KR20130109180A

KR20130109180A - 광다중 섹션 채널당 프리―엠퍼시스 파워의 동적 평가

Info

Publication number: KR20130109180A
Application number: KR1020137014650A
Authority: KR
Inventors: 장-뤽 오지
Original assignee: 알까뗄 루슨트
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2013-10-07
Also published as: US9002200B2; KR101392797B1; JP5575992B2; EP2466770B1; CN103262443A; WO2012084365A1; JP2014505405A; EP2466770A1; US20140147113A1; CN103262443B

Abstract

광 네트워크에서 섹션의 런치 파워 프로파일을 프리―엠퍼시스하기 위한 장치 및 방법이다. 상기 방법은 섹션의 출력에서 출력 파워를 측정하는 단계, 섹션의 디자인 특성들을 이용하여 플랫 런치 파워 프로파일과 연계된 예상 출력 파워를 결정하는 단계, 및 측정된 출력 파워와 상기 예상 출력 파워 사이의 총 파워 편차를 결정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한, 총 파워 편차의 함수로서 시그널 대 노이즈비 편차와 비선형 위상 변위 편차를 결정하는 단계, 및 비선형 위상 변위 편차들의 합과 각 채널의 시그널 대 노이즈비 편차들의 합이 동일한 양만큼 감소되도록, 각 스팬의 상기 계산된 시그널 대 노이즈비 편차들과 각 스팬의 상기 계산된 비선형 위상 변위 편차들의 함수에 기초하여 런치 파워 프로파일을 프리―엠퍼시스하는 단계를 포함한다.

Description

광다중 섹션 채널당 프리―엠퍼시스 파워의 동적 평가{DYNAMIC EVALUATION OF THE OPTICAL MULTIPLEX SECTION PER―CHANNEL PRE―EMPHASIS POWER}

본 발명은 광 네트워크들의 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 광다중화된 섹션(optical multiplexed section)에서 채널당 프리―엠퍼시스(pre―emphasis) 파워의 최적화에 관한 것이다.

대부분의 광 네트워크들은 OMS(Optical Multiplex Section)들에 의해 상호 접속된 WSS(Wavelength Selective Switch)들을 포함하고, 복수의 광파이버 스팬(fibre optic span)들을 각각 포함한다. 이러한 네트워크들에서, 채널들로 알려진 상이한 파장들의 시그널들은 동일한 OMS와 함께 다중화되고 동일한 OMS를 통해 전송된다. OMS의 섹션을 구성하는 광파이버 스팬들은 일반적으로 트랜스폰더(transponder)들의 역할을 행하는 광 증폭기들에 의해 분리될 것이며, 이에 따라 첫번째 스팬의 말단(end)에서 디그레이드(degrade)된 시그널을 수신하고, 다음 스팬의 시작단(start)에서 보다 강한 시그널을 전송한다.

재―증폭(re―amplification)의 상기 프로세스는, OMS의 길이를 연장하는 반면, 그 자체가 시그널에 몇몇 에러들을 발생시킨다. 또한, 이러한 에러들이 갖는 크기와 미칠 영향은 각 채널의 대역폭과 파장에 따라 달라질 것이다. 게인 모드 증폭기들에 관련된 시스템에서는 채널당 파워 에러들을 일으키는 몇몇 요인들이 있다. 이러한 요인들은 게인 에러들, 틸트(tilt) 및 리플(ripple)을 포함한다. 이러한 에러들의 영향들을 완화시키기 위해서, 몇 가지 방법들이 OMS에 대한 시그널 입력의 파워 레벨을 최적화하도록 개발되어 왔다.

하나의 방법으로는 전송 포인트로부터 수신 포인트로의 링크 베이시스(link basis) 상에서 작동하는 파워 최적화 테크닉인 APA(Automatic Pre―emphasis Adjustment)가 있다. APA는 일반적으로 리시버(receiver)에서 BER(Bit Error Rate)을 모니터링하는 것, 및 트랜스미터(transmitter)에 적용된 채널당 프리―엠퍼시스를 변화시키는 것으로 구성된다. 이 폐쇄 루프 알고리즘은 리시버 말단에서 결과적으로 BER을 최적화하는 방식으로 채널당 프리―엠퍼시스를 튜닝하는 것을 목적으로 한다. APA 테크닉의 한 가지 단점은 네트워크에서 각각의 라우트(route)에 대한 BER 정보가 전송측으로 다시 공급되는 것을 필요로 한다는 점에서, 포인트―대―포인트 라우트(point―to―point route)들에 대해서만 적합하다는 것이다. 따라서, APA를 이용하여 메시형 네트워크(meshed network)에서 채널당 프리―엠퍼시스를 계산하는 데 필요한 파워 알고리즘들은 상당히 복잡해질 것이다.

