IPA、ALC、APE基本原理和配置-A(PPTshare)

IPA、ALC、APE原理和配置前言基于1600G產品手冊，開發此課程。本課程旨在介紹波分IPA/ALC/APE原理和配置。學習指南本課程主要針對1600G產品手冊的產品描述和配置指南的IPA/ALC/APE內容，OptiXBWS1600GV100R003DWDM系統IPA專題，OptiXBWS1600Gand320GV300R003andR004ALC專題、DWDM產品APE專題進行組織。學習本課程之前，建議先學習1600G產品手冊產品描述和配置指南的IPA/ALC/APE相關內容參考資料1600G產品手冊的產品描述和配置指南的IPA/ALC/APE內容OptiXBWS1600GV100R003DWDM系統IPA專題，OptiXBWS1600Gand320GV300R003andR004ALC專題、DWDM產品APE專題課程目標學習完此課程，您應能：了解IPA、ALC、APE的基本原理掌握IPA、ALC、APE的配置方法內容介紹IPA原理和配置ALC原理和配置APE原理和配置IPA原理光纜切斷、設備失效或光連接器拔出等因素均會導致光信號丟失。為了防止光纖暴露在外面對人體特別是眼睛造成傷害，

根據ITU-TG.664建議相關規定，波分光傳輸系統需要提供自動光功率減少APR(AutomaticPowerReduction)和重啟動功能

。華為公司把自動光功率減少APR和重啟動功能統一命名為:智能光功率調節---IPA(IntelligentPowerAdjust)OLA1OLA2T=0RLOS確認RLOS告警持續500ms執行IPA功能500msRLOS告警持續700ms完成功率減少R2光信號R2RLOST2光信號T1R2T2R1IPA原理IPA重啟動的方式有3種：自動重啟動、人工重啟、測試啟動。自動重啟動的模式:1、每間隔100～300s，系統自動將T1發送光信號功率恢復到10dBm以下；2、如果此時光纖恢復正常，它將會導致對端設備R2解除RLOS狀態；恢復對應的T2發送光信號功率至10dBm以下，從而解除R1的RLOS狀態，進而整個系統恢復正常傳輸，最后將光發送信號功率恢復到正常功率；3、如果在T1在處于10dBm以下的功率打開的時間內，光纖沒有恢復，則R2處的RLOS狀態不能解除，則T1的光發送信號將再次減少至安全水平之下，并進入下一次自動重啟動過程。

重啟動過程也可以使用手動方式，包括人工重啟和測試啟動，這時T1（或T2）的打開通過手動下發命令控制。只有在T1（或T2）的光發送信號處于減少狀態時，人工重啟和測試啟動才能激活

T1R2T2R1R2光信號R2/R1RLOST2光信號IPA配置IPA的核心處理基于光纖斷纖判斷，通常通過接收端光放單板輸入光功率檢測實現。但是這種基于功率的RLOS檢測有時無法準確的判斷斷纖是否產生。通過三種判斷方式的任意組合選取，可以更為準確的識別光纖斷纖情況：①光放單板LOS檢測；②Raman放大器LOS檢測；③OTU/OSC單板信號檢測。處理邏輯如下：1、當所有已配置的檢測條件同時滿足斷纖條件時，啟動IPA關斷進程；2、只要任一檢測條件恢復正常，啟動IPA恢復進程。

IPA功能主要涉及的單板包括:1、檢測板：光放單板進行LOS檢測2、拉曼檢測板：LOS告警檢測3、輔助檢測板：各類OTU/OSC單板4、關斷板：光放單板起關斷作用5、輔助關斷板：關斷拉曼或遙泵單板的泵浦光輸出。配置限制：1、支持跨子架配置的只有拉曼檢測板單元。跨子架配置拉曼檢測板時，要保證子架間通信正常。（Ethernet2網口）2、每個IPA對最多只能配置4個輔助檢測板

