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产品手册，开发此课程。本课程旨在介绍波分IPA/ALC/APE原理和配置。学习指南本课程主要针对1600G产品手册的产品描述和配置指南的IPA/ALC/APE内容，OptiXBWS1600GV100R003DWDM系统IPA专题，OptiXBWS1600Gand320GV300R003andR004ALC专题、DWDM产品APE专题进行组织。学习本课程之前，建议先学习1600G产品手册产品描述和配置指南的IPA/ALC/APE相关内容参考资料1600G产品手册的产品描述和配置指南的IPA/ALC/APE内容OptiXBWS1600GV100R003DWDM系统IPA专题，OptiXBWS1600Gand320GV300R003andR004ALC专题、DWDM产品APE专题课程目标学习完此课程，您应能：了解IPA、ALC、APE的基本原理掌握IPA、ALC、APE的配置方法内容介绍IPA原理和配置ALC原理和配置APE原理和配置IPA原理光缆切断、设备失效或光连接器拔出等因素均会导致光信号丢失。为了防止光纤暴露在外面对人体特别是眼睛造成伤害，

根据ITU-TG.664建议相关规定，波分光传输系统需要提供自动光功率减少APR(AutomaticPowerReduction)和重启动功能

。华为公司把自动光功率减少APR和重启动功能统一命名为:智能光功率调节---IPA(IntelligentPowerAdjust)OLA1OLA2T=0RLOS确认RLOS告警持续500ms执行IPA功能500msRLOS告警持续700ms完成功率减少R2光信号R2RLOST2光信号T1R2T2R1IPA原理IPA重启动的方式有3种：自动重启动、人工重启、测试启动。自动重启动的模式:1、每间隔100～300s，系统自动将T1发送光信号功率恢复到10dBm以下；2、如果此时光纤恢复正常，它将会导致对端设备R2解除RLOS状态；恢复对应的T2发送光信号功率至10dBm以下，从而解除R1的RLOS状态，进而整个系统恢复正常传输，最后将光发送信号功率恢复到正常功率；3、如果在T1在处于10dBm以下的功率打开的时间内，光纤没有恢复，则R2处的RLOS状态不能解除，则T1的光发送信号将再次减少至安全水平之下，并进入下一次自动重启动过程。

重启动过程也可以使用手动方式，包括人工重启和测试启动，这时T1（或T2）的打开通过手动下发命令控制。只有在T1（或T2）的光发送信号处于减少状态时，人工重启和测试启动才能激活

T1R2T2R1R2光信号R2/R1RLOST2光信号IPA配置IPA的核心处理基于光纤断纤判断，通常通过接收端光放单板输入光功率检测实现。但是这种基于功率的RLOS检测有时无法准确的判断断纤是否产生。通过三种判断方式的任意组合选取，可以更为准确的识别光纤断纤情况：①光放单板LOS检测；②Raman放大器LOS检测；③OTU/OSC单板信号检测。处理逻辑如下：1、当所有已配置的检测条件同时满足断纤条件时，启动IPA关断进程；2、只要任一检测条件恢复正常，启动IPA恢复进程。

IPA功能主要涉及的单板包括:1、检测板：光放单板进行LOS检测2、拉曼检测板：LOS告警检测3、辅助检测板：各类OTU/OSC单板4、关断板：光放单板起关断作用5、辅助关断板：关断拉曼或遥泵单板的泵浦光输出。配置限制：1、支持跨子架配置的只有拉曼检测板单元。跨子架配置拉曼检测板时，要保证子架间通信正常。（Ethernet2网口）2、每个IPA对最多只能配置4个辅助检测板

IPA辅助检测T2000以辅助检测板对业务信号的检测结果作为断纤的判断依据。配合默认的光放板LOS检测机制，可以更为准确的识别断纤。对于配置了拉曼放大板的情况，建议一定要配置辅助检测板。一个IPA保护组中最多允许配置四个检测单板，且不能同时使用同一单板的不同光口（如SC2单板）。各个单板的告警不直接上报系统，而是作为IPA功能启动判断条件之一。配置多个辅助检测板可以改善断纤判断准确性。所有的辅助检测板同时检测到信号异常（出现LOS/LOF等告警），T2000才认为光纤断纤；任一辅助检测板恢复正常，T2000就认为光纤恢复。IPA重启动方式在“自动重启”方式下，关断板每隔“激光器关断持续时间”，将打开激光器测试线路是否恢复正常，如线路正常将取消IPA状态，如线路仍不正常，在经过“激光器打开持续时间”后，激光器关闭，并重复以上过程直至线路恢复正常为止。单击“人工重启”后，关断板的激光器仍持续关闭“激光器关断持续时间”后，打开激光器测试线路是否恢复正常，如线路正常将取消IPA状态，如线路仍不正常，在经过“激光器打开持续时间”后，激光器关闭。单击“测试启动”后，关断板的激光器立即打开，测试线路是否恢复正常，如线路正常将取消IPA状态，如线路仍不正常，在经过“测试用时间”后，激光器关闭。IPA配置参数说明名称值域说明保护组ID取值范围：1～16IPA保护组索引号。同一IPA对使用同一个索引号，同一网元中的索引号不重复。波段C、L