메시형 네트워크들과 호환할 수 있는 방법은 각 섹션의 시작단에서 모든 채널들의 파워(즉, 플랫 런치(flat launch))를 균등화(equalize)하는 것, 및 게인 에러들을 감소시키기 위해 프리―엠퍼시스 프로파일을 통해 플랫 런치를 강화시키는 것으로 구성되어 있는 강화된 APE(Automatic Power Equalization)이다. 현재, 필요한 프리―엠퍼시스 프로파일은 일반적으로, 채널당 파워 정보만을 제공할 수 있고, 이에 따라 BER보다 훨씬 덜 안정적인 QoT(Quality of Transmission) 인디케이터인 OCM(Optical Channel Monitor)에 의해 얻은 측정들을 이용하여 추정된다. 강화된 APE에 관련하여 종래 기술에서 진행된 제안들은 OMS의 말단에서 프리―엠퍼시스 파워를 상기 측정된 채널당 파워 편차의 절반으로 설정하는 것을 제안한다. 상기 추정은 OMS에서의 다양한 증폭기들의 출력 파워(output power)들 사이에서 그 어떤 격차(disparity)들도 고려하지 않은 것이며, 또한 OMS에서의 스팬 손실(span loss)들 사이의 어떤 차이(difference)들도 고려하지 않은 것이다.

따라서, 상기 차이들이 특히 심각한 경우(즉, 대형 스팬과 증폭기 파워 불균일성(heterogeneity)을 갖는 OMS의 경우), 상기 프리―엠퍼시스 추정은 최적의 프리―엠퍼시스 프로파일로부터 상당히 벗어날 것이다.

그러므로 OMS에서 필요한 채널당 파워 프리―엠퍼시스를 결정하는 향상된 방법에 대한 요구가 있다.

종래 기술과 관련된 문제들을 해결하기 위하여, 본 발명은 광 네트워크에서 섹션의 런치 파워 프로파일(launch power profile)을 프리―엠퍼시스하는 방법으로서, 상기 섹션은 복수의 광파이버 스팬들을 포함하고, 각 스팬은 증폭기에 의해 분리되는 방법을 제공하고, 상기 방법은:

상기 섹션의 각 채널에 대해, 상기 섹션의 출력에서 출력 파워를 측정하는 단계;

상기 섹션의 각 채널에 대해, 상기 섹션의 디자인 특성들을 이용하여 플랫 런치 파워 프로파일(flat launch power profile)과 연계된 예상 출력 파워를 결정하는 단계;

상기 섹션의 각 채널에 대해, 상기 측정된 출력 파워와 상기 예상 출력 파워 사이의 총 파워 편차를 결정하는 단계;

상기 복수의 광파이버 스팬들 각각의 각 채널에 대해, 상기 총 파워 편차의 함수로서 시그널 대 노이즈비 편차를 결정하는 단계;

상기 복수의 광파이버 스팬들 각각의 각 채널에 대해, 상기 총 파워 편차의 함수로서 비선형 위상 변위 편차를 결정하는 단계; 및

비선형 위상 변위 편차들의 합과 각 채널의 시그널 대 노이즈비 편차들의 합이 동일한 양만큼 감소되도록, 각 스팬의 상기 계산된 시그널 대 노이즈비 편차들과 각 스팬의 상기 계산된 비선형 위상 변위 편차들의 함수에 기초하여 상기 런치 파워 프로파일을 프리―엠퍼시스하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 상기 시그널 대 노이즈비 편차를 결정하는 단계는 또한, 상기 섹션의 입력 파워에 대해 각 스팬의 출력 게인을 이용하는 단계를 포함하고;

상기 비선형 위상 변위 편차를 결정하는 단계는 또한, 상기 섹션의 입력 파워에 대해 각 스팬의 입력 게인을 이용하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 상기 섹션은 2개의 WSS들 사이의 OMS이다.

바람직하게, 상기 파워 프로파일은 복수의 채널들을 포함한다.