IPA輔助檢測T2000以輔助檢測板對業務信號的檢測結果作為斷纖的判斷依據。配合默認的光放板LOS檢測機制，可以更為準確的識別斷纖。對于配置了拉曼放大板的情況，建議一定要配置輔助檢測板。一個IPA保護組中最多允許配置四個檢測單板，且不能同時使用同一單板的不同光口（如SC2單板）。各個單板的告警不直接上報系統，而是作為IPA功能啟動判斷條件之一。配置多個輔助檢測板可以改善斷纖判斷準確性。所有的輔助檢測板同時檢測到信號異常（出現LOS/LOF等告警），T2000才認為光纖斷纖；任一輔助檢測板恢復正常，T2000就認為光纖恢復。IPA重啟動方式在“自動重啟”方式下，關斷板每隔“激光器關斷持續時間”，將打開激光器測試線路是否恢復正常，如線路正常將取消IPA狀態，如線路仍不正常，在經過“激光器打開持續時間”后，激光器關閉，并重復以上過程直至線路恢復正常為止。單擊“人工重啟”后，關斷板的激光器仍持續關閉“激光器關斷持續時間”后，打開激光器測試線路是否恢復正常，如線路正常將取消IPA狀態，如線路仍不正常，在經過“激光器打開持續時間”后，激光器關閉。單擊“測試啟動”后，關斷板的激光器立即打開，測試線路是否恢復正常，如線路正常將取消IPA狀態，如線路仍不正常，在經過“測試用時間”后，激光器關閉。IPA配置參數說明名稱值域說明保護組ID取值范圍：1～16IPA保護組索引號。同一IPA對使用同一個索引號，同一網元中的索引號不重復。波段C、L

光放大單元波段類型。如果有C、L波段同時存在，C波段和L波段必須分別配置。

檢測板例如：11-OAU-1(IN)檢測板所在的槽位號和光口號。要求檢測板和控制實施板必須配置在同一子架上，且不能為同一個單板。E3OAU的3號光口不能作為檢測板。控制實施板例如：1-OBU-2(OUT)控制實施板所在的槽位號和光口號。要求控制實施板和檢測板必須配置在同一子架上，且不能為同一個單板。Raman放大器如：OptiXBWS1600G-NE184-3-RPC指定接收端Raman放大器所在的網元ID和槽位號。Raman放大器是可選項，只在接收端使用Raman放大器的情況下才使用，當接收端配置有Raman放大器單板時，此處必須配置。要求Raman放大器單板放在與檢測板和控制實施板在同一子架內，否則要保證子架間通信正常。IPA功能啟動后，禁止對Raman放大器的激光器參數做任何操作。IPA配置參數說明名稱值域說明輔助拉曼板當一個網段存在多塊拉曼板或遙泵板，并且這些單板在IPA所保護的線路上時選取。使能標志使能、禁止決定在IPA配置完成后IPA功能是否使能。在進行系統光功率調測時，建議暫時禁止IPA功能，否則不能正常測試出實際的光功率值，且調測時必須注意安全以免因激光泄漏而造成人身傷害。遙泵板當一個網段存在多塊拉曼板或遙泵板，并且這些單板在IPA所保護的線路上時選取。重啟方式人工、自動設置IPA重啟動方式。人工，即人工觸發檢測信號；自動，即系統自動發送檢測信號。兩種方式下，如果系統能夠正常接收檢測信號，系統將自動恢復正常運行狀態。建議設置為人工重啟模式。關斷持續時間(s)取值范圍：100～300缺省值：100自動重啟方式下，激光器嘗試打開的時間間隔。人工重啟方式下，下發命令后需要等待已經設置的時間后才能真正打開激光器。同一IPA保護組中關斷持續時間保持一致。建議使用缺省值。IPA配置參數說明名稱值域說明打開持續時間(0.01s)取值范圍：175～4500缺省值：175自動或者人工重啟方式下，激光器嘗試打開的持續時間。同一IPA保護組打開持續時間保持一致。打開持續時間的設置和中間線路放大站數量有關：中間線路放大站數量

