專利名稱：色散補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化方法、轉(zhuǎn)發(fā)器及其在光網(wǎng)絡(luò)中的使用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于優(yōu)化光數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的色散補(bǔ)償?shù)姆椒?，該網(wǎng)絡(luò)包括兩個節(jié)點(A，B)、至少兩條連接該兩個節(jié)點的路徑、以及用于在所述路徑之間進(jìn)行切換的裝置。
背景技術(shù)：
在US 6,674,935中描述了這種方法。
光數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，例如10或40吉比特/秒(Gbit/s)的網(wǎng)絡(luò)，用于在幾百千米量級的長距離上高速地傳送數(shù)據(jù)。這種網(wǎng)絡(luò)包括節(jié)點，即用于接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，以便于從該網(wǎng)絡(luò)讀出數(shù)據(jù)和/或?qū)?shù)據(jù)反饋給該網(wǎng)絡(luò)。這些節(jié)點通過數(shù)據(jù)傳送線彼此鏈接。節(jié)點之間的連接稱作路徑。通常，每一個節(jié)點連接到幾個鄰近的節(jié)點。
然而，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的路徑發(fā)生故障時可能出現(xiàn)問題。這種故障可能由于計劃的路徑去激活(deactivation)而引起，例如，以便于修改網(wǎng)絡(luò)，或者這種故障可以是由于材料缺陷所引起的未預(yù)知的線路斷開所無意產(chǎn)生的。網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信(traffic)不能再使用發(fā)生故障的路徑，這使得整個數(shù)據(jù)通信可能發(fā)生危險。
一種保護(hù)網(wǎng)絡(luò)不受路徑故障影響的方式是1+1保護(hù)方案。在該方案中，兩個節(jié)點之間的鏈路包括兩個(或更多)完整、獨立且平行的路徑，在源節(jié)點處包括兩個轉(zhuǎn)發(fā)器，并且在接收器節(jié)點處包括兩個接收器。對于相同的數(shù)據(jù)，連續(xù)且同時地使用兩條路徑。在路徑之一發(fā)生故障的情況下，通過利用另一條路徑，數(shù)據(jù)連接仍然進(jìn)行而不中斷。該1+1保護(hù)方案的缺點在于它需要兩個設(shè)備，并且引起大量冗余數(shù)據(jù)通信。
保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的另一種方式是保護(hù)切換，如US 6,674,935中所述的那樣。在路徑故障的情況下，通信繞過該故障路徑而路由。例如，如果通信常規(guī)地從節(jié)點A經(jīng)由直接路徑AB發(fā)送到節(jié)點B，并且所述直接路徑AB發(fā)生故障，則該通信被迫經(jīng)由連接到節(jié)點A和節(jié)點B的節(jié)點C。然后該通信選擇一條A至C至B(＝ACB)的替代路徑。
由于常規(guī)路徑和替代路徑之間的色散差異通常足夠小，以低于接收節(jié)點處的接收機(jī)的接受窗(acceptance window)，所以已知的保護(hù)切換對于10吉比特/秒的系統(tǒng)適用。但是，在40吉比特/秒的系統(tǒng)中，殘余色散的容限比用于10吉比特/秒的系統(tǒng)的容限幾乎小16倍。因此對于接收節(jié)點處的接收器而言，常規(guī)路徑和替代路徑之間的色散差異通常過大。
US 6,674,935描述了用于在操作期間便于網(wǎng)絡(luò)修改的光連接布置。光信號輸入連接到光開關(guān)，并且光信號輸出連接到另一個光開關(guān)。在光開關(guān)之間，定位兩個光端口。在第一切換位置中，通過第一光端口和第一光纖建立信號輸入和信號輸出之間的鏈路，并且在第二切換位置中，通過第二光端口和第二光纖建立鏈路?？梢赃x擇性地包括更多光端口。在光端口處，可以安置色散補(bǔ)償模塊。光連接布置使在鏈路之間切換時的通信中斷最小化。