바람직하게, 상기 플랫 런치 파워 프로파일과 연계된 상기 예상 출력 파워를 결정하는 데 이용된 상기 섹션의 디자인 특성들은, 상기 복수의 스팬들의 각각과 연계된 길이, 상기 복수의 스팬들의 광파이버 케이블의 타입, 및 상기 섹션에 이용된 증폭기의 타입 중 적어도 하나를 포함한다.

본 발명은 또한, 광 네트워크에서 섹션의 런치 파워 프로파일을 프리―엠퍼시스하기 위한 장치로서, 상기 섹션은 복수의 광파이버 스팬들을 포함하고, 각 스팬은 증폭기에 의해 분리되는 장치를 제공하고, 상기 장치는:

상기 섹션의 각 채널에 대해, 상기 섹션의 출력에서 출력 파워를 측정하도록 구성된 측정 수단;

상기 섹션의 각 채널에 대해, 상기 섹션의 디자인 특성들을 이용하여 플랫 런치 파워 프로파일과 연계된 예상 출력 파워를 결정하도록 구성된 예상 출력 파워 결정 수단;

상기 섹션의 각 채널에 대해, 상기 측정된 출력 파워와 상기 예상 출력 파워 사이의 총 파워 편차를 결정하도록 구성된 총 파워 편차 결정 수단;

상기 복수의 광파이버 스팬들 각각의 각 채널에 대해, 상기 총 파워 편차의 함수로서 시그널 대 노이즈비 편차를 결정하도록 구성된 시그널 대 노이즈비 편차 결정 수단;

상기 복수의 광파이버 스팬들 각각의 각 채널에 대해, 상기 총 파워 편차의 함수로서 비선형 위상 변위 편차를 결정하도록 구성된 비선형 위상 변위 편차 결정 수단; 및

비선형 위상 변위 편차들의 합과 각 채널의 시그널 대 노이즈비 편차들의 합이 동일한 양만큼 감소되도록, 각 스팬의 상기 계산된 시그널 대 노이즈비 편차들과 각 스팬의 상기 계산된 비선형 위상 변위 편차들의 함수에 기초하여 상기 런치 파워 프로파일을 프리―엠퍼시스하도록 구성된 프리―엠퍼시스 제어 수단을 포함한다.

바람직하게, 상기 시그널 대 노이즈비 편차 결정 수단은 또한, 상기 시그널 대 노이즈비 편차를 결정하기 위해, 상기 섹션의 입력 파워에 대해 각 스팬의 출력 게인을 이용하도록 구성되고;

상기 비선형 위상 변위 편차 결정 수단은 또한, 상기 비선형 위상 변위 편차를 결정하기 위해, 상기 섹션의 입력 파워에 대해 각 스팬의 입력 게인을 이용하도록 구성된다.

바람직하게, 상기 섹션은 2개의 WSS들 사이의 OMS이다.

바람직하게, 상기 예상 출력 파워 결정 수단은 또한, 상기 복수의 스팬들의 각각과 연계된 길이, 상기 복수의 스팬들의 광파이버 케이블의 타입, 및 상기 섹션에 이용된 증폭기의 타입 중 적어도 하나를 이용함으로써, 상기 플랫 런치 파워 프로파일과 연계된 상기 예상 출력 파워를 결정하도록 구성된다.

본 발명은 또한, 프로그램이 컴퓨터 상에서 실행될 때 상기 방법의 단계들을 수행하도록 구성된 컴퓨터 판독 가능한 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 제공한다.

알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 종래 기술에 비해 많은 장점들을 제공한다. 예를 들어, 본 발명은 포인트―대―포인트 링크(point―to―point link)에서 수신 말단에서의 BER 측정과는 관계없기 때문에, 본 발명을 단일 OMS에 대해 이용할 수 있을 것이며, 본 발명이 메시형 광 네트워크들에서 이용될 때 특히 유리하게 된다.

또한, 본 발명은 주어진 OMS에 대해 필요한 필수 프리―엠퍼시스 프로파일의 보다 나은 추정(종래 기술의 프리―엠퍼시스 솔루션들보다 적어도 10% 향상)을 제공한다. 이러한 장점은, OMS가 동일하지 않은 길이들을 갖는 스팬들의 시리즈 및／또는 동일하지 않은 출력 파워들을 갖는 증폭기들을 포함하는 환경에서 특히 뚜렷하다.

