专利名称：自动光学链路功率控制的利记博彩app
技术领域：
本申请涉及光信号功率控制，尤其涉及可变增益放大器的控制以提供光信 号之内每一信道上的恒定增益。
背景技术：
当今社会，光学联网技术的重要性已得到很好地理解。光网络能在非常长 的距离上以很高的数据速率传输大量的信息。对于很长的光通信距离，通常有 多个信道或波长复用在一起并且被插入横跨很长距离的光纤光缆中。包括多个 波长的光信号在光纤光缆中传播，直到到达其目的地。然后，对该信号进行解 复用，再进一步处理各个波长。
通常，比较重要的是，这些波长或信道的光功率水平具有特定的功率分布。 例如，通常，波分复用信号中的每一波长最好具有相同的功率水平。这些功率 水平可以根据光放大器沿光学链路的跨距损耗和增益值来控制。通常，光学跨 距具有插入光纤内的光放大器。光放大器对光信号之内的每一波长施加增益，
从而产生每一波长的输出功率水平。
每信道功率和所有信号信道的总功率应该在网络节点的输出和输入处以
及横跨光纤跨距处得到控制。这些节点包括但不限于EDFA、光插/分节点、数 据发送和接收节点以及色散补偿节点。
当光学链路内的光信道个数随时间而变化时，控制光信道功率会进一步复 杂化，特别是，如果光信号内的信道个数发生变化，则该链路内的一个或多个 光放大器的增益也需要改变以便维持每一信道的较佳输出光功率。参照
图1， 光学链路100显示出包括头端节点110和远端节点150。头端节点110通过光 纤光缆和多个光放大器耦合到远端节点150。在这种情况下，有第一光放大器 120、第二光放大器130，直到第N光放大器140。
为了恰当地管理该链路，应该控制每一光放大器(120， 130， 140， 150)的输入和输出处的功率水平。如上所述，这些功率水平在光信道的个数突然改变时可 能出现恶化，并且放大器无法迅速响应。许多系统还只使用固定增益放大器， 这种放大器要求所有的跨距损耗必须具有预定的损耗值。固定增益放大器的使 用使得链路100上的功率管理更困难。例如，某些系统可以在光学链路中使用 衰减器，以使跨距损耗匹配于这些放大器的固定增益。 因此，所需的是解决上述缺点的系统和方法。发明概要描述了光学链路中横跨一个或多个放大器节点的增益的控制系统、装置和 方法。在一个实施方式中，提供了一种快本机放大器恒定增益控制环，它针对光 信号内的每一信道维持了横跨放大器节点的恒定增益。提供了慢链路级增益设置控 制环，用于设置和/或调节放大器节点上的目标增益。响应于各种事件和机制，上 述慢链路级增益设置控制环执行增益调节序列以便调节目标增益。还提供了 "飞行 时间"保护方法，以确保上述快本机放大器增益控制环和慢链路级增益设置控制环 之间的一致性。即使上述信号内的信道个数可能变化，快本机放大器增益控制环和慢链路级 增益设置控制环也能在放大器节点处维持横跨所有光学信道的恒定增益。该快本机 放大器增益控制环通过调节放大器的增益而响应于放大器输出(或输入)处的功率 水平的突然变化，以便维持每一信道的恒定增益。结果，在光学链路中上述信号内 的每一信道都看到固定的增益和损耗分布，这不取决于信号内的信道总数。上述慢链路级增益设置控制环为光学链路内的每一放大器节点设置目标增益 值。这些较慢的控制环响应于相对较慢的功率水平变化，像光学链路内各组件的温 度变化或各组件在老化过程中出现的性能变化等事件都可能引起这种相对较慢的 功率水平变化。提供了增益调节序列，使得慢链路级增益设置控制环可以调节每一放大器节 点上的目标增益值。各种事件和机制都可以用于触发该增益调节序列。例如，上述 跨距内的放大器节点通过发送一放大器增益请求，便可以启动一增益调节序列。这 种放大器增益请求可响应于放大器本机处所检测到的信息(比如在预定阈值之下或 之上的输入功率的变化)而产生的。在其它示例中，在光学跨距的初始安装时，便可以按定义好的周期时间增量或响应于系统内的信道个数的变化而启动一增益调 节序列。本领域技术人员将认识到其它事件和机制也可以用于触发一增益调节序列。