkt, so wird die Verringerung des Leistungspegels angehalten oder verlangsamt.
Um die bei dem Kanal-Entfernungsprozess auftretenden Schritte zusammenzufassen, ist 8 ein Ablaufdiagramm, das Einzelheiten dieser Schritte angibt. Wie dies zu erkennen ist, besteht der Anfangsschritt in der Anforderung einer Kanal-Entfernung (Schritt 500). Dieser Schritt wird von der Steuerung empfangen, und diese leitet den Rest der Folge ein. Der Schritt besteht in der Entfernung der Parameter des abgehenden Kanals von allen den Optimierungsfunktionen, Entscheidungen und Berechnungen. Dies kann entweder dadurch erfolgen, dass ein Null-Koeffizient für den betreffenden Parameter eingegeben wird, oder dass lediglich der Parameter aus dem betreffenden Vektor entfernt wird. 520 führt eine Prüfung durch, um festzustellen, ob die Bedingungen eine Fortsetzung der Kanal-Entfernung zulassen. Diese Bedingung, dass der niedrigste Q-Wert der vorhandenen Kanäle nicht um mehr als einen festgelegten Betrag absinkt, stellt sicher, dass die Entfernung des Kanals keine unzulässigen nachteiligen Wirkungen auf das System hervorruft, oder dass zumindest irgendwelche nachteiligen Wirkungen nicht der Kanal-Entfernung zuzuordnen sind. Wenn die Bedingung im Schritt 520 nicht erfüllt ist, das heißt, dass der niedrigste Q-Wert der vorhandenen Kanäle um mehr als den zugeteilten Betrag abgefallen ist, so wird einer der Schritte 530 oder 540 ausgeführt. Der Schritt 530 hält den Kanal-Entfernungsprozess an, während der Schritt 540 den Prozess verlangsamt, möglicherweise durch Ändern des Betrages, um den die betreffende Einstellung oder der Koeffizient verkleinert wird. Um den Prozess fortzusetzen, muss, wenn der Schritt 520 negativ beantwortet wird, der Schritt 550 den Bewertungskoeffizienten in der Kostenfunktion, der sich auf den Q-Wert des abgehenden Kanals bezieht, verringern. Dieser Schritt verringert stetig den Beitrag, den der Q-Wert des abgehenden Kanals zu der Gesamt-Kostenfunktion ergibt. Wie dies weiter oben erwähnt wurde, treten Instanzen dieser Verkleinerung lediglich nach einem Experiment oder einem Versuch auf. Weiterhin ist, wie dies weiter oben erwähnt wurde, die Größe der Verringerung vorgegeben.
Nachdem der Koeffizient Wcⁱ verringert wurde, prüft der Schritt 560, ob die Austrittsbedingung für die erste Stufe (mit den Schritten 520–560) erfüllt ist. Diese Bedingung besteht darin, dass der im Schritt 550 verringerte Koeffizient gleich Null ist. Sobald dies erfüllt ist, trägt der Q-Wert des abgehenden Kanals nicht mehr länger zu der Kostenfunktion des Systems bei. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, werden die Schritte 520–560 (Stufe 1) wiederholt, bis die Bedingung erfüllt ist.
Wenn die genannte Bedingung erfüllt ist, so beginnt die Stufe 2 des Entfernungsprozesses. Der Schritt 570 prüft wiederum, ob die Bedingung für die Fortsetzung mit dem Entfernungsprozess erfüllt ist. Diese Bedingung und die Folgen bei ihrer Nichterfüllung ist identisch zu denen der ersten Stufe. Wenn der niedrigste Q-Wert für einen vorhandenen Kanal in dem System um einen Betrag absinkt, der größer als sein vorgegebener Betrag ist, so wird entweder der Kanal-Entfernungsprozess angehalten (Schritt 530) oder der Prozess wird dadurch verlangsamt, dass die Größe verkleinert wird, um die der Leistungspegel des abgehenden Kanals verringert wird (Schritt 540).
Der nächste Schritt (Schritt 580), besteht, wenn die Bedingung für die Fortsetzung des Entfernungsprozesses erfüllt ist, in der tatsächlichen Verringerung des Leistungspegels des abgehenden Kanals um einen eingestellten Betrag. Weitgehend ähnlich wie in der ersten Stufe wird jede Instanz dieses Schrittes lediglich nach einem Optimierungsversuch ausgeführt. Der Schritt 530 besteht nach der Verringerung des Leistungspegels des abgehenden Kanals in der Feststellung, ob die Austrittsbedingungen für die Stufe 2 erfüllt sind. Diese Bedingungen bestehen darin, dass der Leistungspegel des abgehenden Kanals gleich Null ist, und dass sein Q-Wert höchstens einen bestimmten Wert aufweist.
Wenn die Austrittsbedingungen nicht erfüllt sind, so wird die zweite Stufe (Schritte 570–590) wiederholt, bis die Austrittsbedingungen erfüllt sind. Der abschließende Schritt, Schritt 600, beendet den Entfernungsprozess.
Weitgehend ähnlich wie der Kanal-Hinzufügungsprozess kann der Kanal-Entfernungsprozess wiederholt werden, um mehr als einen Kanal zu entfernen.
Es sei aus Gründen der Klarheit bemerkt, dass der vorstehende Kanal-Hinzufügungs-/Entfernungsprozess sich nicht auf die dynamische Hinzufügung-/Entfernung bestimmter Kanäle bezieht, wie sie sich bei optischen Hinzufügungs-/Abzweigungs-Multiplexern findet.
