專利名稱：波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)(WSON)，具體涉及一種波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化的方法及裝置。
背景技術(shù)：
靈活透明的WSON是傳送網(wǎng)發(fā)展演進(jìn)的重要方向。采用通用多協(xié)議標(biāo)簽交換 (GMPLS)技術(shù)可以構(gòu)造分布式的智能控制平面，實(shí)現(xiàn)對(duì)連接的快速建立與拆除，支持動(dòng)態(tài)靈 活的業(yè)務(wù)配置以及高效率的資源優(yōu)化能力。各種具有全光波長(zhǎng)交換能力的可重構(gòu)光分插復(fù) 用器(ROADM)和可調(diào)節(jié)器件(可調(diào)色散補(bǔ)償器、可調(diào)衰減器、可調(diào)放大器)開始大規(guī)模應(yīng) 用，為光信號(hào)在全網(wǎng)中透明傳輸提供了可能性，同時(shí)也減少了網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)中采用的昂貴的光 電光轉(zhuǎn)換設(shè)備的數(shù)量，極大降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本。但是在WSON中，上述靈活性和透明性也帶來了很多問題，主要是由于缺乏光域3R 再生功能。光信號(hào)實(shí)際上是一種模擬信號(hào)，在傳輸中的物理?yè)p傷會(huì)產(chǎn)生累積。先前的點(diǎn)到 點(diǎn)光通信系統(tǒng)因?yàn)橥負(fù)浜?jiǎn)單，可以預(yù)先制定好補(bǔ)償策略對(duì)各種損傷進(jìn)行補(bǔ)償。隨著向網(wǎng)狀 拓?fù)涞难葑?，光網(wǎng)絡(luò)的靈活性進(jìn)一步增強(qiáng)，傳輸路徑的改變將導(dǎo)致物理?yè)p傷的動(dòng)態(tài)變化，并 且難以預(yù)先補(bǔ)償，這些損傷積累的影響有可能造成信號(hào)的傳輸質(zhì)量劣化甚至不滿足系統(tǒng)傳 輸要求?，F(xiàn)有技術(shù)中通過對(duì)光路功率、衰減、色散補(bǔ)償?shù)膭?dòng)態(tài)調(diào)節(jié)和配置進(jìn)行動(dòng)態(tài)傳輸性 能優(yōu)化的方案主要分為以下兩類一、源發(fā)射功率調(diào)節(jié)方案對(duì)每個(gè)光路連接建立請(qǐng)求時(shí)，首先根據(jù)初始設(shè)定的發(fā)射機(jī)功率，計(jì)算接收端光信 號(hào)的光信噪比(OSNR)如果光信噪比過小，則提高發(fā)射機(jī)功率或源節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的進(jìn)入光纖跨 段的信號(hào)入射功率，同時(shí)保證光路整體的非線性相移低于某一固定值，以此保證該光路在 接收端的光信噪比達(dá)到預(yù)定義的指標(biāo)。該源發(fā)射功率調(diào)節(jié)方案存在以下不足之處1、源發(fā)射功率方案僅在光路源端的發(fā)射機(jī)處對(duì)信號(hào)發(fā)射功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)節(jié)， 而沒有考慮最優(yōu)色散補(bǔ)償量、中間節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)功率配置等特性隨著網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、光路動(dòng)態(tài)配 置等變化而不斷變化的動(dòng)態(tài)特性。實(shí)際上，光路傳輸質(zhì)量受到的影響因素眾多，包括0SNR， 色散和非線性效應(yīng)等眾多因素。其中OSNR和表征非線性效應(yīng)的非線性等相移參數(shù)不僅和 發(fā)射機(jī)的輸出功率有關(guān)，也和光路經(jīng)過節(jié)點(diǎn)的插損、各節(jié)點(diǎn)放大器增益和衰減配置有關(guān)，而 這些參數(shù)隨著光路動(dòng)態(tài)變化而不斷發(fā)生改變。隨著信號(hào)光路發(fā)生變化，該光路信號(hào)傳輸過 程中經(jīng)歷的色散值也存在巨大差異，因此色散補(bǔ)償量的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)對(duì)保證光路傳輸性能也十 分重要。該方案只在光路源端對(duì)發(fā)射機(jī)光信號(hào)功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，因此對(duì)光信號(hào)傳輸性能 的改善較為有限。2、在上述源發(fā)射功率調(diào)節(jié)方案中，其源功率調(diào)節(jié)量的選取只依據(jù)于接收端的OSNR 和非線性相移。在優(yōu)化過程中采用OSNR和非線性相移兩個(gè)分離的物理量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，并不能確定光路傳輸中端到端的傳輸性能(如Q因子，誤碼率)。這樣就有可能造成即使優(yōu)化 后的OSNR和非線性相移都達(dá)到了要求，但是最終的Q因子或者誤碼率仍然無法達(dá)到光路正 常傳輸?shù)囊?，引起較大的系統(tǒng)性能劣化和較高的誤碼率，引發(fā)光路由于物理傳輸性能不 達(dá)標(biāo)而導(dǎo)致的物理層阻塞。3、當(dāng)假設(shè)光路中進(jìn)入每段傳輸光纖的光信號(hào)功率相同時(shí)，盡管也存在一些關(guān)于光 路入纖功率的最優(yōu)配置方法，但是這些方法都是基于對(duì)點(diǎn)到點(diǎn)連接的靜態(tài)光路進(jìn)行功率配 置，并不能直接用于動(dòng)態(tài)、靈活的WSON網(wǎng)絡(luò)。此外，這種方法的前提是所有節(jié)點(diǎn)之間的光纖 跨段組成必須完全相同，即具有相同的光纖長(zhǎng)度、衰減、以及該光路上各節(jié)點(diǎn)的插損必須完 全一樣，此時(shí)源發(fā)射功率調(diào)節(jié)方案可以獲得一個(gè)最優(yōu)的光路傳輸性能。但是實(shí)際上，由于光 路各節(jié)點(diǎn)之間的光纖跨段組成并不完全一致，比如節(jié)點(diǎn)之間的光纖長(zhǎng)度、損耗不同，并且各 節(jié)點(diǎn)的插損也不相同，此時(shí)，每個(gè)光纖跨段的最優(yōu)信號(hào)入纖功率并不相同，由于缺乏對(duì)光路 中間節(jié)點(diǎn)的功率控制和優(yōu)化，源發(fā)射調(diào)節(jié)方案也因此失效，不能達(dá)到光路最優(yōu)的傳輸性能。二、分離指標(biāo)優(yōu)化方案在每個(gè)ROADM節(jié)點(diǎn)，對(duì)光路信號(hào)的色散補(bǔ)償和衰減量進(jìn)行調(diào)節(jié)，用以達(dá)到動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化的目的。在這種優(yōu)化方案中，假設(shè)該光路上通過每個(gè)節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償器都可以 動(dòng)態(tài)調(diào)諧，經(jīng)過該節(jié)點(diǎn)的信號(hào)衰減也可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。從源節(jié)點(diǎn)開始，依次對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)在現(xiàn) 有衰減和色散補(bǔ)償量配置情況下，計(jì)算經(jīng)過每個(gè)節(jié)點(diǎn)的OSNR和殘余色散，以及進(jìn)入各節(jié)點(diǎn) 的光信號(hào)功率和該節(jié)點(diǎn)的輸出的光信號(hào)功率以及該節(jié)點(diǎn)處的累積非線性相移?？疾焐鲜?物理參數(shù)是否在所要求的范圍之內(nèi)，如果上述物理參數(shù)不在所要求范圍之內(nèi)，則對(duì)該節(jié)點(diǎn) 的衰減量和色散補(bǔ)償量在其調(diào)節(jié)范圍內(nèi)進(jìn)行搜尋，選取合適的衰減量和色散補(bǔ)償量以保證 0SNR、殘余色散、輸入/輸出光信號(hào)功率和累積非線性相移符合預(yù)定義的要求。這樣，在從 源節(jié)點(diǎn)遍歷到目的節(jié)點(diǎn)后，如果在所有節(jié)點(diǎn)處，其輸出信號(hào)的0SNR、輸入/輸出光信號(hào)功 率、累積非線性相移和殘余色散都滿足預(yù)定義的容限范圍，則認(rèn)為優(yōu)化完成。否則，認(rèn)為優(yōu) 化無法完成。該分離指標(biāo)優(yōu)化方案存在以下不足1、在每個(gè)節(jié)點(diǎn)采用分離的物理參數(shù)(0SNR，殘余色散、節(jié)點(diǎn)輸入/輸出功率、累積 非線性相移)作為物理性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)，缺乏光路端到端傳輸性能的精確表達(dá)。因此，即使 各個(gè)節(jié)點(diǎn)各個(gè)分離的物理性能指標(biāo)都可以達(dá)到預(yù)定義的容限范圍，但是最終的端到端物理 傳輸性能(Q因子或者誤碼率)仍然可能無法達(dá)到預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致物理層阻塞發(fā)生，降低 網(wǎng)絡(luò)性能。此外，由于該優(yōu)化方案沒有顯式表達(dá)的最優(yōu)化目標(biāo)，而只是尋找滿足上述分離物 理參數(shù)限制的衰減量和色散補(bǔ)償量，因此無法實(shí)現(xiàn)物理性能指標(biāo)的最優(yōu)化以及調(diào)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù) 和調(diào)節(jié)量的最小化。2、該方案中所采用的分離的物理參數(shù)(0SNR、殘余色散、節(jié)點(diǎn)輸入/輸出功率、累 積殘余非線性相移)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處都要進(jìn)行評(píng)估計(jì)算，而非只在接收端進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的計(jì) 算。因此，在優(yōu)化過程中計(jì)算量大，過程復(fù)雜，從而引起較大網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)開銷(OPEX)。3、在該方案中，除了源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)外，所有中間節(jié)點(diǎn)也要進(jìn)行色散補(bǔ)償?shù)挠?jì) 算和調(diào)節(jié)。但是，在光路傳輸中對(duì)每一段的殘余色散都進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)會(huì)影響非線性相移對(duì) 非線性效應(yīng)評(píng)估的準(zhǔn)確性，尤其是對(duì)交叉相位調(diào)制(XPM)和四波混頻(FWM)的評(píng)估帶來嚴(yán) 重影響。因此，在中間節(jié)點(diǎn)或所有節(jié)點(diǎn)都進(jìn)行色散補(bǔ)償量的調(diào)節(jié)會(huì)影響非線性效應(yīng)評(píng)估的準(zhǔn)確性，從而使得性能優(yōu)化調(diào)節(jié)具有不確定性。此外，由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以進(jìn)行色散補(bǔ)償量 的調(diào)節(jié)，就需要在每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)都配置可調(diào)的色散補(bǔ)償器，從而增加了網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)投資和 運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化的 方法及裝置，提高光路傳輸性能(如Q因子或誤碼率)，避免由于物理傳輸性能不達(dá)標(biāo)引起