또한, 본 발명은 네트워크에서 어떤 추가 하드웨어도 인스톨되는 것을 필요로 하지 않으며, 각 스팬의 상대적 NPS(Nonlinear Phase Shift) 및 OSNR(Optical Signal to Noise Ratio) 가중치들을 결정함으로써 간단하게 구현될 수 있다. (절대적의 반대 의미로서) 상대적 기여(relative contribution)들만이 필요하기 때문에, 본 발명을 수행하는 데 필요한 정보는 디자인에 의해 용이하게 결정될 수 있고, 또한 그 과정에서 네트워크의 수명을 변경시키지 않는다. 또한, 본 발명은 증폭기 NF(Noise Figure), 스팬 길이들, 파이버 타입, 및 각 트랜스폰더의 OSNR 타겟과 비선형 문턱값과 무관한다.

본 발명의 구체적이지만 한정적이지는 않는 실시예들은 현재 첨부된 도면들을 참조로 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 OMS의 개략도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 WSS의 기능 블록도; 및
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 흐름도.

도 1은 WSS(11)와, 광 증폭기(AMP₁, AMP₂,..., AMP_i)에 의해 각각 분리된 복수의 파이버 스팬들(S₁, S₂,..., S_i)을 포함하는 일반적인 OMS(10)를 나타낸다. 도 1은 OMS의 단일 방향만을 나타내는 것임을 주의한다. 일반적으로, OMS들은 양방향이며, 각 방향으로 하나씩 있는 각 WSS(11, 12) 사이에 스팬들의 2개 시퀀스(sequence)들을 포함한다.

도 1은 유사한 길이를 갖는 복수의 스팬들(S₁, S₂,..., S_i)을 나타내지만, 각각의 스팬 길이가 상당히 다를 수 있음을 알 것이다. 또한, 광 증폭기들(AMP₁, AMP₂,..., AMP_i)은 또한 디자인, 품질(quality) 및 출력 파워의 측면에서 달라질 수 있다. 상술된 변화들은 다른 방식들에서 시그널 디그레이데이션(degradation)에 영향을 미칠 것이다.

도 1에 도시된 바와 같은 시스템에는 채널당 파워 에러들의 3개 주 원인들; 즉, 틸트, 게인 에러 및 피크―대―피크 리플(peak―to―peak ripple)이 있다. 틸트로 인한 손실들이 게인 에러나 피크―대―피크 리플에 기인한 것들보다 훨씬 크기 때문에, 틸트는 가능할 때마다 각각의 증폭기(AMP₁, AMP₂,..., AMP_i)에 의해 보상되어야 한다. 그러므로 상기 공개의 목적들을 위해, 틸트가 증폭기 레벨에서 보상되는 것으로 가정될 것이다.

나머지 게인 에러 및 피크―대―피크 리플은 일반적으로 6 스팬들마다에 위치된 게인 이퀄라이저(gain equalizer)들에 의해 보상될 수 있다. 그러나 플랫 균등화(flat equalization)가 수행될 때, 이들 효과들의 축적이 중단될 수 있지만, 파워 익스커전(power excursion)들에 의해 발생된 OSNR과 NPS 페널티(penalty)는 남아 있다. 평균 파워에 대한 네거티브 파워 익스커전(negative power excursion)들로부터의 OSNR 페널티는:

과 같이 계산될 수 있다.

여기서 R은 스팬당 네거티브 익스커전이고 N은 OMS에서 스팬들의 수이다. 그러나 NPS는 전송 포맷 및 링크의 특성과 같은 여러 요인(factor)들에 따라 달라지므로, 쉽게 추정되지 않는다. 상술한 바와 같이, 상기 페널티들에 대해 보상하기 위해 시도하는 알려진 방법들은 측정된 파워 익스커전의 절반을 이용하여 런치 파워 프로파일의 각 채널을 프리―엠퍼시스하는 데 초점을 맞춘다. 상술한 바와 같이, 이것은 여러 이유들 때문에 프리―엠퍼시스하는 것이 최적의 방식은 아니다.