因为快本机放大器增益控制环和慢链路级增益设置控制环按相对不同的速度 操作，所以提供了 "飞行时间"保护方法以确保放大器处的本地测量和计算与从头 端节点处发送过来的较慢的增益参数同步。这种保护方法确保利用来自光学链路的 最当前信息来设置放大器的目标增益水平。根据附图和下面的详细描述，将明显看到本发明的其它目标、特征和优点。附图简述下面将参照本发明的各实施方式，其示例将在附图中示出。这些图仅是说 明性的，而非限制性的。尽管通常都是结合实施方式来描述发明，但是应该理 解，本发明的范围并不限于这些特定的实施方式。图1是包括多个光放大器的光学跨距的现有技术图。图2是根据本发明一实施方式用于光学跨距的控制系统，其中包括快本机 放大器增益控制环和慢链路级增益设置控制环。图3是根据本发明一实施方式用于描述光学链路上多个节点处的增益控制 方法和飞行时间保护的流程图。图4是根据一实施方式用于描述发送至头端的多个同时的增益请求的处理 方法的流程图。较佳实施方式的详细描述描述了光学链路中横跨一个或多个放大器节点的增益的控制系统、装置和 方法。在一个实施方式中，提供了一种快本机放大器恒定增益控制环，它针对光 信号内的每一信道维持了横跨放大器节点的恒定增益。提供了慢链路级增益设置控 制环，用于设置和/或调节放大器节点上的目标增益。响应于各种事件和机制，上 述慢链路级增益设置控制环执行增益调节序列以便调节目标增益。还提供了 "飞行 时间"保护方法，以确保上述快本机放大器增益控制环和慢链路级增益设置控制环 之间的一致性。阐明下面的描述其目的在于解释，以便于理解本发明。然而，本领域的技 术人员将会明显认识到，本发明的各实施方式(下文会描述其中的一些)可以 并入许多不同的计算系统和设备中。本发明的实施方式可以以硬件、软件、或 固件的形式出现。下文框图所示的结构和设备示出了本发明的示例性实施方式 并且意在避免使本发明不清楚。此外，图中各组件之间的连接并不限于直接连 接。这些组件之间的数据可以被中间组件修改、重新格式化、或以其它方式改 变。在说明书中，"一个实施方式"、"在一实施方式中"、或"实施方式" 等是指结合该实施方式所描述的特定特色、结构、特征、或功能被包括在本发 明的至少一个实施方式中。说明书中各处提到的"在一个实施方式中"并不必 然地指同一实施方式。A.控制环概览图2示出了根据一实施方式用于光学链路的控制系统。该系统包括头端节点210,光信号源自该头端节点210;远端节点240，该远端节点240终止该 光信号。头端节点210包括控制模块215，远端节点240包括另一个控制模块 245和可执行像预放大等功能的放大器240。该光学链路包括多个光放大器节 点220、 225、 230，用于放大光信号内的每一信道。这些放大器节点可以包括 掺铒光纤放大器("EDFA")、半导体光放大器("SOA")、或光传输网络中可能使用的任何其它光学放大方法。每一光放大器节点都具有快本机放大器恒定增益控制环252、254、256、258，用于维持光信号中每一信道上的恒定增益。头端节点210使用慢链路增益设置 控制环262、 264、 266、 268为每一光放大器节点220、 225、 230以及远端节点 中的放大器248设置目标增益值。本领域的技术人员将会认识到，在定义这些 目标增益值的过程中，可以使用光学链路内相关的各种参数。这些参数可以包 括光信号内的信道个数、每信道功率的目标、链路内的光纤的类型以及光学链 路内累积的经放大的瞬时发射("ASE")(所添加的ASE取决于光学链路中的每 一光放大器，所添加的ASE可基于上述增益设置点计算)。可以在放大器节点处或在头端节点处就地计算目标增益值或慢控制环。当 在除链路放大器节点以外的地方计算时，该目标被传输到链路中的本机放大器节点以便设置增益目标。在本发明的一个实施方式中，关于慢链路增益设置控制环262、 264、 266、 268的信息是在光学链路上的唯一波长/信道上进行传输的，其中每一个都与特 定的控制环相关联。