的物理層阻塞。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供方案如下一種波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化的方法，應(yīng)用于對(duì)第一光路進(jìn)行傳輸性 能優(yōu)化，所述第一光路的相鄰節(jié)點(diǎn)之間是一段第一光纖跨段或兩段以上級(jí)聯(lián)的所述第一光 纖跨段，所述第一光纖跨段具有固定的殘余色散，所述第一光路的各個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ) 償量都是固定值，并且，所述第一光路包括有能夠?qū)庑盘?hào)功率進(jìn)行調(diào)節(jié)的功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)， 所述方法包括按照預(yù)定的預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法，確定所述第一光路的源節(jié)點(diǎn)和目的 節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量，使得所述第一光路在接收端的殘余色散小于一預(yù)定門限；以功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量為變量，確定所述第一光路在接收端的光信噪比的 第一函數(shù)；以功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量為變量，確定所述第一光路在接收端的累積非線性 相移的第二函數(shù)，并根據(jù)所述累積非線性相移、和預(yù)先確定的光信噪比代價(jià)與所述累積非 線性相移之間的函數(shù)關(guān)系，確定以所述功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量為變量的所述第一光路 的光信噪比代價(jià)的第三函數(shù)，其中，所述光信噪比代價(jià)是光路在光纖色散和非線性效應(yīng)聯(lián) 合作用下，相對(duì)于不考慮光纖色散和非線性效應(yīng)的所述光路，在傳輸性能指標(biāo)達(dá)到參考性 能指標(biāo)時(shí)所需增加的光信噪比；根據(jù)所述第一函數(shù)和第三函數(shù)，確定以所述功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量為變量的 所述第一光路的傳輸性能指標(biāo)的目標(biāo)函數(shù)；在預(yù)定的約束條件下，根據(jù)預(yù)定的優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)中的功率可調(diào)節(jié)點(diǎn) 的功率調(diào)節(jié)量進(jìn)行優(yōu)化，確定所述第一光路中需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié)點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的光信 號(hào)功率調(diào)節(jié)量。優(yōu)選地，上述方法中，還包括根據(jù)所確定的所述源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量，分別對(duì)所述源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié) 點(diǎn)進(jìn)行色散補(bǔ)償；以及，根據(jù)所確定的需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié)點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的光信號(hào)功率調(diào)節(jié)量，控制所 述光路中的對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)對(duì)光信號(hào)功率的增益或衰減調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，上述方法中，所述函數(shù)關(guān)系是按照以下方式確定的選取包括不同數(shù)量的第二光纖跨段組合的光路，所述第二光纖跨段的殘余色散為 固定值；按照所述預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法，對(duì)所述光路進(jìn)行色散補(bǔ)償優(yōu)化；
對(duì)經(jīng)過所述預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法優(yōu)化后的所述光路，計(jì)算在不同的光 信號(hào)發(fā)射功率下所述光路的累積非線性相移，并仿真得到所述光路的光信噪比代價(jià)；對(duì)所述光路在不同的光信號(hào)發(fā)射功率和不同數(shù)量的第二光纖跨段組合下的累積 非線性相移和光信噪比代價(jià)進(jìn)行曲線擬合，得到所述函數(shù)關(guān)系。優(yōu)選地，上述方法中，所述確定所述第一光路在接收端的光信噪比的第一函數(shù)，包 括
根據(jù)第一光路中第一光纖跨段的功率衰減值、第一光纖跨段中的放大器的增益、 第一光路中各節(jié)點(diǎn)的插損以及功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量，確定進(jìn)入所述第一光路中的各 個(gè)放大器的光信號(hào)功率；根據(jù)進(jìn)入所述第一光路中的各個(gè)放大器的光信號(hào)功率和所述各個(gè)放大器的噪聲 指數(shù)參數(shù)，得到所述第一光路在接收端的光信噪比的第一函數(shù)。優(yōu)選地，上述方法中，所述確定所述第一光路在接收端的累積非線性相移的第二 函數(shù)，根據(jù)第一光路中第一光纖跨段的功率衰減值、第一光纖跨段中的放大器的增益、 第一光路中各節(jié)點(diǎn)的插損以及功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量，確定進(jìn)入每段光纖的信號(hào)入射 功率；根據(jù)每段光纖的信號(hào)入射功率，得到所述光路在接收端的累積非線性相移的第二 函數(shù)。優(yōu)選地，上述方法中，所述約束條件是所述第一光路上需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié)點(diǎn)數(shù)量或光信號(hào)功率 的調(diào)節(jié)量總和小于預(yù)先設(shè)定的閾值，所述優(yōu)化目標(biāo)是所述第一光路的傳輸性能指標(biāo)；或者，所述約束條件是所述第一光路的傳輸性能指標(biāo)不小于預(yù)先設(shè)定的門限值，所述優(yōu) 化目標(biāo)是所述第一光路上需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié)點(diǎn)數(shù)量或光信號(hào)功率的調(diào)節(jié)量總和。優(yōu)選地，上述方法中，所述第一光路是基于單波長(zhǎng)通道的光路，或者是基于波帶級(jí)別的光路。本發(fā)明還提供了一種波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化的裝置，應(yīng)用于對(duì)第一 光路進(jìn)行傳輸性能優(yōu)化，所述第一光路的相鄰節(jié)點(diǎn)之間是一段第一光纖跨段或兩段以上級(jí) 聯(lián)的所述第一光纖跨段，所述第一光纖跨段具有固定的殘余色散，所述第一光路的各個(gè)中 間節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量都是固定值，并且，所述第一光路包括有能夠?qū)庑盘?hào)功率進(jìn)行調(diào)節(jié) 的功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)，所述裝置包括色散補(bǔ)償量確定單元，用于按照預(yù)定的預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法，確定所 述第一光路的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量，使得所述第一光路在接收端的殘余色散小 于一預(yù)定門限；光信噪比確定單元，用于以功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量為變量，確定所述第一光 路在接收端的光信噪比的第一函數(shù)；光信噪比代價(jià)確定單元，用于以功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量為變量，確定所述第 一光路在接收端的累積非線性相移的第二函數(shù)，并根據(jù)所述累積非線性相移、和預(yù)先確定 的光信噪比代價(jià)與所述累積非線性相移之間的函數(shù)關(guān)系，確定以所述功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量為變量的所述第一光路的光信噪比代價(jià)的第三函數(shù)，其中，所述光信噪比代價(jià)是光 路在光纖色散和非線性效應(yīng)聯(lián)合作用下，相對(duì)于不考慮光纖色散和非線性效應(yīng)的所述光 路，在傳輸性能指標(biāo)達(dá)到參考性能指標(biāo)時(shí)所需增加的光信噪比；目標(biāo)函數(shù)確定單元，用于根據(jù)所述第一函數(shù)和第三函數(shù)，確定以所述功率可調(diào)節(jié) 點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量為變量的所述第一光路的傳輸性能指標(biāo)的目標(biāo)函數(shù)；優(yōu)化處理單元，用于在預(yù)定的約束條件下，根據(jù)預(yù)定的優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)所述目標(biāo)函數(shù) 中的功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量進(jìn)行優(yōu)化，確定所述第一光路中需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié) 點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的光信號(hào)功率調(diào)節(jié)量。