지금 설명하는 바와 같이, 본 발명은 런치 파워 프로파일 프리―엠퍼시스를 설정하는 보다 나은 방법을 제공한다. 도 1에서 "Δ"는 OMS의 말단에서 총 채널당 파워 편차를 나타낸다. 채널당 파워 편차 Δ는 OMS의 말단에서 측정된 채널당 출력 파워와, 플랫 런치 파워 프로파일에 응답하여 계산된 채널당 출력 파워와의 사이의 편차이다. 상기 계산된 채널당 출력 파워는 OMS의 디자인 특성들에 기초한 것, 보다 구체적으로 플랫 파워 프로파일(즉, 프리―엠퍼시스 없는 것)이 OMS의 시작단에 이용되는 경우 상기 디자인 특성들이 어떻게 채널 파워 프로파일에 영향을 미칠 것인지에 기초한 것이다. 상기 계산에 이용될 수 있는 디자인 특성들은 스팬 길이, 파이버 타입／손실 및 증폭기 타입을 포함할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 다른 OMS 특성들은 보다 정확한 계산을 행하기 위해 포함될 수 있다.

저 입력 파워를 갖는 숏 스팬(short span)은 상대적으로 낮은 NPS 기여(contribution)를 제공할 것이고, 상대적으로 높은 OSNR을 갖고 있을 것이라고 알려져 있다. 따라서, 주어진 파워 편차에 대해, 이러한 스팬은 저 OSNR을 갖는 고 입력 파워 스팬보다 작은 총 페널티에 대한 기여를 제공할 것이다. 또한, 파워 편차가 누적되기 때문에, 그 결과 페널티는 저 OSNR을 갖는 고 입력 파워 스팬이 OMS의 시작단에 있는지 또는 OMS의 말단에 있는지의 여부에 따라 달라질 것이다.

또한, 주어진 스팬의 파워 편차 페널티는 스팬의 입력 파워와 링크된 NPS 편차와, 스팬의 출력 파워와 링크되거나 또는 다음 증폭기의 입력 파워와 링크된 OSNR 편차와의 조합이다. 예를 들어, 상대적으로 낮은 입력 파워를 갖는 상대적으로 긴 스팬은 NPS보다 많은 OSNR이 총 페널티에 기여할 것이다.

알 수 있는 바와 같이, 전송 시스템은 OSNR과 NPS 예산(budget)들이 동등하게 소비될 때 최대에 도달한다는 것을 나타낸다. 그러나 상기 프리―엠퍼시스를 통해 확실하게 보상하기 위해서는 각 스팬에 대해 절대적인 OSNR과 NPS 기여들을 결정하는 것이 필요하다.

그러나 이 출원에 의해 알 수 있는 바와 같이, 우수한 근사값을 얻기 위해서 OMS에서 각 개별 스팬의 절대적 OSNR과 NPS 기여들을 결정할 필요는 없다. 각 스팬의 상대적 기여를 결정하기 위해 평균 파워(즉, 플랫 런치)에 대한 OSNR과 NPS 편차들을 이용하여 절대적 기여들을 추정할 수 있다.

고정된 기준 파워 P_ref가 OMS의 입력에서 규정된 경우, 각 스팬 S₁, S₂,...,S_i는 P_ref에 대한 입력 게인 관계 Gin₁, Gin₂,..,Gin_i와, 또한 P_ref에 대한 출력 게인 관계 Gout₁, Gout₂,..,Gout_i를 갖고 있을 것이다. 이들 게인 관계들은 가중 함수(weighting function)로서 이용되며, 디자인 파라미터들에 따라 달라지므로, 변경되지 않는다.

따라서, 개별 OMS의 절대적 OSNR과 NPS 기여들을 측정하는 부담이 있을 수 있지만, 이 출원은 OMS 시작단에서 기준 파워 P_ref를 이용하여 계산된 OSNR과 NPS 편차들, 및 OMS의 출력에서의 총 채널당 파워 편차 Δ를, P_ref에 대한 각 스팬의 게인 관계들의 일부 지식과 함께 이용하여 상기 절대적 기여들의 가장 우수한 근사값을 얻을 수 있다.