例如，头端节点210和第一光放大器220之间的第一慢链 路增益设置控制环262被用于设置或调节横跨第一光放大器220的目标增益 值。基于该目标增益值，第一快放大器恒定增益控制环252针对光信号内的每 一信道而维持横跨第一光放大器220的恒定增益。在本发明的一个实施方式中， 通过监控第一光放大器220处的输入和输出功率并改变所施加的增益以确保在 目标增益值处每一信道所看到的增益仍然恒定，如此便实现了这种恒定增益。 第一快放大器增益控制环252能够迅速补偿光学链路中突然出现的功率变化， 比如断电、切断光纤、在信号内添加/删除信道等所引起的那些功率变化。第一 快放大器增益控制环252还可以补偿在第一光放大器220处局部产生的ASE。 结果，如果光信号内的信道信号的个数迅速改变，则单个信道信号的功率演化 分布接近保持恒定。增益调节序列被用于设置或调节每一放大器节点220、 225、 230和240的 目标增益值。该控制系统还包括放大器增益请求路径282、 284、 286、 288，在 这些路径上将放大器增益请求从放大器传输到头端节点210内的控制模块215。 如下文详细描述的那样，该增益调节序列可以按各种方式启动，其中包括头端 节点210接收放大器增益请求路径282、 284、 286、 288之一上的放大器增益 请求。固有的定时问题可能出现，其中功率发生变化并且多个参数信息更新过程 不重合。这些定时问题是由快放大器恒定增益控制环和慢链路级增益设置控制环 的不同速度引起的。提供了 "飞行时间"保护方法以解决这些问题，并且下文会更 详细地描述该方法。B.增益调节序列计算和设置这些增益的过程被称为增益调节序列。在一个实施方式中，该 过程是串行地执行的，使得链路级慢增益设置控制环始于光学链路中的第一放 大器处，接下来继续到第二放大器，如此沿该链路继续，其中包括处于远端节点中的最后一个放大器。该串行方案确保了目标增益计算和数值的准确度。图3是根据本发明一实施方式用于调节多个光放大节点上的目标增益值的 方法的流程图，该方法不取决于结构。响应于一些启动事件，比如光学链路的 安装、跨距损耗的变化、限定的时间周期、系统内的信道个数的变化、放大器 增益请求事件、或可能要求调节光学链路功率的任何其它事件，便开始了增益 调节序列(310)。头端节点将计算参数发送给光学链路内的放大器节点(320)。这些参数可以包括光学链路内每一信道的目标输出功率以及其它参数。该放大器节点接收上述计算参数并且计算目标增益设置点并且记录光信号的输入功率水平(330)。放大器节点将该目标增益设置点传输到头端节点 (340)。头端节点査看计算目标增益设置点所用的参数是否仍然正确和通用 (350)。在本发明的一个实施方式中，该查看过程可能包括确定计算目标增 益设置点所用的参数是否是头端节点最新发送过来的。在另一个实施方式中， 头端节点通过分析从光放大器节点处接收到的参数来确定这些参数中的任何 一个是否已改变。如果有头端节点传输过来的后续参数，则该增益设置点不被视为有效并且 增益调节序列被中止(355)。如果这些参数是当前的，则头端节点将关于这 些参数的确认传输到上述放大器节点(360)。通过在头端节点参数查看期间查看先前记录的输入功率是否尚未改变而 超出某一容限(370)，放大器便确认了其增益设置点仍然通用。如果输入功 率的变化足够大，则增益调节序列中断(355)。然而，如果输入功率没有变 化，则该节点将其增益目标值更新/改变到上述增益设置点并且将确认发送到头 端节点°步骤340到380被定义成"飞行时间"保护，因为头端节点和放大器所作 的查看确保放大器处的本机测量和计算与从头端节点处发送过来的较慢的增 益参数对齐。特别是，"飞行时间"的各步骤旨在检测在放大器处发生增益变 化期间在头端节点或放大器处所出现的参数变化。例如，输出传输信号中多路 复用信道信号的个数变化或到放大器的输入处的功率变化将取消上述瞬时增益调节序列。进行查看以确定该放大器是否是光学链路中的最后一个(385)。如果它 是最后一个放大器，则增益-调节序列便完成了 (390)。