0510152025>25

打開持續時間(0.01s)300150020002500350040004500

測試用時間(s)取值范圍：80～100缺省值：90在測試啟動方式下，激光器嘗試打開的持續時間。同一IPA保護組測試用時間保持一致。建議使用缺省值。(測試重啟是人工重啟的特殊情況，重啟方式還是設置為人工重啟)安全控制開關關閉、打開關閉：IPA重啟動光放大單元光功率為全打開，此時，光放大器輸出功率受上游輸入功率影響，如果配置多級光放大站時，需確保上游鏈路已經恢復正常。打開：IPA重啟動時，光放大器輸出功率限制在10dBm以下，但對于較長跨距的鏈路，需確保當前光放大器輸出功率能夠觸發下游IPA功能恢復。建議設置安全控制開關為“打開”。IPA配置參數說明名稱值域說明檢測板門限值(dbm)–35.0～–14.0在配置了“Raman放大器”時配置此項。指配置有Raman放大器時，需要重新標定檢測板（如OAU單板）的門限值。取值方法為：首先在業務正常的情況下測試拉曼板后面的光放大板的輸入光功率A，再將業務斷開（可以關掉上一級光放的輸出），將拉曼板打開，獲取后面的光放大板的輸入光功率B。配置的檢測門限建議取(A+B)/2。拉曼板門限值(dbm)–60.0～0.0在配置了“Raman放大器”時可配置此項。設置方法如下：1.如果P1–P0>4，則Pr=(P1+P0)/2(dBm)；2.如果3P1–P04，則Pr=P0+2(dBm)；3.如果P1–P0<3，則Raman單板不能作為IPA檢測用途，不標定，同時還需禁用拉曼告警使能。Pr：Raman單板的LOS門限。P1：在網絡調測正常、業務正常的情況下，Raman單板檢測到的輸入光功率。P0：在上一站發往本站的放大器輸出關閉的情況下，Raman單板檢測到的輸入光功率。IPA配置參數說明名稱值域說明拉曼板告警使能使能、不使能設置是否將拉曼放大單板是否作為輔助檢測板。如果將拉曼板告警使能，則表示該拉曼板也作為輔助檢測板，否則表示不作為輔助檢測板。不允許單獨使用拉曼板作為輔助檢測板，如果配置此項，必須另外配置單板也作為輔助檢測板，而且輔助檢測板中必須包含監控信道單元。狀態新一輪IPA開始、告警存在、功率關閉、重新開始、IPA結束、功率打開、安全模式下探測當IPA啟動時，顯示當前IPA狀態。設置啟動延時(ms)10～600缺省值：10啟動延時是指主信道檢測到LOS等告警時，為避免告警抖動，需要經過多長時間啟動IPA。標準中建議的告警確認時間為500ms，但此數值相對較大，在實際應用中可以依據實際情況進行修改。IPA配置問題問題1：IPA的原理和作用是什么？問題2：IPA中的輔助檢測板作用是什么？小結本節我們主要講解了：IPA的基本原理IPA的配置方法內容介紹IPA原理和配置ALC原理和配置APE原理和配置ALC原理在DWDM系統應用中，光纖老化、光連接器老化或人為因素都可能引入線路的異常衰減。對于光放大器僅為增益控制模式的系統，當某一段線路衰減增加時，下游所有光放大器的輸入和輸出功率都將下降，系統的OSNR將變差，同時接收機接收到的光功率也會下降，這將極大影響接收性能。而且發生衰減增大的線路越靠近發送端對OSNR的影響就越大

對于采用ALC模式的系統，當某一段線路衰減增加時，只會引起該段放大器的輸入功率下降，輸出功率和下游其他放大器的輸入、輸出功率都不會改變，因此對OSNR的影響相對小得多，并且接收機接收到的光功率不會發生變化

