專利名稱:光傳輸系統(tǒng)中的瞬態(tài)控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及光傳輸系統(tǒng),并具體而言,涉及用于響應(yīng)這些系統(tǒng)中故障的技術(shù)。
背景技術(shù):
經(jīng)常在長(zhǎng)距離、波分復(fù)用(WDM)傳輸系統(tǒng)中使用寬帶喇曼光放大器。當(dāng)在這些系統(tǒng)中使用透明連網(wǎng)元件諸如光分插復(fù)用器(OADM)和光交叉連接器(OXC)時(shí),由網(wǎng)絡(luò)故障所產(chǎn)生的放大器功率瞬態(tài)能夠?qū)е略诖婊钣谠摼W(wǎng)絡(luò)故障的WDM信道上產(chǎn)生嚴(yán)重的功率偏移。這些偏移由光放大器中的增益飽和和泵損耗產(chǎn)生。用于存活信道的期望放大器增益設(shè)置和泵功率電平將取決于被放大的WDM信道的數(shù)量及其在WDM頻譜內(nèi)的配置而改變??赡艹霈F(xiàn)瞬態(tài)尖峰和殘留增益誤差,除非控制該光放大器充分響應(yīng)于這些事件。
對(duì)于寬帶喇曼放大器,多個(gè)泵在不同的波長(zhǎng)提供功率,其中位于不同波長(zhǎng)的WDM信道能夠取決于各種泵功率設(shè)置接收不同放大。設(shè)置正確的泵功率以獲得用于每個(gè)WDM信道的目標(biāo)增益是一項(xiàng)復(fù)雜的操作,它通常通過(guò)測(cè)量一個(gè)或更多信道的功率電平以及調(diào)節(jié)一個(gè)或更多泵功率實(shí)現(xiàn),以便所述信道功率接近于目標(biāo)電平。通常執(zhí)行多次這些測(cè)量和泵調(diào)節(jié),以便獲得匹配其目標(biāo)功率電平的一組信道。在正常的系統(tǒng)操作中,這些測(cè)量和調(diào)節(jié)的發(fā)生率相對(duì)低(例如,典型幾秒到幾分鐘)。
放大器對(duì)于瞬態(tài)事件的控制響應(yīng)應(yīng)該足夠快以充分抑制存活WDM信道中的功率偏移。上述的傳統(tǒng)喇曼放大器調(diào)節(jié)過(guò)程一般會(huì)太慢而不能響應(yīng)于許多常見網(wǎng)絡(luò)故障諸如光纖斷裂。
發(fā)明內(nèi)容
一種用于抑制由于光纖斷裂和其他網(wǎng)絡(luò)故障而引起的瞬態(tài)的可能技術(shù)是基于由例如在放大器的輸入或輸出端所測(cè)量的全部WDM帶寬上總的光功率變化而推導(dǎo)出的比值,調(diào)節(jié)受影響喇曼放大器的所有泵。使用總功率測(cè)量具有相對(duì)快速且不昂貴的優(yōu)點(diǎn)。但是,由于在喇曼放大器內(nèi)存在若干非線性效應(yīng),對(duì)全部喇曼泵的統(tǒng)一調(diào)節(jié)通常將會(huì)導(dǎo)致不可接受的巨大的取決于信道的增益誤差。有可能獲得正確的總功率增益,但是仍然在各個(gè)信道增益中具有不希望的巨大誤差。
另一種可能的瞬態(tài)控制技術(shù)通過(guò)確定用于每個(gè)喇曼泵的個(gè)別調(diào)節(jié),最小化了不同的信道增益誤差。獨(dú)特地調(diào)節(jié)每個(gè)泵,而不是使用單個(gè)比值簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)全部泵,以便為存活的WDM信道最小化由放大器瞬態(tài)所產(chǎn)生的總的增益誤差和個(gè)別增益誤差。在一種實(shí)現(xiàn)中,可以基于一組固定的系數(shù)為不同的泵選擇不同的比值,該組系數(shù)最佳地配置泵以盡可能加寬存活信道配置的范圍。這能夠動(dòng)態(tài)地增加具有令人滿意的瞬態(tài)控制的存活信道配置的數(shù)量。
應(yīng)該注意到,對(duì)于給定的存活信道配置,存在一組理想的表現(xiàn)出最小增益誤差的泵比值。但是,確定該組比值將會(huì)要求輸出信道頻譜的全部知識(shí)。因此,存在用于選擇這些比值的分級(jí)方法,僅僅以總功率變化開始并且包括有關(guān)信道功率和信道配置的越來(lái)越多的信息。
通過(guò)引入為瞬態(tài)控制而優(yōu)化的信道增長(zhǎng)計(jì)劃,能夠進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)現(xiàn)個(gè)別泵調(diào)節(jié)的這些瞬態(tài)控制技術(shù),其中能夠調(diào)整該瞬態(tài)控制技術(shù)以為限制范圍的存活信道配置提供優(yōu)化性能,這將有可能在應(yīng)用信道增長(zhǎng)計(jì)劃的所述系統(tǒng)中發(fā)生。
由于對(duì)可用于減輕瞬態(tài)的系統(tǒng)信息的典型限制,瞬態(tài)控制技術(shù)可以就有關(guān)瞬態(tài)之后的信道負(fù)載作出若干假設(shè)。由于該原因,一些不滿足這些假設(shè)的信道配置就對(duì)存活信道的損害大小而言將會(huì)具有差的瞬態(tài)響應(yīng)。通過(guò)引入基于瞬態(tài)抑制性能的信道增長(zhǎng)計(jì)劃,能夠顯著地減小所述存活信道經(jīng)歷的該瞬態(tài)所導(dǎo)致的性能惡化?;谒矐B(tài)的信道增長(zhǎng)計(jì)劃能夠被利用優(yōu)良的系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)構(gòu)造,以與最低成本和/或最好穩(wěn)態(tài)性能增長(zhǎng)計(jì)劃相疊加。而且,通過(guò)限制存活信道的可能配置,能夠簡(jiǎn)化瞬態(tài)控制,這導(dǎo)致了較好的性能和較低的成本。
根據(jù)以下詳細(xì)的描述以及附圖,本發(fā)明的其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加顯而易見,其中在附圖中類似的附圖標(biāo)記表示相似或相同的元件。
圖1示出了示例性光通信系統(tǒng)的一部分的方框圖,用于示例一些可以對(duì)其實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)控制的不同類型元件;圖2示出了前向泵激的喇曼放大器的高層方框圖;圖3示出了后向泵激的喇曼放大器的高層方框圖;圖4示出了示例性連續(xù)-線路光通信系統(tǒng)的方框圖,用于示例能夠?qū)е虏幌M乃矐B(tài)影響的網(wǎng)絡(luò)故障,在本例中是光纖斷裂;圖5圖形化示例了在諸如圖4所示網(wǎng)絡(luò)故障之后的可能信道瞬態(tài)的存在和接下來(lái)的控制;圖6示出了被實(shí)現(xiàn)用于在圖4的示例性傳輸系統(tǒng)中選擇接下來(lái)提供業(yè)務(wù)的信道的處理流程圖;圖7A-E示出了表格IV,該表格所示為根據(jù)基于示例性基于瞬態(tài)的信道增長(zhǎng)計(jì)劃而產(chǎn)生的可能信道分配列表;以及圖8A-C示出了表格V,該表格所示為使用表格IV的信道分配列表提供跟隨有10個(gè)端到端信道的10個(gè)OADM信道所產(chǎn)生的信道配置。
具體實(shí)施例方式
瞬態(tài)控制圖1示出了示例性光通信系統(tǒng)100的一部分的方框圖,用于示例一些可以對(duì)其實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)控制的不同類型的元件。具體而言,圖1示出了系統(tǒng)100的一部分,它具有通過(guò)14根光纖114相互連接的五種不同類型的元件(即,終端(ET)102、光分插復(fù)用器(OADM)104、光交叉連接器(0XC)106、可重新配置的OADM(ROADM)108和110、以及8個(gè)中繼器112)。
一般而言,終端能夠分插WDM信道,而OADM能夠插入和分出將通過(guò)其他信道的信道。OXC能夠切換信道至不同的路徑。除了能夠插入/分出信道以外,ROADM還能夠切換信道至不同的路徑。ROADM典型比OADM更為復(fù)雜之處在于ROADM還可能能夠插入/分出(或通過(guò))任何信道,而OADM可能僅能夠插入/分出一組有限的信道。另外,ROADM可能能夠改變通過(guò)信號(hào)的波長(zhǎng),以便特定信號(hào)的輸入信道不同于該信號(hào)的輸出信道。中繼器主要利用放大來(lái)通過(guò)和重新調(diào)節(jié)信道。
在圖1中,光信號(hào)通常從左到右來(lái)表示(即,在從ET102到ROADM110的方向)。特別是,在ET102插入45個(gè)WDM信道并向OADM104發(fā)送。OADM104分出這45個(gè)信道中的10個(gè)并插入5個(gè)信道用于向OXC106發(fā)送。注意到在OADM104所插入的這5個(gè)信道中部分、全部或沒(méi)有一個(gè)可以具有和在OADM104所分出信道相同的波長(zhǎng)。