如果在放大器序列中 有另外的放大器，则针对下一个光放大器节点执行步骤310到385 (375)。C.增益调节请求事件如上所述，许多不同事件或机制可以启用增益调节序列，其中包括来自光 学链路的光放大器之一的增益调节请求。每一放大器恒定地监控其信号输入功 率，并且检测何时该输入功率变得更高或更低，该变化量是在最小阈值之上一 给定的量。如果超过了该阈值，则光放大器节点可以请求一新的增益调节序列。 新的增益调节序列将校正网络中已出现任何偏移的功率和增益，比如光学跨距 损耗的变化。在光学链路中可能有多个在时间上迅速出现的增益请求，使得先前的增益 调节序列未能完成。这些增益请求可能彼此相对地被赋予优先级，这些优先级 控制链路中的最终动作。图4示出了用于接收并处理一新的增益调节请求的示 例性方法。在本发明的一个实施方式中，在光放大器处局部地形成增益调节请求序列 (410)。这种增益调节请求可能由各种事件启动，比如上述放大器输入处的 功率变化。进行查看以确定当前是否出现增益请求序列(420)。如果在发生的过程 中没有增益请求序列，则产生一新的增益调节请求从而开始一新的增益调节序 列(450)。然而，如果增益-调节序列正在进行，则进行査看以确定该增益调 节序列是否已经应用于放大器上(430)。如果上述增益调节序列已经应用于该放大器，则当前的增益-调节序列中止 (440)。产生一新的增益调节请求并且产生一新的增益调节序列(450)。然 而，如果当前的增益调节序列尚未应用于该放大器，则不启动新的增益调节序 列(460)并且允许当前的增益调节序列继续到光放大器。如上所述，在通过光学链路传输的信道信号的个数发生突然变化的网络 中，快恒定增益模式是有利的。在各种其它实施方式中，快本机增益控制环能 快校正信道个数的变化，而针对跨距损耗的校正则处于慢控制环的时间标度上。如果期望使针对跨距损耗变化的校正优先于信道个数，则本机控制环可能 以恒定输出功率模式(与恒定增益控制相反)运行时的变化(这些变化接下来 将给出针对跨距损耗变化的快校正并且产生针对信道个数变化的校正)将处于 慢控制环的时间标度上。尽管上文已描述了本发明的各种实施方式，但是应该理解，它们仅是作为 示例而非限制而呈现的。对于相关技术领域的技术人员而言，很明显，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出各种形式和细节的改变。
权利要求
1. 一种用于控制光学链路功率的系统，所述系统包括头端节点，用于在光学链路上发送具有多个光信道的光信号；多个放大器节点，串行耦合到所述头端节点并且对所述多个光信道中的每一个都施加恒定增益；末端节点，耦合到所述多个放大器节点并用于接收来自所述光学链路的光信号；第一快放大器恒定增益控制环，横跨所述多个放大器节点中的第一放大器节点而耦合，并且用于改变所述第一放大器节点上的增益，以便在所述多个光信道的每一个光信道上维持恒定增益；第一慢链路增益设置控制环，耦合在所述头端节点和第一放大器节点之间，并且用于调节所述第一放大器节点的目标增益值；以及其中在所述第一放大器节点上提供了飞行时间保护以确保对目标增益值的调节是利用所述头端节点和第一放大器节点处的当前参数来执行的。
2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述第一慢链路增益设置 控制环上传输的信息是在所述光学链路内特定的波长上实现的。
3. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，对目标增益值的调节是由所 述第一慢链路增益设置控制环响应于所述头端节点从第一放大器节点处接收 到的增益调节请求而执行的。
4. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，对目标增益值的调节是响应 于所述光学链路内的光信道个数变化而执行的。
