APO(Automatic Power Optimization,自动功率优化)——用于OTN传输系统的功率均衡技术。
APO(Automatic Power Optimization,自动功率优化)是一种用于OTN传输系统的功率均衡技术。
通过智能算法对全网功率进行自动控制和优化,相比人工方式,更接近最优值,从而提升传输性能,减少额外的性能余量要求,降低建网成本。
OTN网络的稳定运行,需要现网主光功率和预设光功率保持一致。但现网情况多变,比如网络开通时发现光纤参数与预设不一致、网络运维过程中光纤衰减变化、各个波长通道的光功率因光纤接头插损等出现偏差,都有可能导致业务通信质量下降,严重时甚至导致业务中断。
APO方案可通过复用段层OMS(Optical Multiplex Section)和通道层OCH(Optical Channel Layer)两种功率调整方式的叠加,实现全网功率均衡。
两者区别如下:
复用段APO:关注复用段层面,即网络中光纤传输路径的光功率优化;
通道层APO:聚焦单个光通道层面,即特定波长通道的光功率优化。
一、OMS复用段APO
在网络开通阶段中实际工程参数(如光纤长度)与功率预算设计不一致时,或在网络维护阶段光纤线路衰减发生变化时,系统可以自动调节光衰减器的衰减或光放大器的增益,从而使系统保持预设的目标功率。
具体工作流程可参考下图:
步骤1:APO链路上的各监测单元(通常为光复用段入纤、出纤位置线路单板的光功率检测单元,如中间网元和末网元OA的接收端口)检测各个参考单元的光功率。
步骤2:首网元的APO控制器扫描APO链路上各监测单元检测到的光功率,并根据该数据计算线路的衰减变化情况。
步骤3:当APO链路中某段线路衰减发生变化并大于预期时,修改可变调节单元(通常为光复用段入纤、出纤位置线路单板的光功率调节单元,如OA)的可调光衰减器,使参考单元的光功率保持与预期一致。
步骤4:当链路中所有线路衰减变化都小于预期时,首网元APO控制器不执行任何动作,等待进入下一次扫描周期。
二、OCH 通道层APO
当个别波长通道因光纤接头插损等原因出现功率变化时,系统自动调节可调谐合波板的对应通道衰减(例如WSU类单板/VMUX等),从而使功率异常的波长通道恢复到最佳光功率工作点。具体工作流程可参考下图:
步骤1:APO控制器通过监测单元(通常为OPM类单板)监测每个参考点(即每个波长通道)的光功率,计算各波长通道与目标功率(即每个波长通道的网管默认值或者手动设置值)的偏差。
步骤2:APO控制器计算路径中每个调节单元(通常为具有通道光功率功率调节作用的单板,如WSU/VMUX等)需要执行的调节量,并下发给调节单元。
步骤3:调节单元通过调节通道衰减等操作,最终实现每个波长通道的光功率都达到或者接近目标功率。
APO自动功率优化:系统基于性能监测和算法自动调整光功率,调节速度快,安全可靠,可应对复杂多变网络环境,运维成本低。
人工光功率管理:依赖于人工操作和经验判断,效率低下,易出错,难以应对复杂多变的网络环境,运维成本高。
APO技术一般可应用于如下三种主流场景:
网络开局:利用APO的全网功率设置和自动调整功能,提升新建网络部署效率。复用段APO完成OA类单板VOA(Variable Optical Attenuator,可调光衰)或增益自动调整,通道层APO完成OCH连接路径功率自动调优,保证业务快速开通。
网络运维:利用APO实时智能监控和全网功率优化功能,降低日常运维人力成本。面对单板器件、光纤老化、环境变化导致的光纤衰减变化,APO可维持网络预设增益水平并实现主光内各通道光功率均衡,保证业务正常工作。
业务保护:利用APO的快速功率调整功能,提升网络可靠性。比如网络故障时,保护、恢复路径预设光功率可能无法满足业务需要,APO可以对业务路径光功率快速调整。尤其是ASON恢复场景时具备真正的全局穷尽路由自动算路功能,大大提升网络稳健性。
目前主流OTN厂家均可提供成熟的自动光功率优化方案并已实现成熟商用,原理一致,名称略有差异,具体如下:
中兴通讯:自动功率优化(APO,Automatic Power Optimization)。
其他厂家:自动功率均衡(APE,Automatic Power Equilibrium)、自动功率调节(APA,Automatic Power Adjustments)。
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