在從OADM104發(fā)送給OXC106的40個(gè)信道中,至少20個(gè)信道被向ROADM108發(fā)送,而剩余的信道則被向ROADM110發(fā)送。ROADM108分出從OXC106所接收信道中的20個(gè)信道并插入10個(gè)信道到無(wú)論如何通過(guò)的用于發(fā)送至ROADM110的許多信道。ROADM110組合從OXC106和ROADM108所接收的信道,將總共30個(gè)信道轉(zhuǎn)發(fā)到系統(tǒng)的其他部分(未示出)。
盡管圖1表示通常從左到右流動(dòng)的單向信號(hào),一般而言,光通信系統(tǒng)的這些部分還將會(huì)具有通常從右到左(即,從ROADM110向ET102的方向)流動(dòng)的單向信號(hào)。根據(jù)特定的實(shí)現(xiàn),可以單獨(dú)地在不同的單向光纖或者一起在雙向光纖上發(fā)送所產(chǎn)生的雙向信號(hào)。
為了有效地在大的地理區(qū)域上利用互連各個(gè)節(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)光纖工作,光傳輸系統(tǒng)諸如圖1的系統(tǒng)100依賴于光信號(hào)放大以保證具有足夠信噪比(SNR)的信號(hào)到達(dá)其期望的目的地。一種用于光信號(hào)放大的典型機(jī)制是基于喇曼放大,其中在光纖的一端插入各種波長(zhǎng)的光信號(hào),使得隨著在光纖內(nèi)傳播喇曼信號(hào)和WDM信號(hào),將來(lái)自該喇曼信號(hào)的功率轉(zhuǎn)移到該WDM信號(hào),因此增加了WDM信號(hào)的強(qiáng)度。在一定的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中,每個(gè)中繼器和每個(gè)不同節(jié)點(diǎn)利用一個(gè)或更多喇曼放大器實(shí)現(xiàn)。
一般而言,存在兩種不同類型的喇曼放大前向泵激和后向泵激。在前向泵激的喇曼放大中,所述喇曼信號(hào)連同所述WDM信號(hào)沿光纖傳播,即喇曼信號(hào)與WDM信號(hào)的傳播方向相同,而在后向泵激的喇曼放大中,所述喇曼信號(hào)反向傳播,即與所述WDM信號(hào)的傳播方向相反。典型地,喇曼泵信號(hào)的頻率位于WDM信道頻帶之外。
圖2示出了前向泵激喇曼放大器200的高層方框圖。N個(gè)喇曼光泵202中的每個(gè)泵將不同的喇曼泵信號(hào)注入到光纖204中,該光纖還載有圖2中從左到右傳播的一個(gè)或更多WDM信號(hào)。隨著所述WDM信號(hào)和N個(gè)喇曼泵信號(hào)沿光纖204傳播,來(lái)自該泵信號(hào)的功率被轉(zhuǎn)移到該WDM信號(hào)。
圖3示出了后向泵激喇曼放大器300的高層方框圖。M個(gè)喇曼光泵302中的每個(gè)泵將不同的喇曼泵信號(hào)注入到光纖304中,該光纖還載有圖3中從左到右傳播的一個(gè)或更多WDM信號(hào)。在放大器300中,所述泵信號(hào)是反向傳播的(即,在圖3中從右到左)。隨著所述WDM信號(hào)和M個(gè)喇曼泵信號(hào)在光纖304內(nèi)沿不同方向傳播,來(lái)自該泵信號(hào)的功率被轉(zhuǎn)移到該WDM信號(hào)。
圖2和3的方框圖意圖用于示例瞬態(tài)控制而不是用于顯示實(shí)際的喇曼放大器實(shí)現(xiàn)的全部細(xì)節(jié),所述細(xì)節(jié)對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是已知的。
在一種可能的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中,每對(duì)端接單方向光纖的元件利用位于上游元件的前向泵激的喇曼放大器和位于下游元件的后向泵激的喇曼放大器實(shí)現(xiàn)。例如,再次參考圖1,為了在光纖114-3上從OADM104傳輸WDM信號(hào)到中繼器112-2,OADM104可具有將喇曼泵信號(hào)注入到光纖114-3的上游一端的前向泵激喇曼放大器,而中繼器112-2可具有將喇曼泵信號(hào)注入到光纖114-3的下游一端的后向泵激喇曼放大器。在本例中,兩個(gè)喇曼放大器都將功率加到從OADM104發(fā)送到中繼器112-2的WDM信道中。在其他可能的實(shí)現(xiàn)中,特定的光纖可僅僅具有單個(gè)喇曼放大器(例如,僅位于上游元件的前向泵激喇曼放大器或僅位于下游元件的后向泵激喇曼放大器)。
再次參考圖2,前向泵激喇曼放大器200還具有分接頭206、光監(jiān)控器208、和控制器210。分接頭206分接光纖204中的一部分光信號(hào)以輸入到光監(jiān)控器208,該監(jiān)控器產(chǎn)生有關(guān)分接光信號(hào)的測(cè)量以轉(zhuǎn)發(fā)到控制器210,該控制器使用這些測(cè)量來(lái)控制各個(gè)喇曼泵202的操作。例如,對(duì)于穩(wěn)態(tài)控制,光監(jiān)控器在大量不同WDM頻率的每個(gè)頻率上產(chǎn)生不同的功率測(cè)量(并且對(duì)于每個(gè)不同的WDM信道可能產(chǎn)生一個(gè)功率測(cè)量),以確定用于該N個(gè)喇曼泵202的各個(gè)泵電平??刂破?10能夠使用任何適當(dāng)?shù)幕谲浖?或硬件的處理元件而實(shí)現(xiàn)。
同理,圖3的后向泵激喇曼放大器300還具有分接頭306、光監(jiān)控器308、和控制器310。分接頭306分接光纖304中的一部分光信號(hào)以輸入到光監(jiān)控器308,該監(jiān)控器產(chǎn)生有關(guān)分接光信號(hào)的測(cè)量以轉(zhuǎn)發(fā)到控制器310,該控制器使用這些測(cè)量來(lái)控制各個(gè)喇曼泵302的操作。例如,對(duì)于穩(wěn)態(tài)控制,光監(jiān)控器在大量不同WDM頻率的每個(gè)頻率上產(chǎn)生不同的功率測(cè)量(并且對(duì)于每個(gè)不同的WDM信道可能產(chǎn)生一個(gè)功率測(cè)量),以確定用于該N個(gè)喇曼泵302的各個(gè)泵電平。
圖4示出了示例性連續(xù)線路光通信系統(tǒng)400的方框圖,用于示例能夠?qū)е虏幌M乃矐B(tài)影響的網(wǎng)絡(luò)故障,在本例中是光纖斷裂。為了進(jìn)行說(shuō)明,“連續(xù)-線路”系統(tǒng)是(嚴(yán)格)具有經(jīng)由光纖通過(guò)一個(gè)或更多中間光學(xué)元件諸如OADM、中繼器等等的一個(gè)串聯(lián)配置互連的兩個(gè)終端的光通信系統(tǒng)。因此,連續(xù)-線路系統(tǒng)不同于具有環(huán)形或網(wǎng)狀拓?fù)涞南到y(tǒng)。
對(duì)于示例性的連續(xù)-線路系統(tǒng)400,圖4示出了通過(guò)第一光鏈路404、光分插復(fù)用器(OADM)406、和第二光鏈路408連接的終端(ET)402和410。盡管在圖4中未示出,但是對(duì)于在圖4中從左到右發(fā)送的WDM信號(hào)來(lái)說(shuō),ET402可以利用位于光鏈路404上游一端的前向泵激喇曼放大器而實(shí)現(xiàn),OADM406可以利用位于光鏈路404下游一端的后向泵激喇曼放大器和位于光鏈路408上游一端的前向泵激喇曼放大器而實(shí)現(xiàn),以及ET410可以利用位于光鏈路408下游一端的后向泵激喇曼放大器而實(shí)現(xiàn)。
在光鏈路404的指示故障之前,光鏈路404被插入有對(duì)應(yīng)于45個(gè)不同WDM波長(zhǎng)(λ)的光信道,而光鏈路408具有50個(gè)波長(zhǎng)。如表I所示,鏈路404上的45個(gè)波長(zhǎng)中的40個(gè)波長(zhǎng)以及鏈路408上50個(gè)波長(zhǎng)中的40個(gè)波長(zhǎng)用于從ET402到ET410的端到端業(yè)務(wù)量。鏈路404上的剩余5個(gè)波長(zhǎng)用于在OADM406分出的來(lái)自ET402的業(yè)務(wù)量,而鏈路408上的剩余10個(gè)波長(zhǎng)用于在OADM406插入的發(fā)送到ET410的業(yè)務(wù)量。