5. 如权利要求l所述的系统，还包括第二快放大器恒定增益控制环，横跨所述多个放大器节点中的第二放大器 节点而耦合，并且用于改变所述第二放大器节点上的增益，以便在所述多个光 信道的每一个光信道上维持恒定增益；第二慢链路增益设置控制环，耦合在所述头端节点和第二放大器节点之间 并且用于调节所述第一放大器节点的目标增益值；以及其中所述第一放大器节点和第二放大器节点在所述光学链路内是串行耦合的。
6. 如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二放大器节点上的第二增益调节过程仅在所述第一放大器节点上的第一增益调节过程成功完成后才执行。
7. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，提供了飞行时间保护，以便 检测在所述第一放大器节点处增益变化期间发生在所述头端节点或第一放大 器节点处的参数变化。
8. 如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述光信号中多路复用信道 的个数变化或输入到所述第一放大器节点的功率变化导致取消增益调节过程。
9. 一种用于在光学链路中的第一放大器节点上执行增益调节的方法，所述方法包括响应于一事件，启动一增益调节序列；在所述光学链路上将计算参数从头端节点发送到所述第一放大器节点；利用所述计算参数来计算所述第一放大器节点的增益设置点；将所述增益设置点发送到所述头端节点；在所述头端节点处接收所述增益设置点之后，确定所述计算参数是否是通用的；确定在确定所述计算参数是否通用的过程中在所述第一放大器节点上是 否出现输入功率变化；以及如果所述计算参数是通用的且所述第一放大器节点上没有输入功率变化， 则将所述增益设置点设为用于所述第一放大器节点的增益目标值。
10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述增益调节序列是响应于 由所述头端节点从所述第一放大器节点处接收到的增益调节请求而产生的。
11. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述增益调节请求是由所 述第一放大器节点响应于所述第一放大器节点上的输入功率水平变化而产生 的。
12. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述增益调节序列是响应于 执行前一个增益调节序列之后预定的时间周期的流逝而产生的。
13. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述增益调节序列是响应于所述光学链路内的光信道的个数变化而产生的。
14. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，在预定的第一波长上所述计 算参数被发送到所述第一放大器节点。
15. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，确定计算参数是否是通用是 通过査看是否已将后续计算参数从所述头端节点传输到所述第一放大器节点 来执行的。
16. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，确定计算参数是否是通用是 通过将所述头端节点所接收到的第一组计算参数与所述头端节点所产生的第 二组计算参数进行比较来执行的。
17. 如权利要求9所述的方法，还包括在所述光学链路上将第二组计算参数从所述头端节点发送到第二放大器 节点；利用所述第二计算参数来计算用于所述第二放大器节点的第二增益设置 点；以及将所述增益设置点发送到所述头端节点。
18. 如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第二增益设置点是在 所述第二放大器节点处计算的。