상대적 기여들은 스팬 입력 및 출력 파워들에 대해 추정된다. 모든 스팬들과 OMS의 입력에서 고정된 파워 기준 P_ref와의 사이의 게인 관계들은 총 OMS의 OSNR과 NPS에 대한 OSNR 및 NPS 기여들에 관한 스팬의 개별 가중치를 나타낸다. 스팬의 입력 및 출력 파워들은 P_ref에 대한 입력 게인 관계 Gin₁, Gin₂,..,Gin_i와, 또한 P_ref에 대한 출력 게인 관계 Gout₁, Gout₂,..,Gout_i를 결정하는데 용이하게 이용될 수 있다. 상술한 바와 같이, 틸트 페널티들은 일반적으로 증폭기 레벨에서 수정될 것이다. 이를 행하기 위해, 각 증폭기는 입력 파워 및 출력 파워를 정확하게 측정해야 한다. 그러므로, 바람직한 실시예에서, OMS에서의 각 증폭기는 입력 파워 측정 및 출력 파워 측정을 WSS로 다시 보낼 것이고, 상기 측정들은 본 발명에 따른 게인 관계들을 계산하는데 이용될 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 시스템에서, 각 스팬에 대한 입력 및 출력 값들은 스팬 자체로부터 수신될 수 있거나(OMS를 통한다는 것을 말함), 또는 임의의 다른 수단에 의해 측정될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 WSS(11)의 단순화된 기능 블록도이다. WSS(11)는 WSS의 출력 시그널에 적용하는 프리―엠퍼시스의 양을 계산하는 임무를 맡는 프리―엠퍼시스 컨트롤 유닛(23)을 구비하는 전송 유닛(21)을 포함한다. 전송 유닛(21)은 도 1의 OMS의 제 1 스팬 S₁에 차례로 접속된 AWG(Arrayed Waveguide Grating) 광 멀티플렉서(24)와 프리―중폭기(26)에 접속되어 있다.

도 2에 나타난 바와 같이, WSS(20)는 또한 수신 유닛(22)에 차례로 접속된 AWG 광 디멀티플렉서(optical demultiplexer; 25)에 접속된 포스트―증폭기(27)를 포함한다. 상술한 바와 같이, 각 스팬의 입력 파워와 출력 파워(즉, 각각, 특정 스팬의 증폭기의 출력 파워와 다음 스팬의 증폭기의 입력 파워임)는 스팬들의 복귀 시퀀스(returning sequence)를 통해 WSS(11)에 제공되고, 수신 유닛(22)에 의해 수신될 것이다. 수신되면, 동일한 파워 정보가 전송 유닛(21)의 일부를 형성하는 프리―엠퍼시스 컨트롤 유닛(23)으로 전달된다. 후술하는 바와 같이, 프리―엠퍼시스 제어 유닛(23)은 런치 파워 프로파일의 각 채널에 추가하는 프리―엠퍼시스의 양을 결정하기 위해 파워 정보를 이용한다. 프리―엠퍼시스 제어 유닛(23)은 후술하는 방법을 수행하기 위해 필요한 모든 입／출력 및 데이터 프로세싱 수단을 포함한다.

도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 시스템에 의해 수행되는 방법이 설명될 것이다.

단계 100에서, OMS(10)의 말단에서 각 채널의 총 출력 파워는 OMS의 출력에서 측정된다. 이는 입력에서 파워 판독을 행하는 WSS(12)를 구비하고, 또한 상기 정보를 WSS(11)의 프리―엠퍼시스 제어 유닛(23)으로 보냄으로써 이루어질 수 있다. 상기 측정을 행하는 모든 다른 적절한 방법이 또한 이용될 수 있다.

단계 101에서, 프리―엠퍼시스 제어 유닛(23)은 OMS(10)의 임의의 디자인 특성들에 기초하여, OMS의 총 예상 플랫 런치 출력 파워를 결정할 것이다. 상술한 바와 같이, 총 예상 플랫 런치 채널당 출력 파워는 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있는 계산이며, 간결화를 위해 여기서 반복되지 않을 것이다.

단계 102에서, OMS(10)의 채널당 출력 파워 편차 Δ는 단계 100에서 측정된 총 출력 파워의 (각 채널에 대해) 상기 측정된 값들, 및 단계 101에서 결정된 OMS의 총 예상 플랫 런치 출력 파워를 이용하여 계산된다. 채널당 파워 편차 Δ는 상기 측정된 채널당 출력 파워와 상기 예상 플랫 런치 채널당 출력 파워의 차이다.

총 채널당 출력 파워 편차 Δ를 이용하여, 스팬들 N의 수로 나누어진, 총 채널당 파워 편차 Δ와 동등하게 될, 각 스팬 i에 대한 채널당 파워 편차 δ(dB)를 추정할 수 있다.

그리고, 단계 103에서, 프리―엠퍼시스 컨트롤 유닛(23)은 각 스팬 i에 대한 입력 게인 관계 Gin_i 및 출력 게인 관계 Gout_i를 결정한다. 상술한 바와 같은 각 스팬의 입력 게인 관계 Gin_i 및 출력 게인 관계 Gout_i는 도 1에서 나타난 바와 같이 P_ref에 대한 각 스팬의 입력 및 출력의 게인 관계들이다.