在鏈路404發(fā)生故障后,只存活的信道是鏈路408上在OADM406插入的用于發(fā)送到ET410的10個(gè)波長(zhǎng)。(注意到,當(dāng)每個(gè)波長(zhǎng)用于雙向發(fā)送時(shí),仍有在鏈路408上從ET410發(fā)送的50個(gè)波長(zhǎng),盡管這些50個(gè)信道中的40個(gè)信道由于鏈路404中的光纖斷裂而不能到達(dá)其期望的目的地(即,ET402)。因此,鏈路404的故障將不會(huì)導(dǎo)致對(duì)從ET410發(fā)送并且在OADM406分出的10個(gè)波長(zhǎng)的瞬態(tài)影響。)圖5圖形化示例了在諸如圖4所示網(wǎng)絡(luò)故障之后的可能信道瞬態(tài)的存在和接下來(lái)的控制。例如,圖5可以用于描述在圖4的OADM406插入的并且在鏈路408上發(fā)送到ET410的存活于鏈路404故障的10個(gè)信道之一中的光功率。
如圖5所示例,在時(shí)間t1之前,鏈路408載有50個(gè)信道,并且以其目標(biāo)光功率電平正發(fā)送每個(gè)信道。在時(shí)間t1,鏈路404發(fā)生故障,并且鏈路408的負(fù)載突然下降到10個(gè)信道。同時(shí),該特定存活信道中的功率(以及其他9個(gè)存活信道中的功率,盡管在圖5中未表示)開始增加,這是由于沿鏈路408的喇曼放大特性導(dǎo)致的損失其他40個(gè)信道的結(jié)果,而喇曼泵(仍舊以其故障前的電平工作)注入的功率開始轉(zhuǎn)移到較少的WDM信道(即,10個(gè)信道而不是50個(gè)信道)。
在該特定的實(shí)例中,在所述信道超出它最大允許功率電平之前,瞬態(tài)控制算法檢測(cè)到在整個(gè)WDM信道頻道上鏈路408總的光功率的下降(由鏈路404故障產(chǎn)生)并開始減少喇曼泵的功率電平,從而在時(shí)間t2開始,減少所示例信道中的光功率。到時(shí)間t3為止,該信道中的光功率已經(jīng)返回到它的目標(biāo)水平。
盡管在圖5的實(shí)例中,所述信道在一定的系統(tǒng)工作要求下從未超出它的“最大”允許功率電平,但是可以允許信道功率超出這樣的電平的持續(xù)時(shí)間不超過(guò)特定的最大時(shí)間量。在這種情況下,只要在該特定持續(xù)時(shí)間內(nèi)瞬態(tài)控制技術(shù)使信道功率電平返回到低于“最大”電平,就將會(huì)滿足系統(tǒng)工作要求。
根據(jù)一種可能的用于系統(tǒng)的瞬態(tài)控制技術(shù),在該系統(tǒng)中,每個(gè)光鏈路在其上游一端具有前向泵激的喇曼放大器并且在其下游一端具有后向泵激的喇曼放大器,所述瞬態(tài)控制算法僅僅在后向泵激喇曼放大器上實(shí)現(xiàn)。在本例中并再次參考圖3,由光監(jiān)控器308(連續(xù))產(chǎn)生的測(cè)量之一是在整個(gè)WDM信道頻道帶上用于光纖304中光信號(hào)的總共光功率電平的測(cè)量??刂破?10使用該總的光功率電平在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障諸如鏈路404或鏈路408中的斷裂的情況下提供瞬態(tài)控制。
在一定的實(shí)現(xiàn)中,控制器310只有當(dāng)總功率(相對(duì)或絕對(duì)的,取決于該實(shí)現(xiàn))的減小超出某具體的門限電平時(shí),才開始瞬態(tài)控制操作。在其他實(shí)現(xiàn)中,控制器310被設(shè)計(jì)成一直應(yīng)用瞬態(tài)控制,其中總功率中相對(duì)小的變化將導(dǎo)致對(duì)泵操作的相對(duì)小的瞬態(tài)控制調(diào)節(jié)。在這些后者的實(shí)現(xiàn)中,瞬態(tài)控制算法將對(duì)總功率電平中“正?!弊兓鹱饔?,諸如當(dāng)不提供現(xiàn)存信道時(shí),但是與響應(yīng)于在影響信道有效數(shù)量的光纖斷裂期間所發(fā)生的、總功率電平中相對(duì)急劇變化所作的調(diào)節(jié)相比,這些調(diào)節(jié)將會(huì)相對(duì)小。
在任意情況下,控制器310產(chǎn)生控制泵302功率電平的控制信號(hào),其中控制器310能夠不同地調(diào)節(jié)每個(gè)不同泵工作的所述功率電平。在一個(gè)實(shí)施例中,控制器310配置有一組泵系數(shù)mi,對(duì)于每個(gè)不同的光泵302配置一個(gè)系數(shù)。當(dāng)放大輸出信號(hào)的總功率電平變化時(shí),能夠根據(jù)如下的方程(1)和(2)調(diào)節(jié)第i個(gè)泵的功率電平pipi(之后)=γi·pi(之前)(1)γi=1-mi·ΔpTOT(2)這里ΔpTOT是測(cè)量的總光功率的變化,單位為dB。
盡管在控制瞬態(tài)的上下文中已經(jīng)描述了瞬態(tài)控制,該瞬態(tài)當(dāng)例如由于光纖斷裂而導(dǎo)致信道數(shù)量急劇下降時(shí)產(chǎn)生,但是例如當(dāng)在修復(fù)光纖斷裂之后恢復(fù)業(yè)務(wù),信道數(shù)量急劇增加時(shí)也能夠應(yīng)用該瞬態(tài)控制。在這種情況下,所測(cè)量的總光功率中的變化ΔpTOT將會(huì)是負(fù)值,以及方程(1)和(2)仍然能夠應(yīng)用于適當(dāng)?shù)脑黾佣皇菓?yīng)用于減少各個(gè)泵功率電平來(lái)最小化該瞬態(tài)影響。
用于喇曼放大器300的該組M個(gè)泵系數(shù)mi能夠以經(jīng)驗(yàn)為根據(jù)或者通過(guò)仿真確定,以優(yōu)化用于存活信道的大量不同可能配置的瞬態(tài)控制。泵系數(shù)的具體確定主要取決于打算優(yōu)化的系統(tǒng)的性能方面。例如,能夠最小化用于一組均勻分布信道的信道增益誤差。在這種情況下,為了確定泵系數(shù),通過(guò)從系統(tǒng)中移除信道而保持在頻譜上均勻分布的信道,以固定的增量來(lái)改變目標(biāo)功率。對(duì)于這些配置中的每一配置,能夠通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)態(tài)確定方法來(lái)確定該組光泵功率。通過(guò)繪制目標(biāo)功率變化相對(duì)泵功率變化的曲線,所述泵系數(shù)將會(huì)對(duì)應(yīng)于相應(yīng)曲線的斜率。還有可能使用較高階多項(xiàng)式擬合并因此與方程(2)相比使用更為復(fù)雜的函數(shù)形式確定γi。另一種方法將是測(cè)量并計(jì)算這些曲線以產(chǎn)生用于泵調(diào)節(jié)值的查詢表。這種方法能夠單獨(dú)地應(yīng)用于各個(gè)喇曼放大器或總體應(yīng)用于一組具有相似特性(例如,泵、光纖類型和衰減)的放大器。
一般而言,可以根據(jù)頻率和功率來(lái)選擇任何信道分布并執(zhí)行這里所述的優(yōu)化,以便確定用于瞬態(tài)控制的一組適當(dāng)?shù)谋谜{(diào)節(jié)值。根據(jù)頻率的另一個(gè)信道分布實(shí)例包括從頻譜一端次序載入的信道。因此,當(dāng)移除信道時(shí),剩余的信道將不會(huì)均勻地分布,但是相反它們將會(huì)位于該頻譜的開始一端。根據(jù)功率的信道分布實(shí)例包括所有功率相等的信道或者具有線性增加功率的信道,其中該線性增加功率作為來(lái)自頻譜一端的信道頻率的距離的函數(shù)。
注意到,對(duì)于瞬態(tài)控制技術(shù),其中僅僅在后向泵激喇曼放大器實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)控制,如有的話,在特定后向泵激喇曼放大器的泵電平的變化需要用于補(bǔ)償由于下游后向泵激喇曼放大器所產(chǎn)生的放大以及由于上游前向泵激喇曼放大器所產(chǎn)生的放大。還應(yīng)注意到,其他技術(shù)也可以在前向和后向泵激喇曼放大器或者僅僅在前向泵激喇曼放大器上實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)控制。
基于瞬態(tài)的信道增長(zhǎng)除了實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)每個(gè)泵功率電平的瞬態(tài)控制算法以外或者作為它的一種替換,其中對(duì)于被優(yōu)化成信道配置的喇曼放大器中的每個(gè)光泵來(lái)說(shuō)每個(gè)泵功率電平的調(diào)節(jié)都不同,還能夠?qū)崿F(xiàn)基于瞬態(tài)的信道增長(zhǎng)計(jì)劃,它控制信道配置的類型,該信道配置存在一定類型網(wǎng)絡(luò)故障,諸如光纖斷裂,以減少由這些網(wǎng)絡(luò)故障產(chǎn)生的瞬態(tài),或者優(yōu)化實(shí)現(xiàn)無(wú)論什么瞬態(tài)控制算法或二者的有效性。