19. 一种包含在计算机可读介质上的计算机程序产品，用于在光学链路中的第一放大器节点上执行增益调节，所述计算机程序产品包括用于实现下列操 作的计算机指令-响应于一事件，启动一增益调节序列；在所述光学链路上将计算参数从头端节点发送到所述第一放大器节点.，利用所述计算参数来计算所述第一放大器节点的增益设置点；将所述增益设置点发送到所述头端节点；在所述头端节点处接收所述增益设置点之后，确定所述计算参数是否是通 用的；确定在确定所述计算参数是否通用的过程中在所述第一放大器节点上是 否出现输入功率变化；以及如果所述计算参数是通用的且所述第一放大器节点上没有输入功率变化，则将所述增益设置点设为用于所述第一放大器节点的增益目标值。
20. 如权利要求19所述的计算机程序产品，其特征在于，所述增益调节序列是响应于由所述头端节点从所述第一放大器节点处接收到的增益调节请 求而产生的。
21. 如权利要求19所述的计算机程序产品，其特征在于，在预定的第一 波长上所述计算参数被发送到所述第一放大器节点。
22. 如权利要求19所述的计算机程序产品，其特征在于，确定计算参数 是否是通用是通过査看是否己将后续计算参数从所述头端节点传输到所述第 一放大器节点来执行的。
23. 如权利要求19所述的计算机程序产品，还包括用于实现下列操作的 计算机指令在所述光学链路上将第二组计算参数从所述头端节点发送到第二放大器 节点；利用所述第二计算参数来计算用于所述第二放大器节点的第二增益设置 点；以及将所述增益设置点发送到所述头端节点。
24. 如权利要求23所述的计算机程序产品，其特征在于，所述第二增益 设置点是在所述第二放大器节点处计算的。
25. 如权利要求19所述的计算机程序产品，其特征在于，确定计算参数 是否是通用是通过将所述头端节点所接收到的第一组计算参数与所述头端节 点所产生的第二组计算参数进行比较来执行的。
26. —种用于控制光学链路功率的系统，所述系统包括 头端节点，用于在光学链路上发送具有多个光信道的光信号； 多个放大器节点，串行耦合到所述头端节点并且以恒定功率模式运行； 末端节点，耦合到所述多个放大器节点并用于接收来自所述光学链路的光信号；第一慢放大器恒定增益控制环，横跨所述多个放大器节点中的第一放大器 节点而耦合，并且用于提供横跨所述多个光信道的每一个光信道的恒定输出功第一快链路增益设置控制环，耦合在所述头端节点和第一放大器节点之 间，并且用于调节所述第一放大器节点的目标增益值；以及其中在所述第一放大器节点上提供了飞行时间保护以确保对目标增益值 的调节是利用所述头端节点和第一放大器节点处的当前参数来执行的。
27. 如权利要求26所述的系统，其特征在于，所述第一快链路增益设置 控制环响应于所述多个光信道内的光信道个数变化而调节所述目标增益值。
28. 如权利要求26所述的系统，还包括第二慢放大器恒定增益控制环，横跨所述多个放大器节点中的第二放大器 节点而耦合，并且用于在所述第二放大器节点上横跨所述多个光信道的每一个 光信道而提供恒定输出功率；第二快链路增益设置控制环，耦合在所述头端节点和第二放大器节点之 间，并且用于调节所述第二放大器节点的目标增益值；以及其中所述第一放大器节点和第二放大器节点在所述光学链路内是串行耦 合的。
全文摘要
描述了在光学跨距之内横跨一个或多个放大器节点的增益的控制系统、装置和方法。在一个实施方式中，提供了一种快本机放大器恒定增益控制环，它针对光信号内的每一信道维持了横跨放大器节点的恒定增益。提供了慢链路级增益设置控制环，用于设置和/或调节放大器节点上的目标增益。响应于各种事件和机制，上述慢链路级增益设置控制环执行增益调节序列以便调节目标增益。还提供了“飞行时间”保护方法，以确保上述快本机放大器增益控制环和慢链路级增益设置控制环之间的一致性。
文档编号H04B10/17GK101253712SQ200680023162
公开日2008年8月27日 申请日期2006年6月23日 优先权日2005年6月30日
发明者E·E·斯帕格, M·L·米雪尔, R·B·泰勒 申请人:英飞聂拉股份有限公司;M·L·米雪尔;R·B·泰勒;E·E·斯帕格