ALC原理(波數檢測模式)需要在ALC鏈路上配置一塊MCA單板：由MCA單板分析傳輸信道中工作通道的數目并上報系統，光放大器根據輸出光功率大小和通道數決定是否需要調節光衰減量，實現光功率穩定輸出（單通道功率不變）。ALC原理(功率檢測模式)需要將首節點輸出光功率設置為參考基準值：系統定時檢測光放大器的輸出光功率，將檢測結果與參考基準值相比較。如果比較結果異常，放大器則通過調節光衰減量以實現光功率穩定輸出（單通道功率不變）。ALC原理(鏈路衰減調節模式)參考節點（一般為首節點）每10秒鐘向下游傳送其輸出光功率值及放大器增益與衰減的偏差值。各節點將輸出光功率及積累的偏差值向后續節點傳遞，節點每隔3秒鐘查詢一次參數。下游節點未收到上游節點的這些參數值時，將主動向上游節點查詢。采用比較線路衰減與放大器增益之間偏差的方式。根據衰減值調節光放大器單元的標稱增益，使得衰減值與增益值相等，從而保證輸出光功率恒定。ALC協議通道ALC協議通道是ALC信號傳遞的一個物理通道，處于ALC鏈路上的每個節點都要進行配置，且每個節點只需要配置一條協議通道。ALC協議通道配置方向必須正確，且與監控信道板物理連纖方向相一致，否則ALC協議通道無法正常啟動。對于ALC協議通道配置參數而言，“西向監控信道”對應于“上游”，“東向監控信道”對應于“下游”。對于一條ALC協議通道，首節點“西向監控信道”選“無”，末節點“東向監控信道”選“無”。每個設備只能配置一個ALC協議通道。ALC鏈路節點一條ALC鏈路由多個ALC鏈路節點組成，配置ALC鏈路必須創建ALC鏈路節點并配置各個ALC鏈路節點的參數對于OADM站點，應將發送和接收作為兩個ALC鏈路來考慮，接收光放大器作為前一ALC鏈路的末節點，發送光放大器作為后一個ALC鏈路的首節點。“工作模式”：支持三種ALC工作模式：“波數檢測方式”、“功率參考方式”和“鏈路衰減調節模式”。因為不同模式需要配置的參數不同，建議首先設置此參數。同一個ALC鏈路中的節點工作模式應該一致。對于波數檢測方式，同一節點上的MCA單板和光放大單板必須在同一子架。ALC配置參數說明名稱值域說明鏈路號1～255配置ALC節點所在鏈路的鏈路編號，該鏈路編號在網絡內部唯一。系統最多同時支持同一ALC鏈路方向配置4條ALC鏈路。節點號1～255配置ALC節點在ALC鏈路上的節點編號。ALC鏈路上節點的節點號從1開始，依業務流向以升序連續增加。配置的一條ALC鏈路上各節點鏈路號必須相同。網元名稱例如：NE180選擇待創建ALC節點的子架網元。方向正向、反向配置ALC鏈路的業務流向。若鏈路方向與協議通道上下游方向一致為正向，相反則為反向。同一鏈路號的各節點配置方向必須相同。波段類型C、L配置ALC鏈路所在的工作波段。節點個數1～255此ALC鏈路上的所有節點數目。ALC配置參數說明名稱值域說明監控網元例如：NE181選擇有ALC協議幀傳送通道的子架。若光放大器與監控信道不在同一子架，要求放大器所在子架與監控網元之間需要進行子架間通信。