一般而言,對(duì)于WDM光傳輸系統(tǒng),術(shù)語(yǔ)“信道增長(zhǎng)計(jì)劃”指的是響應(yīng)于請(qǐng)求系統(tǒng)所提供業(yè)務(wù)的變化而更新系統(tǒng)現(xiàn)存信道配置的策略。一種類型的業(yè)務(wù)改變請(qǐng)求是為最新提供的光傳輸系統(tǒng)選擇全局信道配置。另一種類型是當(dāng)在該系統(tǒng)中提供新業(yè)務(wù)時(shí),選擇單獨(dú)的信道波長(zhǎng)。理想情況下,為這些類型而獲得的信道配置將會(huì)產(chǎn)生相同的信道配置;但是,在實(shí)際上,提供新的光系統(tǒng)能夠更加接近于最佳的信道配置。盡管不是被普遍實(shí)踐,但是第三類型的業(yè)務(wù)改變請(qǐng)求是在系統(tǒng)變化諸如移除信道或者一定系統(tǒng)組件的性能惡化之后重新配置所述信道。
根據(jù)該特定的實(shí)施例,信道增長(zhǎng)計(jì)劃可以在例如系統(tǒng)層服務(wù)器實(shí)現(xiàn)為集中功能,或者例如在整個(gè)系統(tǒng)中的不同節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)為分布功能。
典型地,信道增長(zhǎng)計(jì)劃指用于為系統(tǒng)中提供的新業(yè)務(wù)選擇光信道的策略。信道增長(zhǎng)計(jì)劃能夠以各種不同方式實(shí)現(xiàn)。一種技術(shù)是為不論何時(shí)在系統(tǒng)中提供新業(yè)務(wù)而將應(yīng)用的信道分配定義一組規(guī)則。根據(jù)該項(xiàng)技術(shù),不論何時(shí)接收一組新業(yè)務(wù)需求,都將應(yīng)用該規(guī)則以選擇用于這些請(qǐng)求的信道,這里應(yīng)用所述規(guī)則考慮到了系統(tǒng)的現(xiàn)存信道配置。
根據(jù)另一種技術(shù),在產(chǎn)生表示用于分配信道的優(yōu)選次序的優(yōu)先信道分配列表之前應(yīng)用該規(guī)則。在這種情況下,通過(guò)參照預(yù)先確定的選擇具有最高優(yōu)先級(jí)的可用信道的信道分配列表為新業(yè)務(wù)需求分配信道。
不論當(dāng)接收業(yè)務(wù)需求時(shí)應(yīng)用該規(guī)則(如在前一種技術(shù)中)還是在產(chǎn)生預(yù)先確定的信道分配列表之前應(yīng)用該規(guī)則(如在后一種技術(shù)中),都能夠通過(guò)自動(dòng)化(例如,基于計(jì)算機(jī)的)工具輔助實(shí)現(xiàn)信道增長(zhǎng)計(jì)劃,所述工具估計(jì)不同的可能信道分配選擇并識(shí)別一個(gè)或更多滿足規(guī)則的好于其他選擇的選擇。
傳統(tǒng)的信道增長(zhǎng)計(jì)劃包括(1)最低成本信道增長(zhǎng)計(jì)劃,它以這樣一種方式選擇波長(zhǎng),即延遲使用附加硬件資源直到初始的(例如,最少的)硬件資源被完全使用以及(2)最佳性能信道增長(zhǎng)計(jì)劃,它以這樣一種方式選擇波長(zhǎng),即提供最佳的總體穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)性能(例如,最高吞吐量、最低錯(cuò)誤率)。典型的實(shí)際實(shí)現(xiàn)可能打破這些最低成本和最佳性能目標(biāo)之間的平衡以提供相對(duì)低成本、相對(duì)高性能的混合信道增長(zhǎng)計(jì)劃。
基于瞬態(tài)的信道增長(zhǎng)計(jì)劃包括第三類型的目標(biāo),在提供光信道中提供信道配置,以便對(duì)于最有可能的網(wǎng)絡(luò)故障,該組存活信道將使得能有效地處理由這些故障產(chǎn)生的瞬態(tài)。如上所述,典型的實(shí)際實(shí)現(xiàn)可能打破不同信道增長(zhǎng)目標(biāo)之間的平衡以基于瞬態(tài)控制和低成本和高性能其中之一或二者來(lái)提供混合信道增長(zhǎng)計(jì)劃。
信道增長(zhǎng)計(jì)劃包括兩個(gè)主要部分可用頻率的列表和業(yè)務(wù)需求的列表。可以基于增加計(jì)劃的目標(biāo)給該頻率列表分配優(yōu)先級(jí)。例如,由于某些頻率不需要特定組件諸如光復(fù)用器或放大器,因此這些頻率是低成本的。在出現(xiàn)瞬態(tài)事件中,某些頻率還可以取決于在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的特定瞬態(tài)控制算法提供較好的性能。因此,在所述增加計(jì)劃中可以基于各種準(zhǔn)則或規(guī)則分類這些頻率或給其賦予優(yōu)先級(jí)。所述業(yè)務(wù)需求包括將每個(gè)頻道分配給頻率的細(xì)節(jié),諸如傳輸距離、帶寬、和調(diào)制格式。這些細(xì)節(jié)將依據(jù)穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)性能對(duì)信道施加某些要求。根據(jù)這些要求能夠給所述請(qǐng)求賦予優(yōu)先級(jí)或?qū)ζ溥M(jìn)行分類。該增加計(jì)劃提供用于根據(jù)該需求列表給適當(dāng)?shù)念l率分配信道的規(guī)則和方法。
對(duì)于某些光傳輸系統(tǒng),為了最小化由事件諸如上游光纖斷裂產(chǎn)生的瞬態(tài),用于光纖中所有WDM信道的總功率增益在該事件之前應(yīng)該等于用于光纖存活WDM信道的總功率增益,這里總功率增益定義為在光纖輸出端的總光功率與光纖輸入端的總光功率的比值。對(duì)于某些系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),通過(guò)分配信道可能使該目標(biāo)提前,從而在該瞬態(tài)事件之前存活信道均勻地分布在信道所跨越的頻率范圍上。這種信道增長(zhǎng)計(jì)劃將協(xié)調(diào)將不存活于瞬態(tài)事件的信道分配與將存活于瞬態(tài)事件的信道分配。
在一些光傳輸系統(tǒng)中,某些信道頻率比其他信道頻率提供更好的瞬態(tài)控制。在這些系統(tǒng)中,基于瞬態(tài)的增加計(jì)劃可能通過(guò)分配最佳性能的頻率開始,接下來(lái)可替換地在最佳性能頻率任一側(cè)上以均勻分布的方式來(lái)分配信道。
假設(shè)例如,光傳輸系統(tǒng)400支持在從Ch1到Ch100中頻率均勻間隔(例如,以50GHz的增量)的100個(gè)不同的WDM信道(Ch1到Ch100)。對(duì)于光鏈路408,用于從ET402到ET410的信號(hào)的信道在這里被稱之為“端到端信道”,而用于發(fā)送到ET410的在OADM406插入的信號(hào)的信道被稱之為“OADM信道”。還假設(shè)只有奇數(shù)信道(即,Ch1、Ch3、…、Ch99)能夠成為OADM信道,而100個(gè)信道中的任何信道都能夠成為端到端信道。還進(jìn)一步假設(shè)從瞬態(tài)控制角度來(lái)說(shuō),Ch51是最佳性能信道,對(duì)于遠(yuǎn)離Ch51的信道瞬態(tài)控制性能降低,直到最壞性能信道的Ch1和Ch99。
在這種情況下,信道增長(zhǎng)計(jì)劃可能基于以下分配次序分配信道
用于OADM信道的分配次序Ch51、Ch49、Ch53、Ch47、Ch55、Ch45、Ch57、Ch43、Ch59、Ch41、Ch61、…、Ch99、Ch1;用于端到端信道的分配次序Ch51、Ch50、Ch52、Ch49、Ch53、Ch48、Ch54、Ch47、Ch55、Ch46、Ch56、…、Ch100、Ch1。
例如,如果用于系統(tǒng)的初始業(yè)務(wù)需求組具有四個(gè)OADM信道和六個(gè)端到端信道,那么在端到端信道之前分配OADM信道的信道增長(zhǎng)計(jì)劃將以表II所示的次序分配信道。
如果在提供該組初始的業(yè)務(wù)需求之后,接下來(lái)的業(yè)務(wù)需求是對(duì)于OADM信道,那么根據(jù)上述定義的OADM信道的信道分配次序,該信道增長(zhǎng)計(jì)劃將分配Ch45作為最高優(yōu)先級(jí)的、可用OADM信道。另一方面,如果接下來(lái)的業(yè)務(wù)需求是對(duì)于端到端信道,那么,根據(jù)先前定義的端到端信道的信道分配次序,該信道增長(zhǎng)計(jì)劃將分配Ch56作為最高優(yōu)先級(jí)的、可用端到端信道。
通過(guò)信道編號(hào)重新安排表II的信道分配次序指示產(chǎn)生的如表III所示的信道配置。
就表III的信道配置而言,如果圖4的光纖404斷裂,那么存活信道將會(huì)是Ch47、Ch49、Ch51、和Ch53上的4個(gè)OADM信號(hào)。正如從表III能夠看出,在瞬態(tài)事件之前該組存活信道基本上均勻地分布在信道所跨越的頻率范圍上(即,“瞬態(tài)之前的頻率范圍”對(duì)應(yīng)于從Ch46到Ch55的10個(gè)信道)。