각 스팬에 대한 상기 추정된 채널당 파워 편차를 이용하여 다음:

과 같이, 각 스팬 i의 NPS 기여를 결정할 수 있다.

여기서 i는 스팬 수이고, Gin_i는 스팬 i의 입력 게인 관계이고, Zeff_i는 스팬의 유효 길이이다. 리플을 고려하면, 상기 방정식은:

이 되고, 여기서 δⁱ는 i의 파워로 상승된, 스팬에 대한 상기 추정된 채널당 파워 편차이다. 마찬가지로, 다음:

과 같이, 각 스팬에 대한 상기 추정된 채널당 파워 편차를 이용하여, 각 스팬 i의 OSNR 기여를 결정할 수 있다.

여기서 i는 스팬 수이고, Gout_i는 스팬 i의 출력 게인 관계이고, NF(Noise Factor)는 증폭기 노이즈 인수이다. 리플을 고려하면, 상기 방정식은:

이 되고, 여기서 δⁱ는 i의 파워로 상승된, 스팬에 대한 상기 추정된 채널당 파워 편차이다. NF 및 유효 길이 Z_eff는 크게 변화하지 않기 때문에, 다른 스팬들 사이의 Z_eff와 NF 변화들을 무시할 수 있다. 이와 같이 해서, OMS에 대한 상기 총 OSNR 편차(△OSNR)는 단계 104에서 다음:

과 같이, Gout_i 및 Δ의 단일 측정의 함수로서 결정된다.

마찬가지로, OMS에 대한 상기 총 NPS 편차(ΔNPS)는 단계 105에서 다음:

과 같이, Gin_i 및 Δ의 단일 측정의 함수로서 결정된다.

OMS를 최적화하기 위한 최상의 프리―엠퍼시스가:

로 가정되면,

상기 필요한 프리―엠퍼시스는 단계 106에서 다음:

과 같이 결정되고 설정된다.

알 수 있는 바와 같이, 상기는 결과적으로 상기 OMS 파워 불균형의 추정이 되고, WSS OMS 입력에서 필요한 채널당 파워 편차의 정확한 결정을 가능하게 한다. 상기 방법은 다른 OMS들의 지식없이, 동일한 OSNR 및 NPS 예산들을 소비하여 최적화가 OMS 베이시스(basis)당 이루어질 수 있도록 한다.

알 수 있는 바와 같이, 상기 방법의 단계들 중 일부와 상술한 장치의 상세한 특성들은 본 발명의 정신을 벗어나는 일 없이 변경될 수 있다. 이들 수정들은 숙련된 독자에게 명백할 것이다.

AMP₁, AMP₂,..., AMP_i 광 증폭기
S₁, S₂,..., S_i 파이버 스팬들
10 OMS
11, 12, 20 WSS
21 전송 유닛
22 수신 유닛
23 프리―엠퍼시스 제어 유닛
24, 25 AWG 광 멀티플렉서
26 프리―중폭기
27 포스트―증폭기

