專利名稱：一種wss型roadm節(jié)點設備中光通道功率自動均衡的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光通信領域，尤其涉及一種WSS型的ROADM節(jié)點傳輸設備和該設備 中光通道功率自動均衡的方法。
背景技術：
傳統的DWDM系統是一個點到點的傳輸系統，主要用于鏈形組網和環(huán)形組網。如果 有中間的網絡節(jié)點需要上下業(yè)務，一般是采用光分插復用器(OADM)來實現。這些OADM 稱為靜態(tài)OADM，其上下波長的數量和波長值都是固定的，需要在網絡建設的初期就預 先確定，通道的光功率也是在工程開通的時候進行調整和優(yōu)化。但是隨著DWDM系統在城域網中的大量應用，人們越來越重視節(jié)點設備靈活高效調 度波長業(yè)務的能力。如何在光層實現對波長通道的調度、指配和管理是光傳輸網下一步 發(fā)展的方向?？芍嘏渲霉夥植鍙陀闷?ROADM)設備(特別是多維度的ROADM)由于可 以選擇性地分插復用所需要的波長信道，提供了節(jié)點的重構能力，使得DWDM網絡也可 以方便地重構，具有十分廣泛的應用前景。ROADM器件和全波段波長可調的激光器結合使用，可以實現任意波長業(yè)務到任意端 口的遠程調度。圖l是一個多方向維度ROADM的功能參考模型框圖，從圖l中可以看出， 本地發(fā)送的波長信號經過ROADM后可以被配置到任意一條線路上，線路上收到的信號可 以分插復用到本地端口，也可以被配置到任意的線路端口上去。ROADM節(jié)點甚至可以完 成一點到多點的廣播功能。在ROADM節(jié)點處，每次進行波長路由調度的時候，線路中的波長情況就會發(fā)生變化。 由于這些信道波長不一定來自同一個節(jié)點，各自所經過的線路長度也不一樣，因此它們 的光功率會有很大的差別，需要重新進行調整和均衡。如果采用人工手動調整光功率的 方法，不僅費時，而且容易出錯，會中斷現有的業(yè)務。因此很有必要建立一套自動的通 道功率均衡機制來對ROADM的通道光功率進行調整。目前ROADM的實現技術主要有WB， iPLC和WSS這三種。其中WSS屬于第三代的 ROADM，被認為是未來的發(fā)展方向。和WB型ROADM以及iPLC型ROADM相比，WSS 器件的最大優(yōu)點是支持多方向維度的波長交換，因此不僅可以用來滿足兩方向節(jié)點的波長可配置需求，還可以利用WSS器件來實現多維度節(jié)點ROADM的波長重構，并且支持 從兩方向ROADM逐步擴展升級為多方向ROADM節(jié)點，具有良好的可擴展性，在城域 網中具有很大的應用潛力。WSS器件主要由衍射光柵和采用MEMS工藝的微鏡陣列 (MEMS mirror array)組成(如圖2所示)。MEMS微鏡陣列有兩個旋轉軸， 一條控制波 長的交換，另一條控制功率衰減。對WSS的控制實際上就是對其內部MEMS微鏡陣列的 控制，光信號的交換和衰減由微鏡陣列來完成。光功率均衡是ROADM節(jié)點設備的重要功能之一。如果線路中傳輸的各個波長信道的 功率差別很大就會引起光信號傳輸質量的下降，這一點尤其是在長距離，高密度，高速 度的DWDM系統中表現得非常明顯。接收端光信號功率的不均衡性可能會造成光功率超 過接收機允許的動態(tài)范圍，某些波長的功率小于接收機靈敏度，而某些波長的功率使接 收機過載，另外累積的光信噪比OSNR不均衡性也會導致某些信道的誤碼率超出系統的要 求?；赪SS的ROADM可以遠程配置光信號的交換和衰減，實現多維度的波長動態(tài)調 度。但由于其本身沒有光通道功率監(jiān)測的功能，所以還不能實現光功率的自動均衡。