優(yōu)選地，上述裝置中，還包括色散補(bǔ)償單元，用于根據(jù)所確定的所述源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量，分別對(duì) 所述源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行色散補(bǔ)償；功率調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)所確定的需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié)點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的光信號(hào) 功率調(diào)節(jié)量，控制所述光路中的對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)對(duì)光信號(hào)功率的增益或衰減調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，上述裝置中，還包括函數(shù)關(guān)系確定單元，用于選取包括不同數(shù)量的第二光纖跨段組合的光路，所述第 二光纖跨段的殘余色散為固定值；按照所述預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法，對(duì)所述光路 進(jìn)行色散補(bǔ)償優(yōu)化；對(duì)經(jīng)過所述預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法優(yōu)化后的所述光路，計(jì)算 在不同的光信號(hào)發(fā)射功率下所述光路的累積非線性相移，并仿真得到所述光路的光信噪比 代價(jià)；對(duì)所述光路在不同的光信號(hào)發(fā)射功率和不同數(shù)量的第二光纖跨段組合下的累積非線 性相移和光信噪比代價(jià)進(jìn)行曲線擬合，得到所述函數(shù)關(guān)系。優(yōu)選地，上述裝置中，其特征在于，所述光信噪比確定單元包括第一功率確定單元，用于根據(jù)第一光路中第一光纖跨段的功率衰減值、第一光纖 跨段中的放大器的增益、第一光路中各節(jié)點(diǎn)的插損以及功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量，確定 進(jìn)入所述第一光路中的各個(gè)放大器的光信號(hào)功率；第一函數(shù)單元，用于根據(jù)進(jìn)入所述第一光路中的各個(gè)放大器的光信號(hào)功率和所述 各個(gè)放大器的噪聲指數(shù)參數(shù)，得到所述第一光路在接收端的光信噪比的第一函數(shù)。優(yōu)選地，上述裝置中，所述光信噪比代價(jià)確定單元包括第二功率確定單元，用于根據(jù)第一光路中第一光纖跨段的功率衰減值、第一光纖跨段中的放大器的增益、第一光路中各節(jié)點(diǎn)的插損以及功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量，確定 進(jìn)入每段光纖的信號(hào)入射功率；第二函數(shù)單元，用于根據(jù)每段光纖的信號(hào)入射功率，得到所述光路在接收端的累 積非線性相移的第二函數(shù)。優(yōu)選地，上述裝置中，所述約束條件是所述第一光路上需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié)點(diǎn)數(shù)量或光信號(hào)功率 的調(diào)節(jié)量總和小于預(yù)先設(shè)定的閾值，所述優(yōu)化目標(biāo)是所述第一光路的傳輸性能指標(biāo)；或者，所述約束條件是所述第一光路的傳輸性能指標(biāo)不小于預(yù)先設(shè)定的門限值，所述優(yōu)化目標(biāo)是所述第一光路上需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié)點(diǎn)數(shù)量或光信號(hào)功率的調(diào)節(jié)量總和。優(yōu)選地，上述裝置中，所述第一光路是基于單波長(zhǎng)通道的光路，或者是基于波帶級(jí)別的光路。從以上所述可以看出，本發(fā)明提供的波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化的方法 及裝置，通過對(duì)光路的源、目的節(jié)點(diǎn)分別進(jìn)行預(yù)色散補(bǔ)償和后置色散補(bǔ)償，使得經(jīng)過色散優(yōu) 化后的光路的光信噪比代價(jià)和累積非線性相移之間存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；然后，利用該對(duì)應(yīng) 關(guān)系，將光信噪比代價(jià)轉(zhuǎn)換為累積非線性相移的函數(shù)，以獲得以功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié) 量為變量的該光路的光信噪比代價(jià)的函數(shù)；進(jìn)而根據(jù)該光路的光信噪比代價(jià)和光信噪比， 設(shè)置目標(biāo)函數(shù)，并按照預(yù)定的優(yōu)化目標(biāo)和約束條件進(jìn)行優(yōu)化，得到需要調(diào)節(jié)功率的節(jié)點(diǎn)及 其功率調(diào)節(jié)量。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的傳輸性能優(yōu)化方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1.在動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化過程中精確表達(dá)的端到端光路傳輸性能評(píng)估指標(biāo)，能夠?qū)?各種損傷的整體效應(yīng)聯(lián)合起來考慮，不拘泥于某一分離的物理?yè)p傷和指標(biāo)對(duì)光路傳輸性能 的影響。在接收端采用唯一的物理性能評(píng)價(jià)指標(biāo)(Q因子或誤碼率)進(jìn)行傳輸性能優(yōu)化，從 而可以確保最終的端到端傳輸性能達(dá)到要求，避免其他動(dòng)態(tài)優(yōu)化方案對(duì)優(yōu)化結(jié)果引起的不 確定性。2.只對(duì)發(fā)射端和接收端的色散補(bǔ)償量進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，從而可以精確用累積非線性 相移反映各種非線性效應(yīng)和色散聯(lián)合作用下的信道非線性代價(jià)。該模型使得光路物理性能 評(píng)估更加精確，動(dòng)態(tài)優(yōu)化結(jié)果更加可靠，并且減小了網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本和運(yùn)維開銷。3.除了對(duì)源節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)行功率調(diào)制外，在中間節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)(或部分中間節(jié) 點(diǎn))也進(jìn)行放大器增益/衰減器衰減量的優(yōu)化控制，能夠適用于光路中各節(jié)點(diǎn)具有不同插 損，各傳輸跨段損耗及衰減不同等情況下的光路傳輸性能最優(yōu)化。4.在光路傳輸性能優(yōu)化過程中，既考慮提升光路性能指標(biāo)(如Q因子或誤碼率)， 也考慮了避免光路整體增益/衰減調(diào)節(jié)量過大或調(diào)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)過多所引起的抖動(dòng)、時(shí)延、瞬 態(tài)特性，同時(shí)也降低了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)開銷。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化的方法的應(yīng)用環(huán)境示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化的方法的流程示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化的裝置的應(yīng)用環(huán)境示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例所述動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化的方法及裝置，在動(dòng)態(tài)傳 輸性能優(yōu)化過程中利用精確表達(dá)的端到端光路傳輸性能評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，從而能夠?qū)⒏?種損傷的整體效應(yīng)聯(lián)合起來考慮，不拘泥于某一分離的物理?yè)p傷或指標(biāo)對(duì)光路傳輸性能的 影響，從而可以確保最終的端到端傳輸性能達(dá)到要求。以下結(jié)合附圖，通過具體實(shí)施例對(duì)比 本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。首先，請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例所述方法的應(yīng)用環(huán)境。圖1示出了一 個(gè)包括有源節(jié)點(diǎn)、目的節(jié)點(diǎn)和至少一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)(圖1中僅象征性地示出了一個(gè)中間節(jié)點(diǎn))的光路(以下稱作“第一光路”)。