所以在US 6,674,935中，使用用于常規(guī)路徑和替代路徑的分離的色散補(bǔ)償模塊。這又需要更多的昂貴設(shè)備。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于在路徑切換時優(yōu)化40吉比特/秒(或更高)系統(tǒng)中的色散補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ鋬H需要一種簡單設(shè)計的光數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并且同時在路徑切換時允許數(shù)據(jù)傳送的快速重新建立。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，通過開始所提到的方法實現(xiàn)該目的，其特征在于網(wǎng)絡(luò)包括用于所有至少兩條路徑的公共可調(diào)色散補(bǔ)償器(＝TDC)，其特征在于在網(wǎng)絡(luò)使用之前，對于每一條路徑，確定并存儲一組優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)操作參數(shù)，其中網(wǎng)絡(luò)操作參數(shù)包括TDC的操作參數(shù)，以及其特征在于在網(wǎng)絡(luò)使用中，在切換到一條路徑時，基于相應(yīng)路徑的預(yù)定的該組操作參數(shù)，將網(wǎng)絡(luò)自動調(diào)整到一組初始操作參數(shù)。
TDC能夠補(bǔ)償每條路徑的色散，充分允許在40吉比特/秒的系統(tǒng)中接收器節(jié)點處的接收器的操作。因此，所有路徑可以利用一個公共TDC來操作，保持網(wǎng)絡(luò)設(shè)計簡單。
原則上，在切換之后，可以通過標(biāo)準(zhǔn)方法將TDC(以及作為整體的網(wǎng)絡(luò))調(diào)整到所切換到的路徑，所述標(biāo)準(zhǔn)方法例如來自通過前向糾錯(＝FEC)所測量的比特誤碼率(＝BER)的反饋。但是，這種調(diào)整所需要的時間相當(dāng)長，遠(yuǎn)大于10秒。這將構(gòu)成在切換時用于重建數(shù)據(jù)傳送所需要的最少時間(＝恢復(fù)時間)，該時間對于許多用途而言過長。
為了使恢復(fù)時間變短，對于每條路徑，確定并存儲該網(wǎng)絡(luò)的一組優(yōu)化操作參數(shù)。當(dāng)切換到一條新路徑時，從用于該新路徑的該組預(yù)定的操作參數(shù)推導(dǎo)一組初始操作參數(shù)，并且迅速地將網(wǎng)絡(luò)調(diào)整到該組初始操作參數(shù)。如果一組操作參數(shù)允許推導(dǎo)使得該網(wǎng)絡(luò)可立即與所述路徑一起工作的一組初始操作參數(shù)，則認(rèn)為該組操作參數(shù)對于路徑是最優(yōu)的。結(jié)果，對于在該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)重建數(shù)據(jù)傳送而言，不需要對所切換到的該路徑的色散特性的測量，使得恢復(fù)時間非常短。
一組操作參數(shù)包括關(guān)于相應(yīng)路徑的色散特性的信息。根據(jù)本發(fā)明，通過合適的種類劃分，可以將一組操作參數(shù)縮減為單個變量。
通過確定并存儲用于每條路徑的一組操作參數(shù)，可以使大量替代路徑在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)工作。
本發(fā)明方法的一個非常優(yōu)選的變體的特征在于，在一條路徑中的鏈路斷開的情況下，該網(wǎng)絡(luò)自動切換到處于可使用狀態(tài)的另一條路徑。該較短的恢復(fù)時間使得本發(fā)明方法尤其適用于這種通過保護(hù)切換的路徑保護(hù)。
在本發(fā)明方法的另一個變體中，該組初始操作參數(shù)與相應(yīng)路徑的該組預(yù)定操作參數(shù)相同。在這種情況下，不需要推導(dǎo)操作即不需要計算來查找初始操作參數(shù)，從而保持該變體簡單且快速地執(zhí)行。
本發(fā)明方法的一個替代和優(yōu)選變體的特征在于，在從第一路徑切換到第二路徑時，通過比較第一路徑的最后一組操作參數(shù)與第一路徑的該組預(yù)定操作參數(shù)來確定網(wǎng)絡(luò)差異，并且從考慮了所確定的網(wǎng)絡(luò)差異的第二路徑的該組預(yù)定操作參數(shù)中推導(dǎo)第二路徑的該組初始操作參數(shù)。在操作期間，網(wǎng)絡(luò)特性會經(jīng)受顯著變化，例如溫度的季節(jié)性變化。則對于最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)性能而言，網(wǎng)絡(luò)的操作參數(shù)需要適應(yīng)這些變化。該網(wǎng)絡(luò)差異指示了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)特性。在切換路徑的情況下，考慮網(wǎng)絡(luò)差異使得可以推導(dǎo)用于所切換到的路徑的更準(zhǔn)確的初始操作參數(shù)，即，提高了緊在切換之后的網(wǎng)絡(luò)性能。該推導(dǎo)可以包括利用路徑長度對網(wǎng)絡(luò)差異進(jìn)行加權(quán)。
