一种DWDM网络信道优化的方法和装置 【技术领域】
本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种DWDM网络信道优化的方法和装置。
背景技术
随着DWDM(Dense Wavelength‑Division Multiplexing，密集型波分复用)技术和EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier，掺铒光纤放大器)技术的不断进步，光纤中可以传输的波长数越来越多，传输的信息量也越来越大。但由于EDFA光信号放大器自身引进的OSNR(OSNR Optical Signal Noise Rate，光信噪比)，以及EDFA光信号放大器本身增益的非线性和光纤的非线性等问题，使系统中传输的各个波长信道的性能不断劣化，最终导致有些波长信道在接收端的接收机上OSNR达不到系统要求，出现了严重误码甚至出现RLOS(Receive Lost Of Signal，接收信号丢失)。如图1所示，为EDFA光信号放大器的增益曲线，从图中可知EDFA光信号放大器对各个波长的增益是有差异的，这会使合波信号经过多级放大之后，在接收端有的波长信道光功率过大，而有的波长信道光功率过小。即使使用增益平坦技术，也不能确保所有波长的增益都一致。
当光纤的入纤光功率不大时，光纤呈现线性特征，然而随着DWDM技术和EDFA技术的发展，进入光纤的光波数越来越多，光功率也越来越大，因此光纤的非线性特征对波长信道的性能产生了较大影响。
如图2所示，在DWDM网络中，存在一些功率调节点，可以对单个的波长信道的光功率进行调节，通过调节波长信道的光功率，达到优化系统性能的目的。这些功率调节点可以在发送端站点，也可以在中间站点。现有的技术主要是通过手工方式对单波信道光功率进行调节来达到优化性能的目的。
发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下问题：
现有技术通过手工方式优化系统性能，需要执行优化操作的优化人员对优化系统比较了解，而且事先需要先经过规划计算，再反复进行调节。这种方式费时、费力，同时最后的优化结果也很难达到理想状态。
【发明内容】
本发明实施例提供一种DWDM网络信道优化的方法和装置，可以更快的优化DWDM系统的性能，达到省时、省力的效果，最大可能的提高系统的性能。
本发明实施例提供了一种DWDM网络信道优化的方法，包括：
步骤A、当波长信道中的光功率值未达到标称功率值时，获取所述光功率值与所述标称功率值的差值；
步骤B、查询得到所述波长信道中一个功率调节点的调节余量；
步骤C、判断调节余量是否不小于所述差值；若不小于所述差值，转入步骤E；若小于所述差值，转入步骤D；
步骤D、查询得到所述波长信道中下一个功率调节点的调节余量，将步骤C中的调节余量与所述下一个功率调节点的调节余量相加，并将该调节余量和作为新的调节余量，转入步骤C；
步骤E、将所述波长信道的光功率值调节为所述标称功率值。
本发明实施例还提供了一种DWDM网络信道优化的方法，包括：
当波长信道中的光功率值未达到标称功率值时，获取所述光功率值与所述标称功率值的差值；
判断所述波长信道中所有功率调节点的调节余量和是否不小于所述差值；
若不小于所述差值，调节所述波长信道中的任一个或多个功率调节点，将所述波长信道的光功率值调节为所述标称功率值。
同时，本发明实施例提供了一种DWDM网络信道优化的装置，包括：
差值计算模块，用于当波长信道中的光功率值未达到标称功率值时，计算所述光功率值与所述标称功率值的差值；
查询模块，用于查询得到所述波长信道中一个功率调节点的调节余量；
判断模块，用于判断调节余量是否不小于所述差值；若不小于，则发送所述调节余量至调节模块；若小于，则发送所述调节余量至累加模块；
累加模块，用于接收通过所述查询模块得到的所述波长信道中下一个功率调节点的调节余量，与从所述判断模块发送至的调节余量相加，得到调节余量和，并将该调节余量和作为新的调节余量，发送到所述判断模块；
调节模块，用于根据从所述判断模块发送的调节余量，将所述波长信道的光功率值调节为所述标称功率值。
本发明实施例还提供了一种DWDM网络信道优化的装置，包括：
差值计算模块，用于当波长信道中的光功率值未达到标称功率值时，计算所述光功率值与所述标称功率值的差值；