其中源節(jié)點(diǎn)包括有能夠?qū)Πl(fā)射端色散進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償(可針對(duì)單波長(zhǎng)通道或者波帶進(jìn)行色散補(bǔ)償)的可調(diào)色散補(bǔ)償器，目的節(jié)點(diǎn)包括有能夠?qū)邮斩?色散進(jìn)行后置補(bǔ)償(可針對(duì)單波長(zhǎng)通道或者波帶進(jìn)行色散補(bǔ)償)的可調(diào)色散補(bǔ)償器。源節(jié) 點(diǎn)、目的節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)都包括有對(duì)光信號(hào)功率進(jìn)行增益或衰減調(diào)節(jié)(可針對(duì)單波長(zhǎng)通道 或者波帶進(jìn)行功率調(diào)節(jié))的功率調(diào)節(jié)器，功率調(diào)節(jié)器具體可以是增益或功率可調(diào)的放大器 或可調(diào)的衰減器。本實(shí)施例并不要求光路中的所有節(jié)點(diǎn)都包括上述功率調(diào)節(jié)器，本實(shí)施例 也可應(yīng)用于部分節(jié)點(diǎn)包括有功率調(diào)節(jié)器的場(chǎng)景。節(jié)點(diǎn)處的可調(diào)放大器增益和可調(diào)衰減器衰 減量則可以通過網(wǎng)管或者信令協(xié)議下發(fā)命令實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。圖1中，光路的各個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間是一段固定配置的第一光纖跨段或者是兩段以 上級(jí)聯(lián)的所述固定配置的第一光纖跨段。第一光纖跨段中包括級(jí)聯(lián)的傳輸光纖、放大器和 色散補(bǔ)償模塊。固定配置的第一光纖跨段是指第一光纖跨段中的色散補(bǔ)償量和放大器增益 都是固定不可調(diào)的，第一光纖跨段中的傳輸光纖的衰減也是固定的，因此各個(gè)所述第一光 纖跨段的殘余色散相同(為一固定值)，且各個(gè)所述第一光纖跨段的光信號(hào)功率衰減也相 同(也是一個(gè)固定值)。并且，圖1中第一光路的各個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量都是固定值 (各個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量可以相同，也可以不同)。本實(shí)施例所述波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化的方法，通過預(yù)定的預(yù)色散/ 后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法，對(duì)第一光路的色散補(bǔ)償進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)過上述預(yù)色散/后置色散補(bǔ) 償優(yōu)化算法進(jìn)行色散優(yōu)化后的光路，光信號(hào)傳輸過程中受到色散和非線性效應(yīng)(包括自相 位調(diào)制SPM、交叉相位調(diào)制XPM和四波混頻FWM)的聯(lián)合作用可以用累積非線性相移代/來表 示，而累積非線性相移％/取決于進(jìn)入光路中每段光纖的光信號(hào)功率。另外，放大器產(chǎn)生的自 發(fā)輻射噪聲(ASE)，其作用效果可以用OSNR反映出來，而接收端OSNR取決于進(jìn)入光路中各 放大器的光信號(hào)功率。因此，可以通過優(yōu)化各節(jié)點(diǎn)可調(diào)放大器增益/衰減器衰減，調(diào)節(jié)進(jìn)入 各放大器的光信號(hào)功率和進(jìn)入每段光纖的光信號(hào)功率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)由接收端OSNR和累積 非線性相移聯(lián)合決定的光路端到端性能指標(biāo)(如Q因子和誤碼率)進(jìn)行優(yōu)化。如圖2所示，本實(shí)施例所述波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化的方法，應(yīng)用于 對(duì)所述第一光路進(jìn)行傳輸性能優(yōu)化，所述第一光路包括有能夠?qū)庑盘?hào)功率進(jìn)行調(diào)節(jié)的功 率可調(diào)節(jié)點(diǎn)，所述方法具體包括以下步驟步驟21，按照預(yù)定的預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法，確定所述第一光路的源節(jié) 點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量，使得在按照上述色散補(bǔ)償量對(duì)所述源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行色 散補(bǔ)償后，所述第一光路在接收端的殘余色散小于一預(yù)定門限。本實(shí)施例可以采用的預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法可以有多種，只需要使得第 一光路在經(jīng)源、目的節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償后，在接收端的殘余色散小于一預(yù)定門限即可。本實(shí)施 例在下面提供了兩種優(yōu)化算法，但本發(fā)明并不局限于以下兩種算法。其中，第一種預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法具體為源節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量為<formula>formula see original document page 11</formula>
所述目的節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量使得所述第一光路在接收端的殘余色散小于所述預(yù) 定門限，該預(yù)定門限可以取0或者一個(gè)接近于0的數(shù)值；上式(1)中，N表示所述第一光路經(jīng)過的所述第一光纖跨段的個(gè)數(shù)，RDPS表示所述第一光纖跨段的殘余色散(即是指針對(duì)每一個(gè)光纖跨段，輸出光纖跨段信號(hào)的色散值減去 輸入光纖跨段信號(hào)的色散值)，D表示所述第一光纖跨段傳輸光纖的色散參數(shù)』表示所述 第一光纖跨段傳輸光纖的衰減系數(shù)。第二種預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法具體為源節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量Dpm為一固定值，該固定值可以從源節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償器的色 散補(bǔ)償范圍中選擇某一數(shù)值；目的節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量Dp。st = RD-Dpre-NX RDPS (1，)其中RD為所述預(yù)定門限，N表示所述第一光路經(jīng)過的所述第一光纖跨段的個(gè)數(shù)， RDPS表示所述第一光纖跨段的殘余色散。步驟22，以功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的光信號(hào)功率調(diào)節(jié)量為變量，確定所述第一光路在接收 端的光信噪比的第一函數(shù)，即，將所述第一光路在接收端的光信噪比，轉(zhuǎn)換成以功率可調(diào)節(jié) 點(diǎn)的光信號(hào)功率調(diào)節(jié)量為變量的一個(gè)函數(shù)。這里，確定所述第一函數(shù)，具體包括步驟221，根據(jù)第一光路中第一光纖跨段的功率衰減值、第一光纖跨段中的放大器 的增益、第一光路中各節(jié)點(diǎn)的插損以及功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量，按照功率累積量確定 進(jìn)入所述第一光路中的各個(gè)放大器的光信號(hào)功率。接收端的光信噪比和進(jìn)入光路中每一個(gè)放大器的光信號(hào)功率有關(guān)，進(jìn)而由每一個(gè) 功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量(變量)所決定，源節(jié)點(diǎn)處的信號(hào)入射功率可以看作是一個(gè)常 量。假設(shè)每個(gè)功率可調(diào)的節(jié)點(diǎn)的可調(diào)增益/衰減量為GiZiVi, (i e [1，2，...M])，M為光路 經(jīng)過的功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的總個(gè)數(shù)，根據(jù)WSON網(wǎng)絡(luò)中路由協(xié)議和信令協(xié)議泛洪，得到的第一光 路各光纖跨段中光纖損耗和放大器增益等信息，進(jìn)而根據(jù)這些信息，計(jì)算出進(jìn)入第一光路 中每個(gè)放大器的光信號(hào)功率。當(dāng)?shù)谝还饴分袀€(gè)第一光纖跨段衰減、光路各節(jié)點(diǎn)插損等固定 信息已知時(shí)，進(jìn)入各放大器的功率是節(jié)點(diǎn)功率調(diào)節(jié)量的函數(shù)BP, [Pini'Pin2'---PiJ =FtGiAi, (i e [1,2,... M])] (2)上式中，Pinl，Pin2，.. .Pm分別表示進(jìn)入第1、2. . .N個(gè)放大器的光信號(hào)功率，N為第 一光路所級(jí)聯(lián)的放大器個(gè)數(shù)。這些放大器既包括第一光纖跨段中固定增益的放大器，也包 括節(jié)點(diǎn)內(nèi)增益可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的放大器。上式說明了進(jìn)入光路中每個(gè)放大器的光信號(hào)功率是 節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量的函數(shù)。步驟222，根據(jù)進(jìn)入所述第一光路中的各個(gè)放大器的光信號(hào)功率和所述各個(gè)放大 器的噪聲指數(shù)參數(shù)，得到所述第一光路在接收端的光信噪比的第一函數(shù)。根據(jù)ITU-TG. 680中的計(jì)算公式，得到在接收端信號(hào)光信噪比OSNRreev為<formula>formula see original document page 12</formula>