工作模式波數檢測方式、功率參考模式、鏈路衰減調節模式波數檢測方式需要使用MCA檢測波數；功率參考方式及鏈路衰減調節方式以參考節點的參考功率作為參考標準決定是否進行ALC調節，無需MCA單板。同一個ALC鏈路中的節點工作模式應該一致。功率檢測單元例如：4-OAU-4(OUT)選擇功率放大單元。功率放大單元可以是OAU或OBU。若本節點為穿通節點，則為“無”。可調衰減單元例如：10-VOA-1(IN/OUT)選擇可調衰減單元。若功率放大單元是OAU，則需選擇OAU單板的5光口作為配置項，且“可調衰減單元”與“功率檢測單元”需為同一單板。若功率放大單元為OBU或OPU＋OBU，則選擇相應的VOA單元作為可調衰減單元。若本節點為穿通節點，則為“無”。ALC配置參數說明名稱值域說明參考節點號1～255選擇提供功率檢測所需參考基準的節點，此參考節點必須配置參考檢測單元（波數檢測方式時選擇有MCA的節點）。對于波數檢測方式，要求一條鏈路上僅有一個參考節點，可以選取任意節點。對于功率參考模式，要求一條鏈路上僅有一個參考節點，并且要求選擇首節點。對于鏈路衰減調節模式，一條鏈路上可以有多個參考節點，但首節點必須設置為參考節點。參考單元例如：12-MCA-1(R1)作為參考檢測單元，提供參考基準供相關節點使用，非參考節點可以配置為“無”。對于波數檢測方式，只在作為參考節點的網元上有效，使用MCA單板的某一光口。同一塊MCA單板的同一光口不允許進行重復配置。對于功率參考模式，只對首節點有效（因為首節點要求作為參考節點），使用放大板的輸出光口。對于鏈路衰減調節模式，只在作為參考節點的節點上配置，使用放大板的輸出光口。該模式下要求首節點必須為參考節點，故首節點也必須配置該參數。ALC配置參數說明名稱值域說明功率參考節點增益檢測輸入單元例如：4-OAU-1(IN)當“工作模式”為“功率參考模式”時可見。用于檢測功率參考節點的實際增益的單元。對于功率參考模式，參考節點無法以自身作為參考，可以通過增益異常檢測代替功率異常檢測，此處是增益計算（功率差）的輸入側檢測配置。該增益檢測輸入單元應設置為OTM端站發送端OBU單板前的VOA單板IN光口或OAU單板的IN光口。功率參考節點的標準增益(dB)0.0～35.0當“工作模式”為“功率參考模式”時可見。對于功率參考模式，參考節點可以通過增益異常檢測代替功率異常檢測，需要定義正常的增益基準（此基準必須依據實際系統功率情況進行配置，且隨系統變化需要及時調整，波數較少時受噪聲影響較大）。功率參考節點標準增益（dB）=功率檢測單元光放大器正常輸出光功率（dBm）－功率參考節點增益檢測輸入單元正常光功率（dBm）。ALC配置參數說明名稱值域說明單波標準輸出功率（dBm）1.0～7.0缺省值：1.0當“工作模式”為“波數檢測方式”或“功率參考模式”時可見。單波標準輸出功率。建議值：使用50G間隔系統時設為1dBm，使用100G間隔系統時設為4dBm。標準功率偏移值(dB)–23.0～8.0缺省值：0.1當“工作模式”為“波數檢測方式”或“功率參考模式”時可見。功率檢測單元實際輸出功率偏移值，補償噪聲造成的有效信號功率降低。波數檢測方式：