查询模块，用于查询得到所述波长信道中所有功率调节点的调节余量之和，并发送至判断模块；
判断模块，用于判断所述调节余量之和是否不小于所述差值；若不小于，则发送所述调节余量之和至调节模块；
调节模块，用于根据所述调节余量之和，调节所述波长信道中至少一个功率调节点，将所述波长信道的光功率值调节为所述标称功率值。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：
通过上述方案，可以更快的优化DWDM系统的性能，达到省时、省力的效果，最大可能的提高系统的性能。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中EDFA光信号放大器的增益曲线；
图2是现有技术中DWDM网络示意图；
图3是本发明实施例中DWDM网络信道优化的方法流程图；
图4是本发明又一实施例中DWDM网络信道优化的方法流程图；
图5是本发明又一实施例中DWDM网络信道优化的方法流程图；
图6至图13是本发明实施例中分段情况示意图；
图14是本发明实施例中优化误码率的流程图；
图15是本发明实施例中DWDM网络信道优化的装置示意图；
图16是本发明又一实施例中DWDM网络信道优化的装置示意图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种DWDM网络信道优化的方法和装置，可以通过对各波长信道的光功率进行均衡优化，可以有效的增加系统的传输距离。同时在均衡优化的基础上，对波长信道的光功率进行微调，使各波长信道在接收端的性能达到最优。
下面结合附图和具体实施例对本发明实施例提供的DWDM网络信道优化的方法和装置进行详细说明。
本发明实施例提供了一种DWDM网络信道优化的方法，如图3所示，包括：
步骤s301、当波长信道中的光功率值未达到标称功率值时，获取所述光功率值与所述标称功率值的差值；当波长信道中的光功率值未达到标称功率值时，获取所述光功率值与所述标称功率值的差值；具体的，在波长信道的第一个检测点处获取该波长信道的光功率值，将该值与标称功率值作比较，若未达到(大于或小于)标称功率值，则计算两者的差值作为需要进行调节的量；其中标称功率值为EDFA光信号放大器标称功率值。
步骤s302、查询得到所述波长信道中一个功率调节点的调节余量；
步骤s303、判断调节余量是否不小于所述差值；若不小于所述差值，转入步骤s305；若小于所述差值，转入步骤s304；
步骤s304、查询得到所述波长信道中下一个功率调节点的调节余量，将步骤s303中的调节余量与所述下一个功率调节点的调节余量相加，并将该调节余量和作为新的调节余量，转入步骤s303；
步骤s305、将所述波长信道的光功率值调节为所述标称功率值。
上述步骤实现的过程具体为：判断波长信道中第一个功率调节点的调节余量是否不小于上述差值；若不小于上述差值，调节第一个功率调节点使波长信道的光功率值调节为标称功率值；若小于上述差值，将第二个功率调节点的调节余量与第一个功率调节点的调节余量相加，并判断调节余量和是否不小于上述差值；若不小于上述差值，将波长信道的光功率值调节为标称功率值；若仍小于上述差值，重复获取功率调节点，直到将波长信道的光功率值调节为标称功率值。
本发明实施例还提供了一种DWDM网络信道优化的方法，如图4所示，包括：
步骤s401、当波长信道中的光功率值未达到标称功率值时，获取所述光功率值与所述标称功率值的差值；
步骤s402、判断所述波长信道中所有功率调节点的调节余量和是否不小于所述差值；当波长信道中具有多个功率调节点时，将所有功率调节点的调节余量相加，并与上述差值进行比较，当调节余量和小于上述差值时，对该波长信道中的光功率不进行调节。
步骤s403、若不小于所述差值，调节所述波长信道中的任一个或多个功率调节点，将所述波长信道的光功率值调节为所述标称功率值。
当波长信道中所有功率调节点的调节余量和不小于光功率值与标称功率值的差值时，说明该波长信道的光功率值可以调节为标称功率值，此时可以调节一个或多个功率调节点使光功率值达到标称功率值；当某一功率调节点的调节余量不小于上述差值时，可以只调节该功率调节点；当然也可以在所有功率调节点中任选多个调节余量和不小于上述差值的功率调节点来进行调节，在调节多个功率调节点时，可以采用均分上述差值的方式或其他方式实现。