其中，NFi(i e [1,2,...N])表示每個(gè)放大器的噪聲指數(shù)參數(shù)，為固定值。可以看出，第一函數(shù)是以節(jié)點(diǎn)的光信號(hào)功率調(diào)節(jié)量為變量的函數(shù)，即OSNRrav = f(GiAi), (i e [1，2，...M])。步驟23，以功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的光信號(hào)功率調(diào)節(jié)量為變量，確定所述第一光路在接收 端的累積非線性相移的第二函數(shù)，并根據(jù)所述累積非線性相移、和預(yù)先確定的光信噪比代價(jià)與所述累積非線性相移之間的函數(shù)關(guān)系，確定以所述功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的光信號(hào)功率調(diào)節(jié)量 為變量的所述第一光路的光信噪比代價(jià)的第三函數(shù)，其中，所述光信噪比代價(jià)是光路在光 纖色散和非線性效應(yīng)聯(lián)合作用下，相對(duì)于不考慮光纖色散和非線性效應(yīng)的所述光路(即背 靠背系統(tǒng))，在傳輸性能指標(biāo)達(dá)到參考性能指標(biāo)時(shí)所需增加的光信噪比。這里，所述非線性 效應(yīng)包括自相位調(diào)制，交叉相位調(diào)制，四波混頻效應(yīng)。 光路的累積非線性相移隊(duì)/取決于進(jìn)入光路中每段光纖的光信號(hào)功率。對(duì)于包括有 功率可調(diào)的節(jié)點(diǎn)的第一光路，可以根據(jù)第一光路中第一光纖跨段的功率衰減值、第一光纖 跨段中的放大器的增益、第一光路中各節(jié)點(diǎn)的插損以及功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量，按照 功率累積量計(jì)算出進(jìn)入每段光纖的光信號(hào)功率 _8]即[P1 二，P￡L，...P丨(丄h] = ^[GJV,,{i E [1,2,...Μ 4-1])] (4)上式中，L表示第一光路具有的總光纖段數(shù)，PlamJ1), Plamch(2), . . . Plamch(L)表示進(jìn) 入第1、2. . . L段光纖的光信號(hào)功率。當(dāng)?shù)谝还饴分泄饫w跨段中的放大器增益和傳輸光纖衰 減量、光路各節(jié)點(diǎn)插損等固定信息已知時(shí)，進(jìn)入每段光纖的光信號(hào)功率是節(jié)點(diǎn)功率調(diào)節(jié)量 的函數(shù)。然后，根據(jù)每段光纖的信號(hào)入射功率，得到所述光路在接收端的累積非線性相移 的第二函數(shù)。具體可以按照以下公式(5)，計(jì)算第一光路在接收端的累積非線性相移隊(duì)
φ廠 trTH (5)
I=I其中，Y α)為第1段光纖的非線性系數(shù)，Leff(1)為第1段光纖的有效面積。對(duì)于第一光路，當(dāng)源節(jié)點(diǎn)的預(yù)色散補(bǔ)償和后置色散補(bǔ)償按照上述預(yù)色散/后置色 散補(bǔ)償優(yōu)化算法優(yōu)化后，所述第一光路的光信噪比代價(jià)Ρ^^ργ(代/)和第一光路的累積非 線性相移隊(duì)/之間存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，并且該對(duì)應(yīng)關(guān)系可以通過二次曲線或者冪函數(shù)等常用 函數(shù)進(jìn)行曲線擬合而得到選取包括不同數(shù)量的第二光纖跨段組合的光路，所述第二光纖跨段的殘余色散 為固定值(該第二光纖跨段的殘余色散，與第一光纖跨段的殘余色散可以相同，也可以不 同)；按照所述預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法，對(duì)所述光路進(jìn)行色散補(bǔ)償優(yōu)化；對(duì)經(jīng)過所述預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法優(yōu)化后的所述光路，計(jì)算在不同的光 信號(hào)發(fā)射功率下所述光路的累積非線性相移，并仿真得到所述光路的光信噪比代價(jià)；對(duì)所述光路在不同的光信號(hào)發(fā)射功率和不同數(shù)量的第二光纖跨段組合下的累積 非線性相移和光信噪比代價(jià)進(jìn)行曲線擬合，得到所述函數(shù)關(guān)系。在得到所述函數(shù)關(guān)系后，則可以將所述第一光路的累積非線性相移隊(duì)/和所述函 數(shù)關(guān)系，將所述第一光路的光信噪比代價(jià)，轉(zhuǎn)換成節(jié)點(diǎn)的光信號(hào)功率調(diào)節(jié)量的第三函數(shù)，即 penQref(fPni) = P(GJv), (i e [1，2，···Μ])。步驟24，根據(jù)所述第一函數(shù)和第三函數(shù)，確定以所述功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量 為變量的所述第一光路的傳輸性能指標(biāo)的目標(biāo)函數(shù)。以Q因子為例，可以利用以下公式(6)，得到顯示表達(dá)的第一光路的傳輸性能指標(biāo)的目標(biāo)函數(shù)
<formula>formula see original document page 14</formula>以誤碼率為BER例，可以得到顯示表達(dá)的第一光路的傳輸性能指標(biāo)的目標(biāo)函數(shù)BER =,這里，erfc表示互補(bǔ)誤差函數(shù)。上述公式中，OSTVKgf是在不考慮光纖色散和非線性效應(yīng)的作用時(shí)，所述第一光 路在接收端的光信號(hào)的Q因子達(dá)到參考Q因子QMf時(shí)所必須達(dá)到的光信噪比(即背靠背傳 輸系統(tǒng)中接收端Q因子達(dá)到QMf所對(duì)應(yīng)的光信噪比)。OSNRreev表示第一光路在現(xiàn)有的各節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量配置下接收端的光信噪比。
表示第一光路在光纖色散和非線性效應(yīng)(包括自相位調(diào)制，交叉相位調(diào)制，四 波混頻等效應(yīng))聯(lián)合作用下，相對(duì)于不考慮光纖色散和非線性效應(yīng)的所述第一光路而言， 保證Q因子達(dá)到Qref時(shí)所需增加的0SNR?？梢钥闯?，上式(6)為節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量的函數(shù)。步驟25，在預(yù)定的約束條件下，根據(jù)預(yù)定的優(yōu)化目標(biāo)，通過對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)中的功 率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的光信號(hào)功率調(diào)節(jié)量進(jìn)行優(yōu)化，確定所述第一光路中需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié) 點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的光信號(hào)功率調(diào)節(jié)量。這里，在優(yōu)化過程中將光路各節(jié)點(diǎn)的可調(diào)放大器增益/可調(diào)衰減器衰減量作為優(yōu) 化參數(shù)，按照優(yōu)化目標(biāo)和約束條件的不同選取方式，可以分為以下兩種優(yōu)化方案A、將第一光路端到端傳輸性能指標(biāo)(如Q因子)作為優(yōu)化目標(biāo)，將第一光路上各 節(jié)點(diǎn)增益/衰減調(diào)節(jié)量總和或需要做出功率調(diào)節(jié)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)作為約束條件，這種優(yōu)化方案 稱為Q best。在Q best方案中，優(yōu)化目標(biāo)是使光路端到端傳輸性達(dá)到最佳(即Q因子最大化)， 約束條件為各節(jié)點(diǎn)增益/衰減調(diào)節(jié)量總和必須小于預(yù)先設(shè)定的一個(gè)閾值，或需要做出功率 調(diào)節(jié)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)必須少于預(yù)先設(shè)定的另一閾值。此外，各節(jié)點(diǎn)增益/衰減調(diào)節(jié)量還應(yīng)滿足 自身器件調(diào)節(jié)范圍的限制。B、將第一光路各節(jié)點(diǎn)增益/衰減調(diào)節(jié)量的總和或需要做出功率調(diào)節(jié)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù) 作為優(yōu)化目標(biāo)，將第一光路端到端傳輸性能指標(biāo)(如Q因子)作為約束條件，這種優(yōu)化方案 稱為 Q allowable。在Q allowable方案中，優(yōu)化目標(biāo)為使光路中各節(jié)點(diǎn)增益/衰減調(diào)節(jié)量總和最小 或需要做出功率調(diào)節(jié)的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)最少，約束條件為光路端到端傳輸性能指標(biāo)必須達(dá)到預(yù)定 的傳輸要求(如Q > Qref, Qref為預(yù)先確定的保證光路可靠性傳輸所要求達(dá)到的指標(biāo))。此 夕卜，各節(jié)點(diǎn)增益/衰減調(diào)節(jié)量也應(yīng)滿足自身器件調(diào)節(jié)范圍的限制。按照Q best和Q allowable兩種方案進(jìn)行光路傳輸性能優(yōu)化時(shí)，可采用各種已有 的啟發(fā)式算法，如貪婪算法、粒子群算法、蟻群算法等，也可以利用Lingo等優(yōu)化工具等得 到最終的光路各節(jié)點(diǎn)放大器增益/衰減量配置。在動(dòng)態(tài)WSON網(wǎng)絡(luò)中，較小的增益/衰減調(diào)節(jié)量和較少的調(diào)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)可以減小光路 由于動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)而引起的時(shí)延、瞬態(tài)和抖動(dòng)，并降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)開銷和成本。因此，Q allowable方案則實(shí)現(xiàn)了在保證光路的性能達(dá)到避免物理層阻塞所要求的容限，并且引入的調(diào)節(jié)時(shí) 延，瞬態(tài)特性和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行開銷最小。