這個(gè)實(shí)例展現(xiàn)了一般原理,即幾組存活信道能夠均勻地分布在瞬態(tài)之前的頻率范圍上(即,在本實(shí)例中,Ch46到Ch55)而不必在頻率的整個(gè)可用范圍上(即,在本實(shí)例中,Ch1到Ch100)最大化地分隔。但是,應(yīng)該注意到,當(dāng)瞬態(tài)之前的頻率范圍跨越該可用的頻率范圍時(shí),均勻分布建議在該范圍上最大的分隔。
盡管在該特定實(shí)例中,為該組10個(gè)業(yè)務(wù)需求分配10個(gè)連續(xù)信道(即,Ch46到Ch55),還能夠通過(guò)分配非連續(xù)的信道實(shí)現(xiàn)均勻的分布,這里所產(chǎn)生的信道配置跨越了具有一個(gè)或更多分布在10分配信道中的未分配信道的頻率范圍。
到目前為止,對(duì)于示例性的基于瞬態(tài)的信道增長(zhǎng)計(jì)劃的討論還沒(méi)有考慮除了瞬態(tài)控制以外的任何準(zhǔn)則。正如前面所建議的,增加計(jì)劃的實(shí)際實(shí)現(xiàn)還將會(huì)考慮到成本和穩(wěn)態(tài)性能。特定的實(shí)現(xiàn)可以將所述可用信道分割成不同的組。
例如,可以將該可用信道分割成啟動(dòng)組和一個(gè)或更多增長(zhǎng)組,這里每個(gè)增長(zhǎng)組比前一組都需要更多的硬件。例如,考慮示例性的200信道的WDM系統(tǒng),在該系統(tǒng)中能夠利用特定的硬件配置來(lái)處理Ch1到Ch100,而Ch101到Ch200需要使用附加的喇曼泵。在該情況下,由于成本的考慮,所述增長(zhǎng)計(jì)劃可以將200個(gè)信道分割成對(duì)應(yīng)于Ch1到Ch100的啟動(dòng)組和對(duì)應(yīng)于Ch101到Ch200的增長(zhǎng)組,其中在從所述增長(zhǎng)組分配信道之前,優(yōu)選地從所述啟動(dòng)組分配信道。
另外,可以將所述可用信道分割成不同的頻率分組,這里每個(gè)頻率分組對(duì)應(yīng)于通過(guò)特定可調(diào)諧光轉(zhuǎn)換器(OT)處理的這些信道。例如,所述200個(gè)信道可以被分割成10個(gè)不同頻率分組,頻率分組1(FG1)對(duì)應(yīng)于Ch1到Ch20,F(xiàn)G2對(duì)應(yīng)于Ch21到Ch40,F(xiàn)G3對(duì)應(yīng)于Ch41到Ch60,依次類推直到對(duì)應(yīng)于Ch181到Ch200的FG10。由于性能方面的原因,當(dāng)分配信道時(shí)優(yōu)選可以在不同的頻率分組之間循環(huán)。
另外,可以將所述可用信道分割成不同的偏移類型。例如,在一種可能的系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)中,Ch1、Ch5、Ch9、…Ch197被稱之為0GHz偏移信道,Ch2、Ch6、Ch10、…Ch198被稱之為50GHz偏移信道,Ch3、Ch7、Ch11、…Ch199被稱之為100GHz偏移信道,以及Ch4、Ch8、Ch12、…Ch200被稱之為150GHz偏移信道,其中例如,Ch2與Ch1偏移50GHz,Ch3與Ch1偏移100GHz,以及Ch4與Ch1偏移150GHz。這些術(shù)語(yǔ)參考以下事實(shí),即在該系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)中(i)50GHz偏移信道包括附加使用50GHz偏移的光復(fù)用器(OM)和光解復(fù)用器(OD),(ii)100GHz偏移信道包括附加使用100GHz偏移OM/OD,以及(iii)150GHz偏移信道包括附加使用150GHz偏移OM/OD。因此,由于成本和/或性能考慮,可以優(yōu)選提供所有的0GHz偏移信道,然后,提供所有的100GHz偏移信道,接著是所有50GHz偏移信道,以及最后提供所有的150GHz偏移信道。
正如在以上100個(gè)信道的實(shí)例中所描述的,由于瞬態(tài)性能考慮,如果所述系統(tǒng)是連續(xù)-線路系統(tǒng)(例如與環(huán)形系統(tǒng)或網(wǎng)狀系統(tǒng)相反),它可以優(yōu)選在每根光纖中具有OADM信道(即,在至少一個(gè)OADM或ROADM上插入/分出的信道),該信道均勻地分布于在該光纖上提供的所有信道的頻率范圍上。為了支持該目標(biāo),示例性的信道增長(zhǎng)計(jì)劃可能僅僅啟動(dòng)在OADM插入和/或分出的每個(gè)其他信道(例如,奇數(shù)信道),而所有信道(例如,偶數(shù)信道和任何未使用的奇數(shù)信道)能夠用于端到端信道(即,為從連續(xù)-線路系統(tǒng)的一端到另一端的業(yè)務(wù)所使用的信道)。
基于這些低成本和高性能目標(biāo),示例性的混合信道增長(zhǎng)計(jì)劃可能保留100個(gè)信道啟動(dòng)組中的50個(gè)奇數(shù)信道用于OADM業(yè)務(wù),而所述100個(gè)啟動(dòng)信道的任何信道都能夠用于端到端業(yè)務(wù)。同理,所述增長(zhǎng)組中的50個(gè)奇數(shù)信道被保留用于OADM業(yè)務(wù),而100個(gè)增長(zhǎng)信道的任何信道都能夠用于端到端業(yè)務(wù)。
注意到,由于這些限制和依賴于當(dāng)前的信道配置,在提供所有的100個(gè)啟動(dòng)信道之前,所述示例性的信道增長(zhǎng)計(jì)劃可能從第一增長(zhǎng)組中選擇信道。例如,當(dāng)當(dāng)前只有100個(gè)啟動(dòng)信道中的99個(gè)信道被分配給50個(gè)OADM業(yè)務(wù)和49個(gè)端到端業(yè)務(wù)時(shí),如果將要提供另一項(xiàng)OADM業(yè)務(wù),那么將會(huì)從所述增長(zhǎng)組中選擇所述信道,即使還未分配另一個(gè)啟動(dòng)信道,這是因?yàn)槲词褂玫膯?dòng)信道是不能用于OADM業(yè)務(wù)的偶數(shù)信道。
如上所述,對(duì)于某些示例性系統(tǒng),為了在瞬態(tài)條件下獲得最佳的系統(tǒng)性能,瞬態(tài)之后(在光纖斷裂之后,等等)的存活信道應(yīng)該(理想地)均勻地分布在瞬態(tài)之后的頻率范圍上。例如,當(dāng)前提供OADM信道的分布(即,只有存活于OADM的上游光纖斷裂的信道)優(yōu)選地通過(guò)相同的頻率分段進(jìn)行分隔。在包含若干OADM的線路系統(tǒng)中,對(duì)于所有潛在的存活組可能難以均勻地分布(例如,考慮到單個(gè)存活信道的情況)。這有助于強(qiáng)調(diào)以下事實(shí)即還應(yīng)該考慮請(qǐng)求要求。在特定的入口和出口點(diǎn)之間的獨(dú)立請(qǐng)求應(yīng)該分配給高性能頻率,以便保證穩(wěn)定的瞬態(tài)響應(yīng)。
為了本說(shuō)明的目的,“唯一的網(wǎng)絡(luò)路徑”在終端A(即,任何終端(ET)或OADM)開始,在終端B(即,另一個(gè)ET或OADM),并具有起源于A和終止于B(反之亦然)的一個(gè)或更多波長(zhǎng)。在典型的線路系統(tǒng)中具有非限制數(shù)量的插入和分出信道的多個(gè)OADM的可用性意味著若干“唯一的網(wǎng)絡(luò)路徑”可以共享光纖的長(zhǎng)度。這意味著可能組的存活信道耦合不同的“唯一的網(wǎng)絡(luò)路徑”的瞬態(tài)響應(yīng),其給出了用于瞬態(tài)減輕非本地性質(zhì)的信道選擇。通過(guò)在能夠用于每次給系統(tǒng)插入一個(gè)信道的所有潛在信道配置或近似規(guī)則上進(jìn)行搜索的自動(dòng)化工具能夠處理該非本地性質(zhì)。以下的4個(gè)信道增長(zhǎng)規(guī)則(以優(yōu)先級(jí)次序列表)可用于當(dāng)為唯一的網(wǎng)絡(luò)路徑選擇信道時(shí),平衡低成本、高性能、和瞬態(tài)控制這三個(gè)目標(biāo)規(guī)則1無(wú)論何時(shí)有可能,從增長(zhǎng)組之前的啟動(dòng)組選擇信道。
規(guī)則2無(wú)論何時(shí)有可能,通過(guò)在不同頻率分組之間循環(huán)選擇信道。
規(guī)則3無(wú)論何時(shí)有可能,在選擇另一個(gè)偏移類型的信道之前選擇相同偏移類型的信道。
規(guī)則4無(wú)論何時(shí)有可能,選擇OADM信道以最小化諸如在存活于上游光纖故障的信道中能夠發(fā)生的信道瞬態(tài)影響。
根據(jù)特定系統(tǒng)的特征,規(guī)則4可以以大量的不同方式實(shí)現(xiàn),包括以下的一種或多種規(guī)則4a無(wú)論何時(shí)有可能,選擇OADM信道以保持瞬態(tài)之后存活信道的總功率增益等于瞬態(tài)之前的總功率增益。