上述步骤可以通过在系统中增加相应的调用程序实现，达到省时、省力的效果，最大可能的提高系统的性能。对波长信道进行光功率的优化后，还可以对波长信道中的误码率进行进一步优化，优化误码率时可以将功率调节点向任一方向进行调节，并检测误码率是否变小；若所述误码率变小，判断波长信道中其余光波的误码率是否变大；若变大，向另一方向调节功率调节点；若未变大，继续调节所述功率调节点。
下面通过具体实施例对本发明实施例提供的一种DWDM网络信道的优化方法进行详细说明，如图5所示，包括：
步骤s501、查询EDFA光信号放大器标称功率值；
步骤s502、在第一个检测点处获取波长信道中波长的光功率值；
步骤s503、检测该光功率值是否达到标称功率值；若达到标称功率值，则结束均衡优化；若未达到标称功率值，则执行步骤s504；
步骤s504、根据EDFA光信号放大器标称功率值与该光功率值，计算在功率调节点处需要调节的功率量；该调节量为光功率值与标称功率值的差值。
步骤s505、获取波长信道中第一个功率调节点作为当前调节点，并判断当前调节点是否具有足够的调节余量；若具有足够的调节余量，调节当前的调节点使光功率达到标称功率值并结束调节；若不具有足够的调节余量，执行步骤s506；
步骤s506、获取下一个功率调节点的调节余量，并与当前功率调节点的调节余量相加，然后再判断是否具有足够的调节余量。若具有足够的调节余量，执行步骤s507；若不具有足够的调节余量，执行步骤s508；
步骤s507、将上一个功率调节点的调节余量调为零，再调节当前功率调节点使光功率达到标称功率值并结束调节；
步骤s508、若不具有足够的调节余量，将下一个功率调节点作为当前调节点，继续执行本步骤s506，直到将上述光功率值调节为标称功率值。
由于一个波长经过的路径可能存在多个功率调节点和检测点，所以需要对波长经过的路径进行分段形成路径段，然后对每个路径段进行光功率调节。功率调节点可以为外置的或内置的电可调光衰减器，检测点可以使用光谱分析单元，用于扫描EDFA光信号放大器输出的合波信号中每个单波的光功率和信噪比OSNR。分段时包括下面几种情况：
(1)发送端具有功率调节点，接收端有检测点
如图6所示，波长信道经过的路径的发送端有功率调节点，接收端有检测点，路径中间站点没有调节点和检测点，该路径作为一路径段，发送端的调节点作为该路径段的调节点，接收端的检测点作为该路径段的检测点。
(2)中间任意一个或多个站点具有功率调节点，接收端有检测点
如图7所示，波长信道经过的路径的发送端没有功率调节点，中间任意一个或多个站点具有功率调节点但没有检测点，接收端具有检测点，该路径作为一路径段，中间任意一个或多个站点具有的功率调节点作为该路径段的功率调节点，接收端的检测点作为该路径段的检测点。
(3)发送端和中间任意一个或多个站点都具有功率调节点，接收端有检测点
如图8所示，波长信道经过的路径发送端具有功率调节点，中间任意一个或多个站点也有功率调节点但没有检测点，接收端有检测点，该路径作为一路径段，发送端和中间任意一个或多个站点的功率调节点作为该路径段的调节点，将接收端的检测点作为该路径段的检测点。
(4)发送端和中间任意站点都不具有功率调节点，接收端具有检测点
如图9所示，波长信道经过的路径发送端不具有功率调节点，中间任意站点也不具有功率调节点和检测点，接收端具有检测点，该信道不可调节，不对其进行调节。
(5)发送端或中间任意一个或多个站点具有功率调节点，中间任意站点和接收端没有检测点
如图10所示，波长信道经过的路径的发送端或中间任意一个或多个站点具有功率调节点，中间任意站点和接收端没有检测点，该信道无法检测，不对其进行调节。
(6)中间任意一个或多个站点具有检测点，接收端没有检测点
如图11所示，波长信道经过的路径的发送端具有调节点，中间任意一个或多个站点具有检测点，中间最后一个具有检测点的站点到接收端之间的所有站点都不具有检测点，以中间最后一个具有检测点的站点为分界将路径分成两部分，发送端到中间最后一个具有检测点的站点之间的部分作为一路径段，后面的部分不进行调节。
(7)中间任意一个或多个站点具有检测点，中间最后一个具有检测点的站点以后不具有功率调节点
如图12所示，波长信道经过的路径中间任意一个或多个站点具有检测点，中间最后一个具有检测点的站点到接收端之间没有功率调节点，故忽略该中间站点具有的检测点，按照其他原则重新考虑分段。
(8)中间任意一个或多个站点具有检测点，中间最后一个具有检测点的站点之后的中间站点具有功率调节点，接收端具有检测点