在本發(fā)明方法的優(yōu)選變體中，網(wǎng)絡(luò)的操作參數(shù)包括接收器閾值和/或接收器相位。由此，可以提高緊在切換之后的網(wǎng)絡(luò)性能。
在其中光網(wǎng)絡(luò)具有40吉比特/秒或更高的數(shù)據(jù)傳送速率的變體中，本發(fā)明表現(xiàn)出優(yōu)勢。該變體可以僅利用一個TDC，甚至在這些數(shù)據(jù)傳送速率下，以較短恢復(fù)時間來提供色散補(bǔ)償。
此外的優(yōu)選變體的特征在于，利用軟件信號，使TDC適應(yīng)于該組初始操作參數(shù)。這種適應(yīng)性可尤其迅速且容易地來實現(xiàn)。
在本發(fā)明方法的另一個有利變體中，在路徑切換時將網(wǎng)絡(luò)調(diào)整到該組初始操作參數(shù)之后，開始用于操作參數(shù)的優(yōu)化處理。盡管初始操作條件使得網(wǎng)絡(luò)可立即工作，但這些條件會不同于最可能的操作參數(shù)，例如，由于數(shù)據(jù)傳送線隨時間的不平衡降級(degradation)。通過該變體，可以找到和使用更好的操作條件來提高網(wǎng)絡(luò)性能。所述優(yōu)化處理可以包括BER的FEC測量。
本發(fā)明的范圍還包括一種用于光數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)器，該轉(zhuǎn)發(fā)器包括至少兩個端口，用于向網(wǎng)絡(luò)的至少兩條相應(yīng)路徑提供連接，還包括用于在端口之間進(jìn)行切換的裝置，其特征在于，該轉(zhuǎn)發(fā)器包括一個用于所有至少兩個端口的公共可調(diào)色散補(bǔ)償器(＝TDC)，還包括存儲裝置，為每個端口存儲轉(zhuǎn)發(fā)器的一組預(yù)定的優(yōu)化操作參數(shù)，其中轉(zhuǎn)發(fā)器的操作參數(shù)包括TDC的操作參數(shù)，以及調(diào)整裝置，其用于在切換到一個端口時，基于對相應(yīng)端口所預(yù)定的一組操作參數(shù)，自動將轉(zhuǎn)發(fā)器調(diào)整到該組初始操作參數(shù)。當(dāng)執(zhí)行上述本發(fā)明方法時，可以使用本發(fā)明的這種轉(zhuǎn)發(fā)器。
此外，本發(fā)明的范圍還包括上述本發(fā)明的轉(zhuǎn)發(fā)器在具有路徑保護(hù)的光網(wǎng)絡(luò)中的使用。
從以下描述和附圖，可以得到進(jìn)一步的優(yōu)勢。根據(jù)本發(fā)明可以以任何組合來單獨或共同地使用以上和以下所述的特征。不應(yīng)認(rèn)為所述實施方式是詳盡的列舉，而應(yīng)認(rèn)為所述實施方式是本發(fā)明描述的示例性特征。


本發(fā)明在附圖中示出。
圖1表示在鏈路斷開之前的狀態(tài)中的具有根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)化色散補(bǔ)償?shù)墓鈹?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)；圖2表示在鏈路斷開之后的狀態(tài)中的圖1的光數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。
具體實施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的具有路徑保護(hù)和恢復(fù)的光數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)1。該網(wǎng)絡(luò)1包括三個節(jié)點A、B和C，分別通過路徑AB、AC和CB彼此連接。路徑長度是AB為500km，AC為300km，CB為350km。節(jié)點A、B、C適合于將數(shù)據(jù)插入網(wǎng)絡(luò)1和從網(wǎng)絡(luò)1讀出數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)1可以包括另外的節(jié)點及對應(yīng)的連接(未示出)。
節(jié)點A、B包括光開關(guān)2、3，用于為數(shù)據(jù)選擇一條路徑以從節(jié)點A傳送到節(jié)點B。一般使用直接路徑AB，它是節(jié)點A和節(jié)點B的最短連接。在圖1所示的狀態(tài)中，開關(guān)2、3處于其用于直接路徑AB的較低位置處。數(shù)據(jù)傳送速率是40G比特/秒。