Claims

광 네트워크에서 섹션의 런치 파워 프로파일(launch power profile)을 프리―엠퍼시스(pre―emphasis)하는 방법으로서, 상기 섹션은 복수의 광파이버 스팬(fibre optic span)들을 포함하고, 각 스팬은 증폭기에 의해 분리되는 방법에 있어서,
상기 섹션의 각 채널에 대해, 상기 섹션의 출력에서 출력 파워를 측정하는 단계;
상기 섹션의 각 채널에 대해, 상기 섹션의 디자인 특성들을 이용하여 플랫 런치 파워 프로파일(flat launch power profile)과 연계된 예상 출력 파워를 결정하는 단계;
상기 섹션의 각 채널에 대해, 상기 측정된 출력 파워와 상기 예상 출력 파워 사이의 총 파워 편차를 결정하는 단계;
상기 복수의 광파이버 스팬들 각각의 각 채널에 대해, 상기 총 파워 편차의 함수로서 시그널 대 노이즈비 편차를 결정하는 단계;
상기 복수의 광파이버 스팬들 각각의 각 채널에 대해, 상기 총 파워 편차의 함수로서 비선형 위상 변위 편차를 결정하는 단계; 및
비선형 위상 변위 편차들의 합과 각 채널의 시그널 대 노이즈비 편차들의 합이 동일한 양만큼 감소되도록, 각 스팬의 상기 계산된 시그널 대 노이즈비 편차들과 각 스팬의 상기 계산된 비선형 위상 변위 편차들의 함수에 기초하여 상기 런치 파워 프로파일을 프리―엠퍼시스하는 단계를 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 시그널 대 노이즈비 편차를 결정하는 단계는 또한, 상기 섹션의 입력 파워에 대해 각 스팬의 출력 게인(gain)을 이용하는 단계를 포함하고;
상기 비선형 위상 변위 편차를 결정하는 단계는 또한, 상기 섹션의 입력 파워에 대해 각 스팬의 입력 게인을 이용하는 단계를 포함하는, 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 섹션은 2개의 WSS(Wavelength Selective Switch)들 사이의 OMS(Optical Multiplex Section)인, 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파워 프로파일은 복수의 채널들을 포함하는, 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플랫 런치 파워 프로파일과 연계된 상기 예상 출력 파워를 결정하는 데 이용된 상기 섹션의 디자인 특성들은, 상기 복수의 스팬들의 각각과 연계된 길이, 상기 복수의 스팬들의 광파이버 케이블의 타입, 및 상기 섹션에 이용된 증폭기의 타입 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
광 네트워크에서 섹션의 런치 파워 프로파일을 프리―엠퍼시스하기 위한 장치로서, 상기 섹션은 복수의 광파이버 스팬들을 포함하고, 각 스팬은 증폭기에 의해 분리되는 장치에 있어서,
상기 섹션의 각 채널에 대해, 상기 섹션의 출력에서 출력 파워를 측정하도록 구성된 측정 수단;
상기 섹션의 각 채널에 대해, 상기 섹션의 디자인 특성들을 이용하여 플랫 런치 파워 프로파일과 연계된 예상 출력 파워를 결정하도록 구성된 예상 출력 파워 결정 수단;
상기 섹션의 각 채널에 대해, 상기 측정된 출력 파워와 상기 예상 출력 파워 사이의 총 파워 편차를 결정하도록 구성된 총 파워 편차 결정 수단;
상기 복수의 광파이버 스팬들 각각의 각 채널에 대해, 상기 총 파워 편차의 함수로서 시그널 대 노이즈비 편차를 결정하도록 구성된 시그널 대 노이즈비 편차 결정 수단;
상기 복수의 광파이버 스팬들 각각의 각 채널에 대해, 상기 총 파워 편차의 함수로서 비선형 위상 변위 편차를 결정하도록 구성된 비선형 위상 변위 편차 결정 수단; 및
비선형 위상 변위 편차들의 합과 각 채널의 시그널 대 노이즈비 편차들의 합이 동일한 양만큼 감소되도록, 각 스팬의 상기 계산된 시그널 대 노이즈비 편차들과 각 스팬의 상기 계산된 비선형 위상 변위 편차들의 함수에 기초하여 상기 런치 파워 프로파일을 프리―엠퍼시스하도록 구성된 프리―엠퍼시스 제어 수단을 포함하는, 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 시그널 대 노이즈비 편차 결정 수단은 또한, 상기 시그널 대 노이즈비 편차를 결정하기 위해, 상기 섹션의 입력 파워에 대해 각 스팬의 출력 게인을 이용하도록 구성되고;
상기 비선형 위상 변위 편차 결정 수단은 또한, 상기 비선형 위상 변위 편차를 결정하기 위해, 상기 섹션의 입력 파워에 대해 각 스팬의 입력 게인을 이용하도록 구성되는, 장치.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 섹션은 2개의 WSS들 사이의 OMS인, 장치.
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파워 프로파일은 복수의 채널들을 포함하는, 장치.
제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 예상 출력 파워 결정 수단은 또한, 상기 복수의 스팬들의 각각과 연계된 길이, 상기 복수의 스팬들의 광파이버 케이블의 타입, 및 상기 섹션에 이용된 증폭기의 타입 중 적어도 하나를 이용함으로써, 상기 플랫 런치 파워 프로파일과 연계된 상기 예상 출력 파워를 결정하도록 구성되는, 장치.
프로그램이 컴퓨터 상에서 실행될 때 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 항의 단계들을 수행하도록 구성된 컴퓨터 판독 가능한 코드를 포함하는, 컴퓨터 프로그램.