如图13所示，波长信道经过的路径中间任意一个或多个站点具有检测点，中间最后一个具有检测点的站点到接收端之间的中间站点具有功率调节点，从中间最后一个具有检测点的站点为界将路径分成两部分，该两部分还是按照路径的其他原则进行分段。
按照上述对波长路径的分段处理，对每个路径段进行光功率的优化，可以避免优化不可调的路径段，而且使优化更加合理。
对于具有多个功率调节点的路径段，可以按照上述步骤将光功率值调节为标称功率值，在路径段中若发送端和中间站点都具有功率调节点，则优先调节发送端功率调节点；若发送端不具有功率调节点或发送端的功率调节点没有调节余量，获取路径段中一个中间站点的功率调节点进行调节，中间调节点也没有调节余量时，继续获取下一个功率调节点，直到将光功率值调到标称功率值为止或将该路径中所有的功率调节点完全调节完毕。
当然上述实施例提供的方法只是均衡优化光功率的一种方式，在实际应用中可以在上述方法的基础上进行步骤上的改进或调整执行步骤的顺序，如在调节功率调节点之前，可以预先检测在本路径段中功率调节点的数量，只要保证经过上述多个功率调节点的调节，光功率值尽可能的达到或接近标称功率值即可，并不限定每个光功率调节点调节的量，也就是可以将调节量均分到各个功率调节点，也可以不均分。若路径段中每个功率调节点都不具有调节余量，而此时波长信道的光功率仍无法调到标称功率值，则在以下对信噪比OSNR进行均衡优化时不考虑该波长。
通过上述步骤对光功率进行均衡优化时，每个检测点在各个路径段中都有对应的功率调节点，几个波长可能经过相同的检测点。从前到后遍历波长路径中每个路径段的检测点，调节该检测点对应的功率调节点，使波长信道在该检测点的光功率尽量达到标称功率值。
经过上面的调节过程可以使经过相同功率调节点的各个波长信道的光功率最大可能的达到均衡。对于前面分段过程中被忽略的和不调节部分的检测点在这里不考虑。
除了对波长信道中光功率进行均衡优化外，还需要对信噪比OSNR进行均衡优化，优化时可以按照调节光功率的方法调节每个波长信道的信噪比OSNR，使经过相同检测点的各个波长信道的OSNR的平坦度达到系统设计要求。
信噪比OSNR的调节目标为：使经过相同检测点的所有波长的光波的OSNR的达到OSNR平均值，对上述实施例中光功率无法调到标称功率值的波长不再进行调节，计算OSNR平均值的时候也不将该波长信道的OSNR加入计算。
OSNR的调节最终还是通过调节光功率达到的，所有OSNR的均衡会破坏之前调好的光功率的均衡。一般情况下，光功率均衡调节好了OSNR也能够很好的均衡，但特殊情况下光功率均衡后OSNR不满足设计要求时，需要优先考虑OSNR的均衡，必要时可以牺牲光功率的均衡来达到OSNR的均衡，但是光功率平坦度不能超过系统设计要求。所以在调节OSNR均衡的过程中需要检查光功率的平坦度，使光功率的平坦度在系统设计要求内OSNR尽量平坦。
利用FEC(Forward Error Correction，前向误码纠错)功能对BER(Bit ErrorRatio，误码率)进行纠错微调，降低波长信道中的误码率。经过对波长的光功率均衡优化和对OSNR的均衡波长信道中的光波在接收机上可能还会存在误码，此时可以利用接收端的接收机本身具有的FEC能力，对波长信道中的光功率进行反复微调，使接收端的BER达到最小。对本光波进行调节的过程中要同时检测其他波长的光波的FEC纠错前的BER，保证其他波长的光波性能不出现劣化。
在光功率调节为标称功率值的情况下，对误码率进行优化时，如图14所示，包括：
步骤s1401、获取波长光波经过的路径的功率调节点，向一个方向调节该调节点。具体的，当波长信道的光功率值调节为标称功率值时，将该路径段中的功率调节点向任一方向进行调节。
步骤s1402、调节的同时检测本波长的光波的误码率是否变小；若变小，则执行步骤s1403；若未变小，则执行步骤s1404；
步骤s1403、判断波长信道中其他波长的光波的误码率是否变大；若未变大，则继续向上述方向调节该功率调节点；若变大，则执行步骤s1405；
步骤s1404、查询是否具有本波长误码率变小的记录；若具有误码率变小的记录，执行步骤s1405；若不具有误码率变小的记录，执行步骤s1406；
步骤s1405、判断是否向该功率调节点的另一方向进行过调节；若未进行过调节，向另一方向调节，执行步骤s1402；若进行过调节，执行步骤s1406；