規(guī)則4b無(wú)論何時(shí)有可能,選擇OADM信道以便瞬態(tài)之后存活信道均勻地分布在瞬態(tài)之前的信道頻率范圍上。
規(guī)則4c無(wú)論何時(shí)有可能,選擇OADM信道以便瞬態(tài)之后存活信道的平均功率基本上等于瞬態(tài)之前信道的平均功率。
規(guī)則4d無(wú)論何時(shí)有可能,選擇OADM信道以便瞬態(tài)之后存活信道的平均功率基本上等于特定信道的功率電平。
規(guī)則4b可能適合用于實(shí)現(xiàn)在前一部分中所描述的瞬態(tài)控制技術(shù)的系統(tǒng)。規(guī)則4c適合于當(dāng)WDM信道頻譜不具有均勻的功率電平時(shí)。規(guī)則4d可能適合于當(dāng)WDM信道頻譜的功率電平以可預(yù)測(cè)的方式諸如均勻頻譜或傾斜頻譜變化時(shí),其中功率電平隨信道編號(hào)的增加而增加或減少。規(guī)則4的其他形式也是可能的,并且這些形式將取決于系統(tǒng)的特定特征和任何可以實(shí)現(xiàn)的瞬態(tài)控制技術(shù)。
能夠使用規(guī)則的上述列表產(chǎn)生優(yōu)先級(jí)排序的頻率列表。這樣的列表將表示與理想信道分配的近似。一旦產(chǎn)生該列表,則能夠組織請(qǐng)求的該列表以優(yōu)化信道分配。當(dāng)根據(jù)增加計(jì)劃規(guī)則完成信道分配時(shí),能夠應(yīng)用優(yōu)良矩陣給該產(chǎn)生的配置以用信號(hào)通知是否需要進(jìn)行調(diào)節(jié)或者簡(jiǎn)單地提供警告或其他性能指示符。當(dāng)對(duì)于理想上滿足信道增長(zhǎng)計(jì)劃的信道分配來(lái)說(shuō)不能改進(jìn)所述優(yōu)良矩陣時(shí),由于使用一組近似的選擇規(guī)則,因此這樣的一種信道分配將會(huì)很少發(fā)生。
圖6示出了被實(shí)現(xiàn)用于在圖4的示例性傳輸系統(tǒng)中選擇用于接下來(lái)提供業(yè)務(wù)的信道的處理流程圖。例如,該處理可以應(yīng)用于提供(i)ET402和ET410之間的端到端信道以及(ii)ET402和OADM406之間的OADM信道,和(iii)OADM406和ET410之間的OADM信道。注意到,當(dāng)端到端信道的提供為鏈路404和408分配該信道時(shí),OADM信道的提供只給一個(gè)鏈路分配該信道。因此,相同的波長(zhǎng)可以仍然可用于在另一鏈路上提供另一個(gè)OADM信道。一般而言,實(shí)現(xiàn)信道增長(zhǎng)計(jì)劃包括用于光傳輸系統(tǒng)中的每個(gè)不同鏈路的簿記,以便利用在該系統(tǒng)內(nèi)波長(zhǎng)再利用效率的優(yōu)點(diǎn)。
步驟602確定是否將要提供的業(yè)務(wù)需要OADM信道或端到端信道。如果需要OADM信道,那么為新的OADM業(yè)務(wù)選擇可用的OADM信道(步驟604)。這可以包括選擇可用的OADM信道,該信道在預(yù)先確定的、優(yōu)先級(jí)排序的、OADM信道分配列表中具有最低的選擇編號(hào)。可替換地,考慮到現(xiàn)存的信道配置,所述選擇可以包括應(yīng)用信道增長(zhǎng)計(jì)劃的規(guī)則來(lái)選擇可用的OADM信道。
另一方面,如果需要端到端信道,那么為新的端到端業(yè)務(wù)選擇可用的信道(步驟606)。這里,該選擇可以包括參考預(yù)先確定的端到端信道分配列表或應(yīng)用于現(xiàn)存信道配置的規(guī)則。
注意到,由于從系統(tǒng)中能夠取消提供各個(gè)業(yè)務(wù),在任何給定的時(shí)間,可能在當(dāng)前的信道分配中存在“缺口”,其中一個(gè)或更多可用信道具有低于其他當(dāng)前提供信道的信道選擇次序編號(hào)。因此,圖6的處理優(yōu)選地尋找可用的OADM或具有最低信道選擇編號(hào)的端到端信道,而不是簡(jiǎn)單地選擇位于具有最高信道選擇次序編號(hào)的當(dāng)前提供信道之后的下一信道。
應(yīng)用所述四個(gè)規(guī)則給示例性的200個(gè)信道,連續(xù)-線路光傳輸系統(tǒng)可以產(chǎn)生表IV的信道分配列表(參見圖7A-E)。如表IV所示,根據(jù)OADM信道次序即從Ch41開始、然后Ch61、接著Ch21、再接著Ch81、再然后Ch1等等來(lái)分配OADM信道。同理,根據(jù)端到端信道次序即從Ch53開始、然后Ch73、接著Ch23、再接著Ch93、再然后Ch13等等來(lái)分配端到端信道。
應(yīng)該注意到首先的50個(gè)OADM信道和首先的100個(gè)端到端信道全部都落入啟動(dòng)信道組的范圍內(nèi),而第二50個(gè)OADM信道和第二100個(gè)端到端信道全部都落入增長(zhǎng)信道組的范圍內(nèi),從而滿足規(guī)則1。
還應(yīng)該注意到,在所述啟動(dòng)組范圍內(nèi),OADM和端到端信道分配次序都遵循FG3、然后FG4、接著FG2、再接著FG5、最后FG1的頻率分組循環(huán)。同理,在所述增長(zhǎng)組范圍內(nèi),OADM和端到端信道分配次序都遵循FG6、然后FG7、接著FG8、再接著FG9、最后FG10的頻率分組循環(huán)。這指示如果給定了較高優(yōu)先級(jí)規(guī)則1的限制,也是滿足規(guī)則2的。
還應(yīng)該注意到,在所述啟動(dòng)組范圍內(nèi),對(duì)于OADM信道,分配所有的0GHz偏移信道,然后分配所有的100GHz偏移信道,而對(duì)于端到端信道,分配所有的0GHz偏移信道,然后分配所有的100GHz偏移信道,接著分配所有的50GHz偏移信道,以及最后分配所有的150GHz偏移信道,并且在所述增長(zhǎng)組范圍內(nèi)也是同理。這指示如果給定了較高優(yōu)先級(jí)規(guī)則1的限制,也是滿足規(guī)則3的。
在典型的實(shí)際光傳輸系統(tǒng)中,沒(méi)有任何單個(gè)信道分配列表能夠?yàn)槊總€(gè)可能的信道配置提供最佳的瞬態(tài)性能。盡管如此,表IV的信道分配列表被設(shè)計(jì)成優(yōu)化在不同信道配置的相對(duì)寬范圍上的瞬態(tài)性能。
例如,如果提供50個(gè)OADM信道,隨后提供50個(gè)端到端信道,那么所產(chǎn)生的信道配置將具有被分配為OADM信道的首先50個(gè)奇數(shù)信道和被分配為端到端信道的首先50個(gè)偶數(shù)信道,從而提供信道配置,在該配置中所述存活信道(即,50個(gè)OADM信道)均勻地分布在瞬態(tài)之前的頻率范圍(即,首先100個(gè)信道)上。
同理,如果提供100個(gè)OADM信道,隨后提供100個(gè)端到端信道(對(duì)應(yīng)于最大負(fù)載光纖),那么所產(chǎn)生的信道配置將具有被分配為OADM信道的100個(gè)奇數(shù)信道和被分配為端到端信道的100個(gè)偶數(shù)信道,從提供另一種信道配置,在該配置中所述存活信道(即,100個(gè)OADM信道)均勻地分布在瞬態(tài)之前的頻率范圍(即,全部的200個(gè)信道頻帶)上。
作為另一個(gè)實(shí)例,表V(參見圖8A-C)示出了使用表IV的信道分配列表由提供10個(gè)OADM信道然后提供10個(gè)端到端信道所產(chǎn)生的信道配置。(應(yīng)該注意到,由于在本例中沒(méi)有分配Ch121到Ch200,因此從表V中將其省略。)盡管10個(gè)OADM信道可能沒(méi)有必要完全均勻地分布在20個(gè)信道的瞬態(tài)之前的頻率范圍上,然而,它們也是基本上均勻地分布在該范圍上。
應(yīng)該明白的是,從應(yīng)用這些規(guī)則獲得的信道選擇關(guān)鍵依賴于根本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞男再|(zhì)以及被分配信道的數(shù)量。如果根本的拓?fù)浒l(fā)生變化,所述組可能的存活信道也發(fā)生變化。這是由于多個(gè)唯一網(wǎng)絡(luò)路徑能夠共享放大器和光纖鏈路而產(chǎn)生的。由于我們參考規(guī)則范圍內(nèi)的存活信道組的性質(zhì)(例如,總功率增益或分布)。不同的網(wǎng)絡(luò)將典型表現(xiàn)出不同的信道分配模式。網(wǎng)絡(luò)中信道的數(shù)量還會(huì)改變所產(chǎn)生的信道分配模式。例如,在找到均勻分布信道的情況下,基本上均勻分布的4信道系統(tǒng)(例如,Ch1、Ch34、Ch67、和Ch100)可能與基本上均勻分布的5信道系統(tǒng)(例如,Ch1、Ch25、Ch50、Ch75和Ch100)僅僅共同地具有兩個(gè)信道。為了將單個(gè)信道插入到預(yù)先存在的不可改變的傳輸系統(tǒng),仍然能夠選擇插入新的信道以在任何可能時(shí)間符合上述規(guī)則組;但是,所產(chǎn)生的信道分布可能不同于通過(guò)重新優(yōu)化所有信道的位置而獲得的分布。