設置標準功率偏移值＝調測正常情況下功率檢測輸出單元的光功率－10lgN－單波標準功率

N為ALC鏈路中的通路數功率參考模式：

設置標準功率偏移值（offset）＝檢測單元的單波標準光功率（P）－參考單元單波標準光功率（Pref）OADM的接收光放輸出有電可調衰減器的情況，檢測單元是VOA，設置標準功率偏移值＝檢測單元的單波平均光功率－參考單元單波標準光功率。ALC配置參數說明名稱值域說明單波ASE噪聲補償量(dB)0.0～10.0缺省值：0.0當“工作模式”為“功率參考模式”時可見。當工作模式為功率參考方式時，當合波波數少于8波時，用于計算參考功率。該參數的計算方法參見下一頁膠片的說明。整體光功率偏移補償量(dB)–4.0～4.0缺省值：0.0當“工作模式”為“功率參考模式”時可見。當合波波數為8波以上，用于計算參考功率。該參數的計算方法參見下一頁膠片的說明。功率異常檢測門限(dB)0.5～3.0缺省值：3.0當實際功率和參考功率的差值在這個范圍內，表明功率是正常的。建議設置為2.0dB。自動調節開關禁止、使能缺省：禁止當“工作模式”為“功率參考模式”或“鏈路衰減調節模式”時可見。僅在首節點進行設置，鏈路任一節點出現功率異常，都向首節點通報，如果自動調節開關處于使能狀態，就可以自動觸發首節點啟動ALC調節進程。建議只在全鏈路正常工作之后使用該功能。節點增益補償偏移(dB)–10.0～10.0缺省值：0.0當“工作模式”為“鏈路衰減調節模式”時可見。該參數相當于補償節點放大板的增益門限，不會影響該節點的實際輸出功率，但是可以調節該節點的累積噪聲。單波ASE噪聲補償量和整體光功率偏移補償量計算方法單波ASE噪聲補償量(Pase)與整體光功率偏移補償量(Poffset)可以通過解下面的二元一次方程得到：P1=Pref1＋offset＋Poffset＋(14–Pref1)×Pase/(14-StdPower)Pn=Prefn＋offset＋Poffset＋(14–Prefn)×Pase/(14-StdPower)Pase=[(Prefn-Pref1)-（Pn－P1）]×(14-StdPower)/（Prefn-Pref1）Pref：參考節點參考單元的輸出光功率，即為參考節點的發送放大器的輸出功率。Stdpower：對一個給定的系統也是固定值。offset：對于確定的檢測單元也是固定的。P：標準光功率，是指除參考節點外的其他鏈路節點已經完成工程調測以及業務正常時的發送放大器輸出功率。P1：該節點一波配置時參考基準值。Pn：現有最大N波配置時的參考基準值。ALC配置問題問題1：ALC有哪些檢測模式？各種模式有什么不同之處？小結本節我們主要講解了：ALC的基本原理ALC的配置方法內容介紹IPA原理和配置ALC原理和配置APE原理和配置APE原理DWDM傳輸網絡中，光纖傳輸條件的變化會導致各通道功率的平坦性與開局調測時的配置值有較大差異，從而引起接收端信號的信噪比劣化。OptiXBWS1600G提供的自動功率均衡（APE）功能能自動調節發送端各通道的光功率，以保證接收端光功率的平坦性與開局調測時的配置值相近，從而保證整個傳輸網絡各通道的信噪比。APE原理APE功能根據接收端的MCA光口的各通道光功率均衡情況通過監控信道對發送端的VMUX單板進行相應通道的衰減率調節，以達到自動均衡各通道光信噪比的目的。

將人工調測完畢后的功率曲線保存為標準功率曲線，作為判斷各通道是否失衡的標準。||FBn－IBn||≥X(此數值由用戶設定，缺省為1.5dB),則向用戶上報APE對功率失衡事件。

APE原理OptiXBWS1600G提供的APE功能根據使用單板分為兩類：采用VMUX單元（可選用V40單板或V48單板）的APE功能：該類APE功能一般配置在OTM端站中，接收端MCA單板在每個光譜掃描周期（掃描周期可在MCA單板配置中進行設置）內對掃描到的數據進行分析，如果功率偏移值超過設定的閾值，則系統上報光功率失衡事件，再根據網絡狀況決定是否進行調節并通過ECC通道將調節請求下發至發送端的VMUX單元，由VMUX單元實施傳輸網絡中各通道光功率均