步骤s1406、判断是否具有下一个功率调节点，若具有下一个功率调节点，执行步骤s1401；若不具有下一个功率调节点，结束调节过程。
如果波长信道中没有配置功率调节点或检测点，无法对波长信道进行光功率均衡和信噪比OSNR均衡，可以直接根据FEC功能对BER进行均衡优化。
如果波长信道中接收端的接收机本身没有FEC功能，无法利用FEC对BER进行优化，此时可以直接检测波长信道接收端的实际误码率，以此代替利用FEC进行纠错前的BER进行优化。
同时，为了实现本发明实施例提供的方法，本发明实施例还提供了一种DWDM网络信道优化的装置，如图15所示，包括：
差值计算模块1501，用于当波长信道中的光功率值未达到标称功率值时，计算所述光功率值与所述标称功率值的差值；
查询模块1502，用于查询得到所述波长信道中一个功率调节点的调节余量；
判断模块1503，用于判断调节余量是否不小于所述差值；若不小于，则发送所述调节余量至调节模块1505；若小于，则发送所述调节余量至累加模块1504；
累加模块1504，用于接收通过所述查询模块1502得到的所述波长信道中下一个功率调节点的调节余量，与从所述判断模块1503发送至的调节余量相加，得到调节余量和，并将该调节余量和作为新的调节余量，发送到所述判断模块1503；
调节模块1505，用于根据从所述判断模块1503发送的调节余量，将所述波长信道的光功率值调节为所述标称功率值。
上述装置还可以包括：
误码率调节模块1506，用于当波长信道中的光功率值调节为标称功率值时，将路径段中的功率调节点向任一方向进行调节；
误码率检测模块1507，用于当所述误码率调节模块1506调节误码率时，检测误码率是否变小；
误码率判断模块1508，用于当所述误码率检测模块1507检测到误码率变小时，判断所述波长信道中其余光波误码率是否变大，若变大，通知所述误码率调节模块向另一方向调节所述功率调节点。
该装置还包括：
查询记录模块1509，用于当所述误码率检测模块1507检测到误码率未变小时，查询本波长的误码率是否具有变小的记录，若无变小的记录，通知误码率调节模块调节下一个功率调节点；若具有变小的记录，通知误码率调节模块1508向另一方向调节所述功率调节点。
本发明又一实施例提供了一种DWDM网络信道优化的装置，如图16所示，包括：
差值计算模块1601，用于当波长信道中的光功率值未达到标称功率值时，计算所述光功率值与所述标称功率值的差值；
查询模块1602，用于查询得到所述波长信道中所有功率调节点的调节余量之和，并发送至判断模块1603；
判断模块1603，用于判断所述调节余量之和是否不小于所述差值；若不小于，则发送所述调节余量之和至调节模块1604；
调节模块1604，用于根据所述调节余量之和，调节所述波长信道中至少一个功率调节点，将所述波长信道的光功率值调节为所述标称功率值。
上述判断模块1603判断所述调节余量之和小于上述差值时，对波长信道中的该波长的光功率不进行调节。
上述装置还可以包括：
误码率调节模块1506，用于当波长信道中的光功率值调节为标称功率值时，将路径段中的功率调节点向任一方向进行调节；
误码率检测模块1507，用于当所述误码率调节模块1506调节误码率时，检测误码率是否变小；
误码率判断模块1508，用于当所述误码率检测模块1507检测到误码率变小时，判断所述波长信道中其余光波误码率是否变大，若变大，通知所述误码率调节模块向另一方向调节所述功率调节点。
该装置还包括：
查询记录模块1509，用于当所述误码率检测模块1507检测到误码率未变小时，查询本波长的误码率是否具有变小的记录，若无变小的记录，通知误码率调节模块调节下一个功率调节点；若具有变小的记录，通知误码率调节模块1508向另一方向调节所述功率调节点。
本发明实施例提供的DWDM网络信道优化的方法和装置，综合考虑了DWDM网络波长信道的均衡优化算法，使同源同宿同路径的各波长信道的光功率和OSNR达到平衡，收端的利用FEC进行纠错前的BER达到最优，系统整体性能达到优化，使波长能够传输得更远。而且该方法可以在DWDM网络的开局时候对网络进行自动优化，系统维护时也可以使用该方法对光波进行优化。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD‑ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。