這些相關(guān)性意味著通常不可能產(chǎn)生信道位置的將被優(yōu)化用于所有意外事故的唯一列表。而是,諸如上述定義的規(guī)則通常將解決最佳的最終信道配置,但是將很少獲得全局優(yōu)化。為了獲得全局優(yōu)化,能夠使用自動(dòng)化優(yōu)化工具來(lái)搜索所有可能的信道配置以平衡增加計(jì)劃的目標(biāo)。理想上,這種工具能夠設(shè)計(jì)成本、性能、和瞬態(tài)穩(wěn)定性的重要方面以匹配特定網(wǎng)絡(luò)的需要。對(duì)于這種工具還重要的是估計(jì)網(wǎng)絡(luò)潛在的未來(lái)增加,啟動(dòng)將要插入到網(wǎng)絡(luò)的未來(lái)信道而不急劇地減少瞬態(tài)穩(wěn)定性或網(wǎng)絡(luò)性能特征。
當(dāng)在系統(tǒng)上需要一組新的請(qǐng)求時(shí),這些請(qǐng)求穿過(guò)不止一條唯一路徑(正如特別地可能是用于新系統(tǒng)的情況),然后,能夠組織該組請(qǐng)求以便優(yōu)化用于這些請(qǐng)求的信道選擇。具有長(zhǎng)距離要求或與極少數(shù)信道共享公共路徑的某些請(qǐng)求,優(yōu)選地被提供在關(guān)于瞬態(tài)具有最佳性能的頻率上。如果盲目地分配所述信道,那么,在分配具有特殊需求的這些請(qǐng)求之前,可能采取所有的最佳執(zhí)行頻率。因此,應(yīng)該給請(qǐng)求列表分配優(yōu)先級(jí)。
一般而言,關(guān)心不同的可能存活信道組的性能。因此,作為第一步驟,能夠?qū)⒐蚕砉参ㄒ宦窂降恼?qǐng)求一起分組或者能夠?qū)⒐蚕砉叉溌返恼?qǐng)求一起分組。對(duì)于第一種情況,分組是相互排斥的,但是第二種情況典型地導(dǎo)致重疊分組。位于每一組內(nèi)的請(qǐng)求能夠被進(jìn)一步根據(jù)各種準(zhǔn)則諸如例如與租賃信道相關(guān)的傳輸距離或調(diào)制帶寬或甚至是服務(wù)質(zhì)量參數(shù)而分配優(yōu)先級(jí)。最后,如果所有的請(qǐng)求共享唯一路徑,則根據(jù)其特征諸如傳輸距離能夠給各個(gè)分組分配優(yōu)先級(jí)。長(zhǎng)距離信道被賦予較高的優(yōu)先級(jí)。
根據(jù)請(qǐng)求通過(guò)一個(gè)一個(gè)地向下移動(dòng)優(yōu)先級(jí)列表或者通過(guò)各個(gè)請(qǐng)求分組循環(huán)能夠執(zhí)行信道分配。通過(guò)所述信道分組循環(huán),從一個(gè)分組選擇一個(gè)信道所具有的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有分組將以不良執(zhí)行配置中的所有信道而結(jié)束。而且,在完全地分配較大分組之前,將給單個(gè)或少數(shù)請(qǐng)求分組分配好的頻率。這利用了以下事實(shí),如果信道總數(shù)變化的大小較大,則瞬態(tài)控制更加困難,如果存活信道組小,則能夠發(fā)生這種情況。較大的信道分組能夠忍受較差的信道分配,因?yàn)樗矐B(tài)的大小將典型較小并且存在具有更多信道的集中利益。
注意到,示例性的表IV的信道分配列表是基于假設(shè)連續(xù)-線路傳輸系統(tǒng)具有位于兩個(gè)終端之間的單個(gè)OADM。如果存在不止一個(gè)OADM和/或用于非連續(xù)-線路傳輸系統(tǒng)諸如環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò),所述信道分配列表可以變化?;咀兓蔀楣蚕矸糯笃骱凸饫w鏈路的唯一網(wǎng)絡(luò)路徑增加的潛在而產(chǎn)生。該增加的重疊急劇地增加唯一瞬態(tài)之后存活信道組的組數(shù)。所述組數(shù)使用于確定最佳信道配置的優(yōu)化處理更加耗費(fèi)時(shí)間,但是選擇最佳組的基本方法仍與連續(xù)-線路系統(tǒng)相同。
正如先前所建議的,能夠設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具來(lái)估計(jì)不同可能信道配置的可接受性,以便選擇用于提供新業(yè)務(wù)的信道。當(dāng)產(chǎn)生用于估計(jì)每個(gè)不同配置的優(yōu)度參數(shù)時(shí),這種自動(dòng)化工具可以考慮以下的一個(gè)或更多條件識(shí)別跟隨唯一網(wǎng)絡(luò)路徑的一個(gè)或更多信道的每一組。根據(jù)控制由于一個(gè)或更多可能的未來(lái)故障而引起的瞬態(tài)的目標(biāo)給信道組分配優(yōu)先級(jí)?;谠搩?yōu)先級(jí)排序的列表將所述信道分配給頻率;在由于一個(gè)或更多可能的未來(lái)故障而引起瞬態(tài)的情況下,信道分配從最高優(yōu)先級(jí)組中選擇第一信道并將它分配給對(duì)應(yīng)于最佳性能的頻率。接下來(lái),來(lái)自第二最高優(yōu)先級(jí)組的第一信道被分配給下一具有最高瞬態(tài)性能的可用頻率。該處理通過(guò)在所有信道組中循環(huán)而繼續(xù),以分配來(lái)自每一組的第一信道然后再次通過(guò)所有信道組循環(huán)以分配第二信道等等,直到分配所有的信道為止;根據(jù)一組增加計(jì)劃規(guī)則(并且不僅僅根據(jù)最佳瞬態(tài)性能)選擇所述頻率;根據(jù)預(yù)先確定的頻率選擇表選擇所述頻率;
響應(yīng)于瞬態(tài)使用優(yōu)度參數(shù)估計(jì)一組信道的性能。為已經(jīng)被分配的每個(gè)信道組計(jì)算該優(yōu)度參數(shù);為優(yōu)度參數(shù)應(yīng)用一組準(zhǔn)則,并且根據(jù)優(yōu)度參數(shù)是否落入一定范圍內(nèi)來(lái)調(diào)節(jié)信道布局;該優(yōu)度參數(shù)基于存活信道組的平均功率。對(duì)于瞬態(tài)優(yōu)化基于匹配存活信道組平均功率與特定信道功率的情況,該優(yōu)度參數(shù)能夠是這種要求的線性函數(shù)。例如,該優(yōu)度參數(shù)能夠等于(Pavg-Pref),這里Pavg是存活信道組的平均功率,以及Pref是目標(biāo)參考信道的功率。取決于所述瞬態(tài)控制和傳輸系統(tǒng)特征,還能夠使用其他函數(shù)。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到可以使用其他因素來(lái)構(gòu)造優(yōu)度參數(shù),包括以下因素中的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)度參數(shù)基于所述存活信道組的傳輸距離;優(yōu)度參數(shù)基于信道組穿過(guò)的網(wǎng)絡(luò)元件的數(shù)量和/或類型;優(yōu)度參數(shù)基于共享存活信道組的路徑各部分的其他信道組的功率分布;優(yōu)度參數(shù)基于每個(gè)鏈路中的所有信道;通過(guò)使用每個(gè)鏈路中(在兩個(gè)插入/分出點(diǎn)之間)的所有信道選擇信道組。
替換實(shí)施例盡管所述瞬態(tài)控制技術(shù)依賴于對(duì)應(yīng)于整個(gè)WDM頻譜的總功率測(cè)量,瞬態(tài)控制還能夠使用兩個(gè)或更多分離的、頻譜上結(jié)合的檢測(cè)器來(lái)實(shí)現(xiàn),這里使用通過(guò)至少一個(gè)檢測(cè)器所測(cè)量的帶內(nèi)功率例如使用不同的功率系數(shù)來(lái)不同地調(diào)節(jié)兩個(gè)或更多喇曼光泵的功率電平。例如,在具有啟動(dòng)和增長(zhǎng)組信道的系統(tǒng)中,這里在增長(zhǎng)信道之前分配啟動(dòng)信道,兩個(gè)結(jié)合檢測(cè)器-一個(gè)檢測(cè)器測(cè)量用于啟動(dòng)信道的總的內(nèi)頻帶功率,以及一個(gè)檢測(cè)器測(cè)量用于增長(zhǎng)信道的總的內(nèi)頻帶功率-能夠用于實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)控制,其中根據(jù)兩個(gè)內(nèi)頻帶功率測(cè)量不同地調(diào)節(jié)喇曼泵電平。該替換的瞬態(tài)控制技術(shù)能夠反過(guò)來(lái)影響用于該系統(tǒng)的信道增長(zhǎng)計(jì)劃。