因 此在進行波長調度或光功率發(fā)生改變的時候，只能用人工參與從網管上下配置的方法來 均衡通道的光功率，這種調整方法需要的時間很長，對業(yè)務的影響比較大，而且增加了 出錯的可能性。這種ROADM不能實現真正意義上的"可重構性"，這在很大程度上限制 了ROADM功能的應用。發(fā)明內容本發(fā)明為基于WSS技術的多方向維度ROADM節(jié)點設備中的光通道功率自動均衡 提供了一種完備的解決方案。本發(fā)明所述的WSS型ROADM傳輸設備，包括WSS模塊、光性能監(jiān)測功能模塊、 光開關、單片機控制模塊和若干光耦合器；所述WSS模塊的每個輸出線路分別連接到所 述若干光耦合器之一，每個輸出線路的輸出都用光耦合器分出一定比例的信號送至光開 關；所述光開關連接到光性能監(jiān)測功能模塊，當ROADM傳輸設備進行波長調度或線路 中光功率發(fā)生改變時，光性能監(jiān)測功能模塊通過光開關的切換自動對所有輸出線路的輸 出進行光功率和波長的檢測；如果有輸出線路的光通道的光功率不平坦性超出了所規(guī)定 的門限要求，則光性能監(jiān)測功能模塊計算出該輸出線路需要衰減的光通道的波長值和衰 減量，并把線路號、波長值和衰減量一起送給單片機控制模塊，由單片機控制模塊對WSS模塊發(fā)出控制命令，控制相應的光通道的衰減，使得該輸出線路各個光通道的功率平坦 度達到規(guī)定的要求，從而實現ROADM傳輸設備的光通道功率自動均衡。優(yōu)選地，所述WSS模塊、光性能監(jiān)測功能模塊與所述單片機控制模塊之間的通信和 控制都采用雙端口 RAM接口 。優(yōu)選地，光性能監(jiān)測功能模塊以光功率最小的光通道的功率為基準，計算出該輸出 線路需要衰減的光通道的波長值和衰減量。優(yōu)選地，WSS模塊根據接收到的控制命令控制MEMS微鏡陣列轉動的角度，從而控 制相應的光通道的衰減。優(yōu)選地，光耦合器分出的一定比例的送至光開關的信號為少量的信號。另外，該設備還可以包括CPLD，用于完成單片機控制模塊與WSS模塊和OPM模 塊之間的信號同步和轉接，匹配讀寫時序。本發(fā)明所述的WSS型ROADM傳輸設備中光通道功率自動均衡的方法，該設備包 括光性能監(jiān)測功能模塊和WSS?！姥?，利用該光性能監(jiān)測功能模塊來完成光通道功率的檢 測和反饋功能，WSS模塊按照光性能監(jiān)測功能模塊檢測的結果控制光通道功率的自動均 衡。優(yōu)選地，所述光性能監(jiān)測功能模塊自動對wss模塊的所有輸出線路的輸出進行光功率和波長的檢測，如果有輸出線路的光通道的光功率不平坦性超出了所規(guī)定的門限要求， 則光性能監(jiān)測功能模塊計算出該輸出線路需要衰減的光通道的波長值和衰減量。優(yōu)選地，ROADM傳輸設備還包括單片機控制模塊，所述光性能監(jiān)測功能模塊把線 路號、波長值和衰減量一起發(fā)送至單片機控制模塊，由單片機控制模塊對WSS模塊發(fā)出 控制命令，控制相應的光通道的衰減，使得該輸出線路各個光通道的功率平坦度達到規(guī) 定的要求，從而實現ROADM傳輸設備的光通道功率自動均衡。優(yōu)選地，WSS模塊根據光性能監(jiān)測功能模塊檢測的結果控制MEMS微鏡陣列轉動的 角度，從而控制光通道功率的自動均衡。本發(fā)明可以支持多方向的ROADM節(jié)點設備，不僅有良好的可擴展性，而且整個調 整過程全部自動完成，不需要任何的人工參與，響應迅速，可靠性高。本發(fā)明實現了光 通道功率的自動均衡，優(yōu)化了波分復用系統(DWDM)的傳輸性能。