節(jié)點B包括可調(diào)色散補(bǔ)償器(＝TDC)4，其連接到開關(guān)3的右端。因此，TDC 4用于開關(guān)3的任何位置，即其中任何路徑的數(shù)據(jù)通信都可以從此傳送。由于TDC 4，所傳送的通信在接收節(jié)點B的接收器(未示出)的接受窗內(nèi)。按照本發(fā)明，在與作為其端口的開關(guān)3左連接情況下，節(jié)點B基本構(gòu)成本發(fā)明的轉(zhuǎn)發(fā)器。
當(dāng)安裝網(wǎng)絡(luò)1時，確定用于路徑AB和A至C至B(＝ACB)二者的一組優(yōu)化操作參數(shù)。為此，已知路徑AB具有約+100ps/nm的累積色散，并且路徑ACB具有約+50ps/nm的累積色散。此外，當(dāng)安裝時為每條路徑AB和ACB確定并記錄優(yōu)化的接收器閾值和相位。
當(dāng)路徑AB在使用中時，如圖1所示，網(wǎng)絡(luò)1的操作參數(shù)適應(yīng)于該路徑。具體地，選擇TDC 4來補(bǔ)償+100ps/nm。
在網(wǎng)絡(luò)1的使用期限期間，在鏈接節(jié)點A和B的直接路徑AB中可能出現(xiàn)鏈路斷開5。圖2中示出了這種破壞狀態(tài)下的網(wǎng)絡(luò)1。然后使用路徑AC和CB將數(shù)據(jù)經(jīng)由節(jié)點C重新導(dǎo)向。通過將光開關(guān)2、3分別切換到其導(dǎo)向節(jié)點C的較高位置，來完成重新導(dǎo)向。一檢測到鏈路斷開5，就執(zhí)行該切換。同時，將網(wǎng)絡(luò)1的操作參數(shù)調(diào)整到保護(hù)路徑ACB。具體地，將TDC 4的操作參數(shù)改變?yōu)檫m用于補(bǔ)償+50ps/nm的新初始值。在調(diào)整TDC之前不需要再次測量路徑ACB的色散特性。新初始操作參數(shù)使得網(wǎng)絡(luò)1可立即工作。
為了得到更好的網(wǎng)絡(luò)性能，尤其是較低的BER，在網(wǎng)絡(luò)1的使用期間可以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)1的操作參數(shù)。通常優(yōu)化算法例如包括BER的FEC測量。由于溫度變化，最佳操作條件可能發(fā)生變化。則當(dāng)在路徑之間切換時，應(yīng)該考慮當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)變化。
例如，就在檢測到鏈路斷開5之前，TDC 4補(bǔ)償路徑AB中的僅+80ps/nm的累積色散，而不是+100ps/nm。這意味著關(guān)于路徑AB的累積色散，網(wǎng)絡(luò)1的網(wǎng)絡(luò)差異為(80ps/nm-100ps/nm)＝-20ps/nm。因此，用于路徑ACB的TDC 4的初始操作參數(shù)不應(yīng)該是預(yù)定的操作參數(shù)+50ps/nm，而是適應(yīng)于此。假設(shè)網(wǎng)絡(luò)差異僅是一個增加的數(shù)據(jù)，用于路徑ACB的初始操作參數(shù)結(jié)果為(50ps/nm-20ps/nm)＝30ps/nm。作為安裝過程的一部分，可以確定在各種路徑中的網(wǎng)絡(luò)差異之間的相關(guān)函數(shù)。當(dāng)已知從其切換的路徑的網(wǎng)絡(luò)差異時，可以使用相關(guān)函數(shù)，從要切換到的路徑的預(yù)定優(yōu)化操作參數(shù)來計算初始操作參數(shù)。
當(dāng)然，初始操作參數(shù)可以是用于對所切換到的路徑的操作參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化的起始點，例如，使用BER的FEC測量。
權(quán)利要求
1.一種用于優(yōu)化光數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的色散補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ鼍W(wǎng)絡(luò)包括兩個節(jié)點、連接所述兩個節(jié)點的至少兩條路徑以及用于在所述路徑之間進(jìn)行切換的裝置，其中所述網(wǎng)絡(luò)包括一個公共可調(diào)色散補(bǔ)償器，用于所有所述至少兩條路徑，其中在所述網(wǎng)絡(luò)的使用之前，對于每條路徑，確定并存儲所述網(wǎng)絡(luò)的一組優(yōu)化操作參數(shù)，所述網(wǎng)絡(luò)的所述操作參數(shù)包括TDC的操作參數(shù)，并且其中在所述網(wǎng)絡(luò)的使用中，在切換到