而Q best方案可以使得優(yōu)化得到的光路傳輸性能為最 優(yōu)，同時(shí)保證總的調(diào)節(jié)量和調(diào)節(jié)點(diǎn)限制在一定范圍之內(nèi)。步驟26，根據(jù)所確定的所述源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量，分別對(duì)所述源節(jié)點(diǎn) 和目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行色散補(bǔ)償；以及，根據(jù)所確定的需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié)點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的光 信號(hào)功率調(diào)節(jié)量，控制所述光路中的對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)對(duì)光信號(hào)功率的增益或衰減調(diào)節(jié)。這里，功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)處的可調(diào)放大器增益和可調(diào)衰減器衰減量則可以由網(wǎng)管或者 信令協(xié)議下發(fā)命令實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。本實(shí)施例可以通過一動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化的裝置實(shí)現(xiàn)上述方法。如圖2所示，該裝 置(圖3中的三角形所示)可以設(shè)置在網(wǎng)管平面，也可以分布式地設(shè)置在控制平面的路徑 計(jì)算單元(PCE)和分布式的控制平面節(jié)點(diǎn)中。當(dāng)需要對(duì)光路傳輸性能進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，該裝置 會(huì)根據(jù)網(wǎng)管數(shù)據(jù)庫(kù)、信令協(xié)議或者路由泛洪得到的光路物理參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，這些參數(shù) 包括光路各傳輸跨段的傳輸光纖色散、衰減、非線性系數(shù)，跨段殘余色散等參數(shù)，以及各節(jié) 點(diǎn)的插損、可調(diào)放大器或衰減器的當(dāng)前狀態(tài)等信息。經(jīng)過不同策略的優(yōu)化計(jì)算，該動(dòng)態(tài)傳輸 性能優(yōu)化的裝置將得到的源節(jié)點(diǎn)預(yù)色散補(bǔ)償量，目的節(jié)點(diǎn)后置色散補(bǔ)償量，各節(jié)點(diǎn)的可調(diào) 放大器增益和可調(diào)衰減器衰減等調(diào)節(jié)量信息。當(dāng)該裝置設(shè)置于網(wǎng)管平面時(shí)，這些各節(jié)點(diǎn)調(diào) 節(jié)量信息可以通過網(wǎng)管平面和傳輸平面的接口下發(fā)到各節(jié)點(diǎn)調(diào)節(jié)器，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。當(dāng)該 裝置設(shè)置于控制平面(PCE或分布式控制平面節(jié)點(diǎn))，這些調(diào)節(jié)量信息可以通過信令協(xié)議在 各控制平面節(jié)點(diǎn)之間傳遞，并且通過控制平面節(jié)點(diǎn)和傳輸平面節(jié)點(diǎn)接口，將調(diào)節(jié)量下達(dá)到 各節(jié)點(diǎn)可調(diào)器，實(shí)現(xiàn)光路性能的動(dòng)態(tài)優(yōu)化和控制。本實(shí)施例提供的動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化的裝置，應(yīng)用于對(duì)第一光路進(jìn)行傳輸性能優(yōu) 化，所述第一光路的相鄰節(jié)點(diǎn)之間是一段第一光纖跨段或兩段以上級(jí)聯(lián)的所述第一光纖跨 段，所述第一光纖跨段具有固定的殘余色散，所述第一光路的各個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量 都是固定值，并且，所述第一光路包括有能夠?qū)庑盘?hào)功率進(jìn)行調(diào)節(jié)的功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)。如圖 4所示，該裝置包括色散補(bǔ)償量確定單元，用于按照預(yù)定的預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法，確定所 述第一光路的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量，使得在按照上述色散補(bǔ)償量對(duì)所述源節(jié)點(diǎn) 和目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行色散補(bǔ)償后，所述第一光路在接收端的殘余色散小于一預(yù)定門限；光信噪比確定單元，用于以功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量為變量，確定所述第一光 路在接收端的光信噪比的第一函數(shù)；光信噪比代價(jià)確定單元，用于以功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量為變量，確定所述第 一光路在接收端的累積非線性相移的第二函數(shù)，并根據(jù)所述累積非線性相移、和預(yù)先確定 的光信噪比代價(jià)與所述累積非線性相移之間的函數(shù)關(guān)系，確定以所述功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率 調(diào)節(jié)量為變量的所述第一光路的光信噪比代價(jià)的第三函數(shù)，其中，所述光信噪比代價(jià)是光 路在光纖色散和非線性效應(yīng)聯(lián)合作用下，相對(duì)于不考慮光纖色散和非線性效應(yīng)的所述光 路，在傳輸性能指標(biāo)達(dá)到參考性能指標(biāo)時(shí)所需增加的光信噪比；目標(biāo)函數(shù)確定單元，用于根據(jù)所述第一函數(shù)和第三函數(shù)，確定以所述功率可調(diào)節(jié) 點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量為變量的所述第一光路的傳輸性能指標(biāo)的目標(biāo)函數(shù)；優(yōu)化處理單元，用于在預(yù)定的約束條件下，根據(jù)預(yù)定的優(yōu)化目標(biāo)，通過對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)中的功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量進(jìn)行優(yōu)化，確定所述第一光路中需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率 的節(jié)點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的光信號(hào)功率調(diào)節(jié)量。優(yōu)選地，圖4所示的裝置中，還包括色散補(bǔ)償單元，用于根據(jù)所確定的所述源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量，分別對(duì) 所述源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行色散補(bǔ)償；功率調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)所確定的需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié)點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的光信號(hào) 功率調(diào)節(jié)量，控制所述光路中的對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)對(duì)光信號(hào)功率的增益或衰減調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，圖4所示的裝置中，還包括函數(shù)關(guān)系確定單0元，用于選取包括不同數(shù)量的第二光纖跨段組合的光路，所述 第二光纖跨段的殘余色散為固定值；按照所述預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法，對(duì)所述光 路進(jìn)行色散補(bǔ)償優(yōu)化；對(duì)經(jīng)過所述預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法優(yōu)化后的所述光路，計(jì) 算在不同的光信號(hào)發(fā)射功率下所述光路的累積非線性相移，并仿真得到所述光路的光信噪 比代價(jià)；對(duì)所述光路在不同的光信號(hào)發(fā)射功率和不同數(shù)量的第二光纖跨段組合下的累積非 線性相移和光信噪比代價(jià)進(jìn)行曲線擬合，得到所述函數(shù)關(guān)系。優(yōu)選地，圖4所示的裝置中，所述光信噪比確定單元包括第一功率確定單元，用于根據(jù)第一光路中第一光纖跨段的功率衰減值、第一光纖 跨段中的放大器的增益、第一光路中各節(jié)點(diǎn)的插損以及功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量，確定 進(jìn)入所述第一光路中的各個(gè)放大器的光信號(hào)功率；第一函數(shù)單元，用于根據(jù)進(jìn)入所述第一光路中的各個(gè)放大器的光信號(hào)功率和所述 各個(gè)放大器的噪聲指數(shù)參數(shù)，得到所述第一光路在接收端的光信噪比的第一函數(shù)。優(yōu)選地，圖4所示的裝置中，所述光信噪比代價(jià)確定單元包括第二功率確定單元，用于根據(jù)第一光路中第一光纖跨段的功率衰減值、第一光纖 跨段中的放大器的增益、第一光路中各節(jié)點(diǎn)的插損以及功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量，確定 進(jìn)入每段光纖的信號(hào)入射功率；第二函數(shù)單元，用于根據(jù)每段光纖的信號(hào)入射功率，得到所述光路在接收端的累 積非線性相移的第二函數(shù)。