圖1是現有技術中多方向維度ROADM設備的參考模型；圖2是現有技術中自由空間波長選擇開關的光路圖；圖3是本發(fā)明的ROADM設備的結構圖；圖4是本發(fā)明的ROADM設備的測試配置圖；圖5是本發(fā)明功率均衡前的測試光譜；圖6是本發(fā)明功率均衡后的測試光譜。
具體實施方式
下面結合

本發(fā)明的具體實施方式
。在本發(fā)明中，利用光性能監(jiān)測功能(OPM)模塊來完成光通道功率的檢測和反饋功 能。本發(fā)明的ROADM設備的結構如圖3所示，主要包括WSS模塊、OPM模塊、光開 關、單片機控制模塊和若干光耦合器，另外還可包括CPLD，單片機控制模塊與WSS模 塊和OPM模塊的通信需要通過CPLD來實現，CPLD主要用來完成單片機控制模塊與 WSS模塊和OPM模塊之間的信號同步和轉接，匹配讀寫時序。利用CPLD可以在設計 階段多次根據需要修改電路的邏輯，從而降低設計的成本和周期。WSS模塊的每個輸出 線路端口的輸出都用光耦合器分出少量的信號(例如3%的信號)送到光開關。當ROADM 設備進行波長調度或線路中光功率發(fā)生改變時，OPM模塊通過光開關的切換自動對所有 輸出線路的輸出進行光功率和波長的檢測。如果有輸出線路的光通道(即波長通道)的 光功率不平坦性超出了所規(guī)定的門限要求，則OPM模塊計算出該輸出線路需要衰減的光 通道的波長值和衰減量，優(yōu)選地先以光功率最小的光通道的功率為基準進行計算，并把 線路號、波長值和衰減量一起送給單片機控制模塊，由單片機控制模塊對WSS模塊發(fā)出 控制命令，WSS模塊根據接收到的控制命令控制MEMS微鏡陣列轉動的角度，控制相應 的光通道的衰減，使得該輸出線路各個光通道的功率平坦度達到規(guī)定的要求，從而實現 ROADM節(jié)點的光通道功率自動均衡。優(yōu)選地，WSS模塊、OPM模塊與單片機控制模塊 之間的通信和控制都采用雙端口 RAM (DPRAM)接口。由于WSS模塊中MEMS微鏡 的響應時間很短，可以在5ms以內完成光功率的衰減并達到穩(wěn)定狀態(tài)，因此該方案可以 滿足電信網50ms保護倒換的時間要求，具有廣泛的應用前景。下面通過測試、并比較本發(fā)明所述ROADM在功率均衡前的光譜和在功率均衡后的 光譜來驗證本發(fā)明的有益技術效果1) 如圖4所示連接好測試配置，設置光譜儀的等效濾波器帶寬為0.1nm;2) 以線路1作為待測端口，關閉自動均衡功能，利用網管配置ROADM的波長路由，改變線路l的波長配置，用光譜儀測試線路l的波長和功率，測試結果如圖5所示；3) 開啟ROADM的光通道自動均衡功能，用光譜儀測試線路1的波長和功率，測試結果如圖6所示；4) 對比兩次的測試結果，可以發(fā)現通過光功率自動均衡后，各通道功率差由5.11dB 改善為2.35dB，因此本發(fā)明對于ROADM節(jié)點設備在進行波長調度后的通道功率平坦度 具有明顯的改善功能。以上所屬僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明精神和原則 之內所做的任何修改、等同替換和改進等，均包含于本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1、一種WSS型的ROADM傳輸設備，其特征在于，該設備包括WSS模塊、光性能監(jiān)測功能模塊、光開關、單片機控制模塊和若干光耦合器；所述WSS模塊的每個輸出線路分別連接到所述若干光耦合器之一，每個輸出線路的輸出都用光耦合器分出一定比例的信號送至光開關；所述光開關連接到光性能監(jiān)測功能模塊，當ROADM傳輸設備進行波長調度或線路中光功率發(fā)生改變時，光性能監(jiān)測功能模塊通過光開關的切換自動對所有輸出線路的輸出進行光功率和波長的檢測；如果有輸出線路的光通道的光功率不平坦性超出了所規(guī)定的門限要求，則光性能監(jiān)測功能模塊計算出該輸出線路需要衰減的光通道的波長值和衰減量，并把線路號、波長值和衰減量一起送給單片機控制模塊，由單片機控制模塊對WSS模塊發(fā)出控制命令，控制相應的光通道的衰減，使得該輸出線路各個光通道的功率平坦度達到規(guī)定的要求，從而實現ROADM傳輸設備的光通道功率自動均衡。