一條路徑時，基于相應(yīng)路徑的所述一組預(yù)定操作參數(shù)將所述網(wǎng)絡(luò)自動調(diào)整到一組初始操作參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在一條路徑中的鏈路斷開的情況下，將所述網(wǎng)絡(luò)自動切換到處于可使用狀態(tài)的另一條路徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述一組初始操作參數(shù)與所述相應(yīng)路徑的所述一組預(yù)定操作參數(shù)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中當(dāng)從第一路徑切換到第二路徑時，通過將所述第一路徑的最后一組操作參數(shù)與所述第一路徑的所述一組預(yù)定操作參數(shù)進(jìn)行比較來確定網(wǎng)絡(luò)差異，并且從考慮了所述確定的網(wǎng)絡(luò)差異的所述第二路徑的所述一組預(yù)定操作參數(shù)來推導(dǎo)所述第二路徑的所述一組初始操作參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述網(wǎng)絡(luò)的所述操作參數(shù)包括一個接收器閾值和/或一個接收器相位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳送速率為40吉比特/秒或更高。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中利用軟件信號，使所述TDC適應(yīng)于所述一組初始操作參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在切換路徑時將所述網(wǎng)絡(luò)調(diào)整到所述一組初始操作參數(shù)之后，開始用于所述操作參數(shù)的優(yōu)化處理。
9.用于光數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)器，包括至少兩個端口，用于向所述網(wǎng)絡(luò)的至少兩條相應(yīng)路徑提供連接，還包括用于在所述端口之間進(jìn)行切換的裝置，其中所述轉(zhuǎn)發(fā)器包括一個公共可調(diào)色散補(bǔ)償器，用于所有所述至少兩個端口，還包括存儲裝置，為每個端口存儲所述轉(zhuǎn)發(fā)器的一組預(yù)定的優(yōu)化操作參數(shù)，其中所述轉(zhuǎn)發(fā)器的所述操作參數(shù)包括所述TDC的操作參數(shù)，以及調(diào)整裝置，用于在切換到一個端口時，基于對相應(yīng)端口所預(yù)定的所述一組操作參數(shù)，自動將所述轉(zhuǎn)發(fā)器調(diào)整到一組初始操作參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的轉(zhuǎn)發(fā)器在具有路徑保護(hù)的光網(wǎng)絡(luò)中的使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在光數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中優(yōu)化色散補(bǔ)償?shù)姆椒?，該網(wǎng)絡(luò)包括兩個節(jié)點、連接該兩個節(jié)點的至少兩條路徑以及用于在該路徑之間切換的裝置，其特征在于該網(wǎng)絡(luò)包括一個用于所有至少兩條路徑的公共可調(diào)色散補(bǔ)償器(＝TDC)，在該網(wǎng)絡(luò)使用之前，對于每一條路徑，確定并存儲該網(wǎng)絡(luò)的一組優(yōu)化操作參數(shù)，其中該網(wǎng)絡(luò)的操作參數(shù)包括TDC的操作參數(shù)，以及在該網(wǎng)絡(luò)的使用中，在切換到一條路徑時，基于相應(yīng)路徑的該組預(yù)定操作參數(shù)，將該網(wǎng)絡(luò)自動調(diào)整到一組初始操作參數(shù)。該方法僅需要一個簡單設(shè)計的光數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并且同時允許當(dāng)在40吉比特/秒(或更高)的系統(tǒng)中切換路徑時快速重建數(shù)據(jù)傳送。
文檔編號H04B10/2513GK1844965SQ20061007205
公開日2006年10月11日 申請日期2006年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月6日
發(fā)明者加布里埃爾·沙萊, 里夏爾·杜維爾 申請人:阿爾卡特公司