盡管在控制由于喇曼光放大器所引起瞬態(tài)的上下文中已經(jīng)描述了瞬態(tài)控制,但是瞬態(tài)控制還能夠在其他上下文中實(shí)現(xiàn),諸如控制由于摻鉺光纖放大器或半導(dǎo)體光放大器所產(chǎn)生的瞬態(tài)。另外,代替調(diào)節(jié)泵功率,能夠通過(guò)控制依賴于波長(zhǎng)的光衰減器或直接作用于信道的其他控制設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)控制。
本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)為基于電路的處理,包括可能的實(shí)現(xiàn)為單個(gè)集成電路(諸如ASIC或FPGA)、多芯片模塊、單插件、或多插件電路封裝。正如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)明白的,電路元件的各種功能可以實(shí)現(xiàn)為軟件程序中的處理步驟。這種軟件可以以例如數(shù)字信號(hào)處理器、微控制器、或通用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明能夠以方法和用于實(shí)踐這些方法的設(shè)備的形式予以實(shí)施。本發(fā)明還能夠以嵌入到有形介質(zhì)諸如軟盤、CD-ROM、硬盤、或任何其他機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的程序代碼的形式實(shí)施,其中,當(dāng)通過(guò)機(jī)器諸如計(jì)算機(jī)載入和執(zhí)行該程序代碼時(shí),該機(jī)器則變成用于實(shí)踐本發(fā)明的設(shè)備。本發(fā)明還能夠以例如存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中、載入到機(jī)器中和/或機(jī)器執(zhí)行的、或者在某些傳輸介質(zhì)或載體,諸如在電線或電纜上、通過(guò)光纖、或經(jīng)由電磁輻射傳輸?shù)某绦虼a的形式實(shí)施,其中當(dāng)將該程序載入機(jī)器諸如計(jì)算機(jī)并由它執(zhí)行時(shí),該機(jī)器變成了用于實(shí)踐本發(fā)明的設(shè)備。當(dāng)在通用處理器上實(shí)現(xiàn)時(shí),程序代碼分段與處理器組合來(lái)提供類似于特定邏輯電路操作的唯一設(shè)備。
除非另外明確聲明,如同單詞“大約”或“近似于”放在值或范圍之前,每個(gè)數(shù)字值和范圍都應(yīng)該解釋為近似的。
將會(huì)進(jìn)一步明白,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以對(duì)已經(jīng)描述和示例的用于說(shuō)明本發(fā)明性質(zhì)的部件的細(xì)節(jié)、材料、和安排作出各種變化,而不背離如以下權(quán)利要求書所表示的本發(fā)明的范圍。
盡管以具有相應(yīng)標(biāo)記的特定次序闡述了以下方法權(quán)利要求中的步驟,除非權(quán)利要求闡述,否則將會(huì)隱含用于實(shí)現(xiàn)部分或全部這些步驟的特定次序,這些步驟沒(méi)有必要意圖限制于以該特定次序?qū)崿F(xiàn)的步驟。
權(quán)利要求
1.一種操作光傳輸系統(tǒng)的方法,所述光傳輸系統(tǒng)具有能夠載有不同波長(zhǎng)的多個(gè)光信道的鏈路,該方法包括為對(duì)應(yīng)于至少兩個(gè)光信道的波長(zhǎng)檢測(cè)總光功率電平的變化;和調(diào)節(jié)該光傳輸系統(tǒng)中多個(gè)元件的操作,其中用于每個(gè)元件的所述調(diào)節(jié)是(i)所述總光功率電平的變化和(ii)用于該元件的特定瞬態(tài)控制模型的函數(shù);以及兩個(gè)或更多所述元件具有不同的特定瞬態(tài)控制模型,以對(duì)所述兩個(gè)或更多元件的操作作出不同的調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中用于每個(gè)元件的所述特定瞬態(tài)控制模型包括基于特定線性系數(shù)的線性項(xiàng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中所述總光功率電平的變化對(duì)應(yīng)于相應(yīng)于所有光信道的波長(zhǎng)的總光功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中所述多個(gè)元件是所述光傳輸系統(tǒng)中的光放大器的不同光泵;和所述調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)于所述光泵的泵功率電平的變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法,其中每個(gè)光泵的泵功率電平的變化是(i)所述總光功率電平的變化和(ii)用于該光泵的特定系數(shù)的函數(shù);以及至少兩個(gè)光泵具有不同的特定系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法,其中選擇所述用于光泵的特定系數(shù)以為各種不同信道配置優(yōu)化瞬態(tài)響應(yīng),每個(gè)信道配置具有不同的波長(zhǎng)組。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中所述總光功率電平的變化對(duì)應(yīng)于在所述鏈路上信道數(shù)量的突然變化。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法,其中所述模型考慮到在所述光傳輸系統(tǒng)中的一個(gè)或更多可能的未來(lái)故障之后該光傳輸系統(tǒng)的瞬態(tài)性能。
9.一種用于操作光傳輸系統(tǒng)的設(shè)備,所述光傳輸系統(tǒng)具有能夠載有不同波長(zhǎng)的多個(gè)光信道的鏈路,該設(shè)備包括檢測(cè)裝置,用于為對(duì)應(yīng)于至少兩個(gè)光信道的波長(zhǎng)檢測(cè)總光功率電平的變化;和調(diào)節(jié)裝置,用于調(diào)節(jié)該光傳輸系統(tǒng)中多個(gè)元件的操作,其中用于每個(gè)元件的所述調(diào)節(jié)是(i)所述總光功率電平的變化和(ii)用于該元件的特定瞬態(tài)控制模型的函數(shù);以及兩個(gè)或更多所述元件具有不同的特定瞬態(tài)控制模型,以對(duì)所述兩個(gè)或更多元件的操作作出不同的調(diào)節(jié)。
10.一種用于操作光傳輸系統(tǒng)的設(shè)備,所述光傳輸系統(tǒng)具有能夠載有不同波長(zhǎng)的多個(gè)光信道的鏈路,該設(shè)備包括光監(jiān)控器,其適于為對(duì)應(yīng)于至少兩個(gè)光信道的波長(zhǎng)檢測(cè)總光功率電平的變化;以及控制器,其適于調(diào)節(jié)該光傳輸系統(tǒng)中多個(gè)元件的操作,其中用于每個(gè)元件的所述調(diào)節(jié)是(i)所述總光功率電平的變化和(ii)用于該元件的特定瞬態(tài)控制模型的函數(shù);以及兩個(gè)或更多所述元件具有不同的特定瞬態(tài)控制模型,以對(duì)所述兩個(gè)或更多元件的操作作出不同的調(diào)節(jié)。
全文摘要
在光傳輸系統(tǒng)中,在檢測(cè)到對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)鏈路中多個(gè)光信道的總光功率電平的變化之后,以個(gè)別的方式調(diào)節(jié)某些元件的操作,以便控制這些信道中的瞬態(tài)。例如,響應(yīng)于由于光纖斷裂而導(dǎo)致的信道數(shù)量的突然下降,調(diào)節(jié)OADM的喇曼放大器中的光泵的功率電平,以減少存活信道中的瞬態(tài)增益誤差,這里對(duì)于每個(gè)不同光泵的泵功率電平的調(diào)節(jié)是檢測(cè)的總光功率電平變化和用于該特定光泵的至少一個(gè)特定系數(shù)二者的函數(shù),以便處理喇曼放大器對(duì)光信道數(shù)量的突然下降的響應(yīng)中的非線性。
文檔編號(hào)H04J14/02GK1728607SQ20051008792
公開日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2005年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月30日
發(fā)明者丹尼爾·C.·基爾帕, 克勞德·A.·瑪?shù)贍? 納拉西穆罕·拉格哈萬(wàn), 戴維·A.·薩德勒, 克里斯托弗·A.·懷特 申請(qǐng)人:朗迅科技公司