2、 如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述WSS模塊、光性能監(jiān)測功能模塊 與所述單片機控制模塊之間的通信和控制都采用雙端口 RAM接口 。
3、 如權利要求1或2所述的設備，其特征在于，光性能監(jiān)測功能?！?以光功率最小 的光通道的功率為基準，計算出該輸出線路需要衰減的光通道的波長值和衰減量。
4、 如上述任一權利要求所述的設備，其特征在于，WSS模塊根據接收到的控制命令 控制MEMS微鏡陣列轉動的角度，從而控制相應的光通道的衰減。
5、 如上述任一權利要求所述的設備，其特征在于，該設備還包括CPLD，用于完成 單片機控制模塊與WSS模塊和OPM模塊之間的信號同步和轉接，匹配讀寫時序。
6、 如上述任一權利要求所述的設備，其特征在于，光耦合器分出的一定比例的送至 光開關的信號為少量的信號。
7、 一種WSS型的ROADM傳輸設備中光通道功率自動均衡的方法，其特征在于， 該設備包括光性能監(jiān)測功能模塊和WSS模塊，利用該光性能監(jiān)測功能模塊來完成光通道 功率的檢測和反饋功能，WSS模塊按照光性能監(jiān)測功能模塊檢測的結果控制光通道功率 的自動均衡。
8、 如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述光性能監(jiān)測功能模塊自動對WSS 模塊的所有輸出線路的輸出進行光功率和波長的檢測，如果有輸出線路的光通道的光功 率不平坦性超出了所規(guī)定的門限要求，則光性能監(jiān)測功能模塊計算出該輸出線路需要衰減的光通道的波長值和衰減量。
9、 如權利要求8所述的方法，其特征在于，ROADM傳輸設備還包括單片機控制模 塊，所述光性能監(jiān)測功能模塊把線路號、波長值和衰減量一起發(fā)送至單片機控制模塊， 由單片機控制模塊對WSS模塊發(fā)出控制命令，控制相應的光通道的衰減，使得該輸出線 路各個光通道的功率平坦度達到規(guī)定的要求，從而實現ROADM傳輸設備的光通道功率 自動均衡。
10、 如權利要求7-9中任一項所述的方法，其特征在于，WSS模塊根據光性能監(jiān)測 功能模塊檢測的結果控制MEMS微鏡陣列轉動的角度，從而控制光通道功率的自動均衡。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種WSS型的ROADM傳輸設備以及該設備中光通道功率自動均衡的方法，該設備包括光性能監(jiān)測功能模塊和WSS模塊，利用該光性能監(jiān)測功能模塊來完成光通道功率的檢測和反饋功能，WSS模塊按照光性能監(jiān)測功能模塊檢測的結果控制相應的光通道的衰減，使得輸出線路各個光通道的功率平坦度達到規(guī)定的要求，從而實現ROADM傳輸設備的光通道功率自動均衡。
文檔編號H04B10/08GK101222277SQ20081005749
公開日2008年7月16日 申請日期2008年2月2日 優(yōu)先權日2008年2月2日
發(fā)明者何建明, 劉中華, 波 葉, 葉榮富, 譚本明, 陳德華 申請人:烽火通信科技股份有限公司