Das Hinzufügen/Entfernen in diesem Dokument bezieht sich auf das Hinzufügen und Entfernen oder Verkleinern von Übertragungskapazität in dem System und nicht auf bestimmte Übertragungs-Verbindungsstrecken. Wenn daher das System mit zehn 10 Gbit-Übertragungs-Fernstrecken arbeitet, so kann einer dieser Fernstrecken aktiviert oder deaktiviert werden, um die Übertragungskapazität des Systems zu erweitern oder zu verringern. Um das Vorstehende weiterhin zu klären, ist das Hinzufügen eines Kanals, wie der Ausdruck vorstehend verwendet wird, identisch zum Aktivieren einer vorher vorhandenen Fernstrecke, während das Entfernen eines Kanals, wie der Ausdruck vorstehend verwendet wird, identisch zu der Deaktivierung einer vorher vorhandenen Fernstrecke ist.
Das vorstehende System ist insbesondere für die Steuerung optischer Komponenten von einer entfernt angeordneten Stelle aus geeignet. Optische Geräte, wie z.B. DCFF's (dynamische Verstärkungsabflachungsfilter) können sich an einer Stelle A befinden, während sich die Steuerung an einer Stelle B befinden kann. Die Steuerung kann dann die Einstellungen und die Betriebsleistung des DGFF an der Stelle A einstellen.
Eine die vorstehende Erfindung verstehende Person kann sich nunmehr alternative Konstruktionen unter Verwendung der hier beschriebenen Prinzipien vorstellen. Alle derartigen Konstruktionen, die unter den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen, sollen Teil der vorliegenden Erfindung sein.

Claims

Optisches Übertragungssystem zum Senden von zumindest einem optischen Signal von einem sendenden Ende zu einem empfangenden Ende wobei das System Folgendes umfasst: – zumindest ein Sender-Modul (10) zum Senden des zumindest einen optischen Signals an dem sendenden-Ende; – zumindest ein Empfänger-Modul (70) zum Empfangen des zumindest einen optischen Signals an dem empfangenden-Ende; – eine Vielzahl von optischen Netzwerk-Elementen (30, 40A, 40B, 40C, 50) zwischen dem zumindest einen Sender-Modul (10) und dem zumindest einen Empfänger-Modul (70), wobei zumindest eines (30) der Elemente ein empfangendes Element zum Empfang des zumindest einen optischen Signals von dem zumindest einen Sender-Modul (10) ist, und wobei zumindest eines (50) der Elemente ein sendendes Element zum Senden des zumindest einen optischen Signals an das zumindest eine Empfänger-Modul (70) ist; und – ein Steuerungs-Modul (80) zum Empfang von Daten von der Vielzahl der optischen Netzwerk-Elemente (30, 40A, 40B, 40C, 50), wobei das optische Übertragungssystem dadurch gekennzeichnet ist, dass das Steuerungsmodul (80) zur Optimierung der Betriebsleistung des optischen Übertragungssystems durch kontinuierliche Modifikation von Betriebsleistungseigenschaften der Vielzahl von optischen Netzwerk-Elementen (30, 40A, 40B, 40C, 50) auf der Grundlage der Daten dient, wodurch die Vielzahl von optischen Netzwerk-Elementen (30, 40A, 40B, 40C, 50) gesteuert wird.
System nach Anspruch 1, bei dem die Vielzahl von optischen Netzwerk-Elementen (30, 40A, 40B, 40C, 50) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Folgendes umfasst: – optische Multiplexer; – optische Demultiplexer; – optische Verstärker; – optische Rangierverteiler; – optische Filter; – Dispersions-Kompensations-Module; und – optische Hinzufügungs/Abzweigungs-Multiplexer.
Verfahren zur Vergrößerung der Betriebsleistung eines optischen Kommunikations-Netzwerkes (10, 30, 40A, 40B, 40C, 50, 90), das mehrfache Kanäle (20, 60) und mehrfache einstellbare Parameter aufweist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: a) Erfassen von Betriebsleistungs-Datenmessungen für eine Vielzahl der mehrfachen Kanäle; b) Bestimmen einer Gesamt-Betriebsleistungs-Messung für das optische Kommunikations-Netzwerk auf der Grundlage der Betriebsleistungs-Daten-Messungen; gekennzeichnet durch: c) adaptives Einstellen ausgewählter einstellbarer Parameter zur Verbesserung der Gesamt-Betriebsleistungs-Messung für das optische Kommunikations-Netzwerk.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Gesamt-Betriebsleistungs-Messung für das optische Kommunikations-Netzwerk eine Kostenfunktion ist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem eine Verbesserung der Gesamt-Betriebsleistung für das optische Kommunikations-Netzwerk durch Absenken der Betriebsleistung von zumindest einem der mehrfachen Kanäle erzielt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Schritt c) durch die folgenden Schritte bewirkt wird: a) Vergrößern eines Beitrages eines ankommenden Kanals (60) des optischen Kommunikations-Netzwerkes zu einer Gesamt-Betriebsleistungs-Messung für das optische Kommunikations-Netzwerk; b) Experimentieren mit den Parametern zur Vergrößerung der Betriebsleistungs-Messung für das optische Kommunikations-Netzwerk; und c) Wiederholen der Schritte a) bis b), bis der ankommende Kanal (60) eine vollständige Komponente der Betriebsleistungs-Messung für das optische Kommunikations-Netzwerk ist.