優(yōu)選地，圖4所示的裝置中，所述約束條件是所述第一光路上需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功 率的節(jié)點(diǎn)數(shù)量或光信號(hào)功率的調(diào)節(jié)量總和小于預(yù)先設(shè)定的閾值，所述優(yōu)化目標(biāo)是所述第一 光路的傳輸性能指標(biāo)；或者，所述約束條件是所述第一光路的傳輸性能指標(biāo)不小于預(yù)先設(shè) 定的門限值，所述優(yōu)化目標(biāo)是所述第一光路上需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié)點(diǎn)數(shù)量或光信號(hào)功 率的調(diào)節(jié)量總和。優(yōu)選地，圖4所示的裝置中，所述第一光路是基于單波長(zhǎng)通道的光路，或者是基于 波帶級(jí)別的光路。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例通過先進(jìn)行源、目的節(jié)點(diǎn)的色散優(yōu)化，然后利用色散優(yōu)化 后的光路的累積非線性相移和光信噪比代價(jià)之間存在的一一對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，將光路的光 信噪比代價(jià)轉(zhuǎn)換成累積非線性相移的函數(shù)，最終轉(zhuǎn)變成光路中功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量 的函數(shù)；另外，本實(shí)施例還將光路的光信噪比也轉(zhuǎn)換成光路中功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量 的函數(shù)，因此根據(jù)光信噪比代價(jià)和光信噪比設(shè)置的目標(biāo)函數(shù)，也是光路中功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的 功率調(diào)節(jié)量的函數(shù)；最后，通過對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，獲得滿足優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化結(jié)果，從而確保最終的端到端傳輸性能達(dá)到要求。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例所述方法及其裝置，具有如下優(yōu)點(diǎn)1.在動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化過程中精確表達(dá)的端到端光路傳輸性能評(píng)估指標(biāo)，能夠?qū)?各種損傷的整體效應(yīng)聯(lián)合起來考慮，不拘泥于某一分離的物理?yè)p傷和指標(biāo)對(duì)光路傳輸性能 的影響。在接收端采用唯一的物理性能評(píng)價(jià)指標(biāo)(Q因子或誤碼率)進(jìn)行傳輸性能優(yōu)化，從 而可以確保最終的端到端傳輸性能達(dá)到要求，避免其他動(dòng)態(tài)優(yōu)化方案對(duì)優(yōu)化結(jié)果引起的不 確定性。2.只對(duì)發(fā)射端和接收端的色散補(bǔ)償量進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，從而可以精確用累積非線性 相移反映各種非線性效應(yīng)和色散聯(lián)合作用下的信道非線性代價(jià)。該模型使得光路物理性能 評(píng)估更加精確，動(dòng)態(tài)優(yōu)化結(jié)果更加可靠，并且減小了網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本和運(yùn)維開銷。3.除了對(duì)源節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)行功率調(diào)制外，在中間節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)(或部分中間節(jié) 點(diǎn))也進(jìn)行放大器增益/衰減器衰減量的優(yōu)化控制，能夠適用于光路中各節(jié)點(diǎn)具有不同插 損，各傳輸跨段損耗及衰減不同等情況下的光路傳輸性能最優(yōu)化。4.在光路傳輸性能優(yōu)化過程中，既考慮提升光路性能指標(biāo)(如Q因子或誤碼率)， 也考慮了避免光路整體增益/衰減調(diào)節(jié)量過大或調(diào)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)過多所引起的抖動(dòng)、時(shí)延、瞬 態(tài)特性，同時(shí)也降低了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)開銷。以上所述僅是本發(fā)明的實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來 說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為 本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化的方法，應(yīng)用于對(duì)第一光路進(jìn)行傳輸性能優(yōu)化，所述第一光路的相鄰節(jié)點(diǎn)之間是一段第一光纖跨段或兩段以上級(jí)聯(lián)的所述第一光纖跨段，所述第一光纖跨段具有固定的殘余色散，所述第一光路的各個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量都是固定值，并且，所述第一光路包括有能夠?qū)庑盘?hào)功率進(jìn)行調(diào)節(jié)的功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述方法包括按照預(yù)定的預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法，確定所述第一光路的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量，使得所述第一光路在接收端的殘余色散小于一預(yù)定門限；以功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量為變量，確定所述第一光路在接收端的光信噪比的第一函數(shù)；以功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量為變量，確定所述第一光路在接收端的累積非線性相移的第二函數(shù)，并根據(jù)所述累積非線性相移、和預(yù)先確定的光信噪比代價(jià)與所述累積非線性相移之間的函數(shù)關(guān)系，確定以所述功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量為變量的所述第一光路的光信噪比代價(jià)的第三函數(shù)，其中，所述光信噪比代價(jià)是光路在光纖色散和非線性效應(yīng)聯(lián)合作用下，相對(duì)于不考慮光纖色散和非線性效應(yīng)的所述光路，在傳輸性能指標(biāo)達(dá)到參考性能指標(biāo)時(shí)所需增加的光信噪比；根據(jù)所述第一函數(shù)和第三函數(shù)，確定以所述功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量為變量的所述第一光路的傳輸性能指標(biāo)的目標(biāo)函數(shù)；在預(yù)定的約束條件下，根據(jù)預(yù)定的優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)中的功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量進(jìn)行優(yōu)化，確定所述第一光路中需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié)點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的光信號(hào)功率調(diào)節(jié)量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)所確定的所述源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量，分別對(duì)所述源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)進(jìn) 行色散補(bǔ)償；以及，根據(jù)所確定的需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié)點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的光信號(hào)功率調(diào)節(jié)量，控制所述光 路中的對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)對(duì)光信號(hào)功率的增益或衰減調(diào)節(jié)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述函數(shù)關(guān)系是按照以下方式確定的選取包括不同數(shù)量的第二光纖跨段組合的光路，所述第二光纖跨段的殘余色散為固定值；按照所述預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法，對(duì)所述光路進(jìn)行色散補(bǔ)償優(yōu)化；對(duì)經(jīng)過所述預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法優(yōu)化后的所述光路，計(jì)算在不同的光信號(hào) 發(fā)射功率下所述光路的累積非線性相移，并仿真得到所述光路的光信噪比代價(jià)；對(duì)所述光路在不同的光信號(hào)發(fā)射功率和不同數(shù)量的第二光纖跨段組合下的累積非線 性相移和光信噪比代價(jià)進(jìn)行曲線擬合，得到所述函數(shù)關(guān)系。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述確定所述第一光路在接收端 的光信噪比的第一函數(shù)，包括根據(jù)第一光路中第一光纖跨段的功率衰減值、第一光纖跨段中的放大器的增益、第一 光路中各節(jié)點(diǎn)的插損以及功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量，確定進(jìn)入所述第一光路中的各個(gè)放 大器的光信號(hào)功率；根據(jù)進(jìn)入所述第一光路中的各個(gè)放大器的光信號(hào)功率和所述各個(gè)放大器的噪聲指數(shù) 參數(shù)，得到所述第一光路在接收端的光信噪比的第一函數(shù)。
5.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述確定所述第一光路在接收端 的累積非線性相移的第二函數(shù)，根據(jù)第一光路中第一光纖跨段的功率衰減值、第一光纖跨段中的放大器的增益、第一 光路中各節(jié)點(diǎn)的插損以及功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量，確定進(jìn)入每段光纖的信號(hào)入射功 率；根據(jù)每段光纖的信號(hào)入射功率，得到所述光路在接收端的累積非線性相移的第二函數(shù)。
6.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述約束條件是所述第一光路上需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié)點(diǎn)數(shù)量或光信號(hào)功率的調(diào) 節(jié)量總和小于預(yù)先設(shè)定的閾值，所述優(yōu)化目標(biāo)是所述第一光路的傳輸性能指標(biāo)；或者，所述約束條件是所述第一光路的傳輸性能指標(biāo)不小于預(yù)先設(shè)定的門限值，所述優(yōu)化目 標(biāo)是所述第一光路上需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié)點(diǎn)數(shù)量或光信號(hào)功率的調(diào)節(jié)量總和。
7.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一光路是基于單波長(zhǎng)通道的光路，或者是基于波帶級(jí)別的光路。
8.一種波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化的裝置，應(yīng)用于對(duì)第一光路進(jìn)行傳輸性能 優(yōu)化，所述第一光路的相鄰節(jié)點(diǎn)之間是一段第一光纖跨段或兩段以上級(jí)聯(lián)的所述第一光纖 跨段，所述第一光纖跨段具有固定的殘余色散，所述第一光路的各個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償 量都是固定值，并且，所述第一光路包括有能夠?qū)庑盘?hào)功率進(jìn)行調(diào)節(jié)的功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)，其 特征在于，所述裝置包括色散補(bǔ)償量確定單元，用于按照預(yù)定的預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法，確定所述第 一光路的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量，使得所述第一光路在接收端的殘余色散小于一 預(yù)定門限；光信噪比確定單元，用于以功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量為變量，確定所述第一光路在 接收端的光信噪比的第一函數(shù)；光信噪比代價(jià)確定單元，用于以功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量為變量，確定所述第一光 路在接收端的累積非線性相移的第二函數(shù)，并根據(jù)所述累積非線性相移、和預(yù)先確定的光 信噪比代價(jià)與所述累積非線性相移之間的函數(shù)關(guān)系，確定以所述功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié) 量為變量的所述第一光路的光信噪比代價(jià)的第三函數(shù)，其中，所述光信噪比代價(jià)是光路在 光纖色散和非線性效應(yīng)聯(lián)合作用下，相對(duì)于不考慮光纖色散和非線性效應(yīng)的所述光路，在 傳輸性能指標(biāo)達(dá)到參考性能指標(biāo)時(shí)所需增加的光信噪比；目標(biāo)函數(shù)確定單元，用于根據(jù)所述第一函數(shù)和第三函數(shù)，確定以所述功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的 功率調(diào)節(jié)量為變量的所述第一光路的傳輸性能指標(biāo)的目標(biāo)函數(shù)；優(yōu)化處理單元，用于在預(yù)定的約束條件下，根據(jù)預(yù)定的優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)中的 功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量進(jìn)行優(yōu)化，確定所述第一光路中需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié)點(diǎn)以 及對(duì)應(yīng)的光信號(hào)功率調(diào)節(jié)量。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，還包括色散補(bǔ)償單元，用于根據(jù)所確定的所述源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償量，分別對(duì)所述 源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行色散補(bǔ)償；功率調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)所確定的需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié)點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的光信號(hào)功率 調(diào)節(jié)量，控制所述光路中的對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)對(duì)光信號(hào)功率的增益或衰減調(diào)節(jié)。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，還包括函數(shù)關(guān)系確定單元，用于選取包括不同數(shù)量的第二光纖跨段組合的光路，所述第二光 纖跨段的殘余色散為固定值；按照所述預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法，對(duì)所述光路進(jìn)行 色散補(bǔ)償優(yōu)化；對(duì)經(jīng)過所述預(yù)色散/后置色散補(bǔ)償優(yōu)化算法優(yōu)化后的所述光路，計(jì)算在不 同的光信號(hào)發(fā)射功率下所述光路的累積非線性相移，并仿真得到所述光路的光信噪比代 價(jià)；對(duì)所述光路在不同的光信號(hào)發(fā)射功率和不同數(shù)量的第二光纖跨段組合下的累積非線性 相移和光信噪比代價(jià)進(jìn)行曲線擬合，得到所述函數(shù)關(guān)系。
11.如權(quán)利要求8至10任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述光信噪比確定單元包括第一功率確定單元，用于根據(jù)第一光路中第一光纖跨段的功率衰減值、第一光纖跨段 中的放大器的增益、第一光路中各節(jié)點(diǎn)的插損以及功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量，確定進(jìn)入 所述第一光路中的各個(gè)放大器的光信號(hào)功率；第一函數(shù)單元，用于根據(jù)進(jìn)入所述第一光路中的各個(gè)放大器的光信號(hào)功率和所述各個(gè) 放大器的噪聲指數(shù)參數(shù)，得到所述第一光路在接收端的光信噪比的第一函數(shù)。
12.如權(quán)利要求8至10任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述光信噪比代價(jià)確定單元包括第二功率確定單元，用于根據(jù)第一光路中第一光纖跨段的功率衰減值、第一光纖跨段 中的放大器的增益、第一光路中各節(jié)點(diǎn)的插損以及功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量，確定進(jìn)入 每段光纖的信號(hào)入射功率；第二函數(shù)單元，用于根據(jù)每段光纖的信號(hào)入射功率，得到所述光路在接收端的累積非 線性相移的第二函數(shù)。
13.如權(quán)利要求8至10任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述約束條件是所述第一光路上需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié)點(diǎn)數(shù)量或光信號(hào)功率的調(diào) 節(jié)量總和小于預(yù)先設(shè)定的閾值，所述優(yōu)化目標(biāo)是所述第一光路的傳輸性能指標(biāo)；或者，所述約束條件是所述第一光路的傳輸性能指標(biāo)不小于預(yù)先設(shè)定的門限值，所述優(yōu)化目 標(biāo)是所述第一光路上需要調(diào)節(jié)光信號(hào)功率的節(jié)點(diǎn)數(shù)量或光信號(hào)功率的調(diào)節(jié)量總和。
14.如權(quán)利要求8至10任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述第一光路是基于單波長(zhǎng)通道的光路，或者是基于波帶級(jí)別的光路。
全文摘要
本發(fā)明提供了波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)傳輸性能優(yōu)化的方法及裝置。本發(fā)明通過對(duì)光路的源、目的節(jié)點(diǎn)分別進(jìn)行預(yù)色散補(bǔ)償和后置色散補(bǔ)償，使得經(jīng)過色散優(yōu)化后的光路的光信噪比代價(jià)和累積非線性相移之間存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；然后，利用該對(duì)應(yīng)關(guān)系，獲得以功率可調(diào)節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)量為變量的該光路的光信噪比代價(jià)，進(jìn)而根據(jù)該光路的光信噪比代價(jià)和光信噪比，設(shè)置目標(biāo)函數(shù)，并按照預(yù)定的優(yōu)化目標(biāo)和約束條件進(jìn)行優(yōu)化，得到需要調(diào)節(jié)功率的節(jié)點(diǎn)及其功率調(diào)節(jié)量。按照本發(fā)明，可以提高光路傳輸性能，避免由于物理傳輸性能不達(dá)標(biāo)引起的物理層阻塞。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK101808257SQ20101911408
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者張 杰, 王道斌, 陳賽, 顧畹儀, 高冠軍 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)