光放大单元波段类型。如果有C、L波段同时存在，C波段和L波段必须分别配置。

检测板例如：11-OAU-1(IN)检测板所在的槽位号和光口号。要求检测板和控制实施板必须配置在同一子架上，且不能为同一个单板。E3OAU的3号光口不能作为检测板。控制实施板例如：1-OBU-2(OUT)控制实施板所在的槽位号和光口号。要求控制实施板和检测板必须配置在同一子架上，且不能为同一个单板。Raman放大器如：OptiXBWS1600G-NE184-3-RPC指定接收端Raman放大器所在的网元ID和槽位号。Raman放大器是可选项，只在接收端使用Raman放大器的情况下才使用，当接收端配置有Raman放大器单板时，此处必须配置。要求Raman放大器单板放在与检测板和控制实施板在同一子架内，否则要保证子架间通信正常。IPA功能启动后，禁止对Raman放大器的激光器参数做任何操作。IPA配置参数说明名称值域说明辅助拉曼板当一个网段存在多块拉曼板或遥泵板，并且这些单板在IPA所保护的线路上时选取。使能标志使能、禁止决定在IPA配置完成后IPA功能是否使能。在进行系统光功率调测时，建议暂时禁止IPA功能，否则不能正常测试出实际的光功率值，且调测时必须注意安全以免因激光泄漏而造成人身伤害。遥泵板当一个网段存在多块拉曼板或遥泵板，并且这些单板在IPA所保护的线路上时选取。重启方式人工、自动设置IPA重启动方式。人工，即人工触发检测信号；自动，即系统自动发送检测信号。两种方式下，如果系统能够正常接收检测信号，系统将自动恢复正常运行状态。建议设置为人工重启模式。关断持续时间(s)取值范围：100～300缺省值：100自动重启方式下，激光器尝试打开的时间间隔。人工重启方式下，下发命令后需要等待已经设置的时间后才能真正打开激光器。同一IPA保护组中关断持续时间保持一致。建议使用缺省值。IPA配置参数说明名称值域说明打开持续时间(0.01s)取值范围：175～4500缺省值：175自动或者人工重启方式下，激光器尝试打开的持续时间。同一IPA保护组打开持续时间保持一致。打开持续时间的设置和中间线路放大站数量有关：中间线路放大站数量

0510152025>25

打开持续时间(0.01s)300150020002500350040004500

测试用时间(s)取值范围：80～100缺省值：90在测试启动方式下，激光器尝试打开的持续时间。同一IPA保护组测试用时间保持一致。建议使用缺省值。(测试重启是人工重启的特殊情况，重启方式还是设置为人工重启)安全控制开关关闭、打开关闭：IPA重启动光放大单元光功率为全打开，此时，光放大器输出功率受上游输入功率影响，如果配置多级光放大站时，需确保上游链路已经恢复正常。打开：IPA重启动时，光放大器输出功率限制在10dBm以下，但对于较长跨距的链路，需确保当前光放大器输出功率能够触发下游IPA功能恢复。建议设置安全控制开关为“打开”。IPA配置参数说明名称值域说明检测板门限值(dbm)–35.0～–14.0在配置了“Raman放大器”时配置此项。指配置有Raman放大器时，需要重新标定检测板（如OAU单板）的门限值。取值方法为：首先在业务正常的情况下测试拉曼板后面的光放大板的输入光功率A，再将业务断开（可以关掉上一级光放的输出），将拉曼板打开，获取后面的光放大板的输入光功率B。配置的检测门限建议取(A+B)/2。拉曼板门限值(dbm)–60.0～0.0在配置了“Raman放大器”时可配置此项。设置方法如下：1.如果P1–P0>4，则Pr=(P1+P0)/2(dBm)；2.如果3P1–P04，则Pr=P0+2(dBm)；3.如果P1–P0<3，则Raman单板不能作为IPA检测用途，不标定，同时还需禁用拉曼告警使能。Pr：Raman单板的LOS门限。P1：在网络调测正常、业务正常的情况下，Raman单板检测到的输入光功率。P0：在上一站发往本站的放大器输出关闭的情况下，Raman单板检测到的输入光功率。IPA配置参数说明名称值域说明拉曼板告警使能使能、不使能设置是否将拉曼放大单板是否作为辅助检测板。如果将拉曼板告警使能，则表示该拉曼板也作为辅助检测板，否则表示不作为辅助检测板。不允许单独使用拉曼板作为辅助检测板，如果配置此项，必须另外配置单板也作为辅助检测板，而且辅助检测板中必须包含监控信道单元。状态新一轮IPA开始、告警存在、功率关闭、重新开始、IPA结束、功率打开、安全模式下探测当IPA启动时，显示当前IPA状态。设置启动延时(ms)10～600缺省值：10启动延时是指主信道检测到LOS等告警时，为避免告警抖动，需要经过多长时间启动IPA。标准中建议的告警确认时间为500ms，但此数值相对较大，在实际应用中可以依据实际情况进行修改。IPA配置问题问题1：IPA的原理和作用是什么？问题2：IPA中的辅助检测板作用是什么？小结本节我们主要讲解了：IPA的基本原理IPA的配置方法内容介绍IPA原理和配置ALC原理和配置APE原理和配置ALC原理在DWDM系统应用中，光纤老化、光连接器老化或人为因素都可能引入线路的异常衰减。对于光放大器仅为增益控制模式的系统，当某一段线路衰减增加时，下游所有光放大器的输入和输出功率都将下降，系统的OSNR将变差，同时接收机接收到的光功率也会下降，这将极大影响接收性能。而且发生衰减增大的线路越靠近发送端对OSNR的影响就越大

对于采用ALC模式的系统，当某一段线路衰减增加时，只会引起该段放大器的输入功率下降，输出功率和下游其他放大器的输入、输出功率都不会改变，因此对OSNR的影响相对小得多，并且接收机接收到的光功率不会发生变化

ALC原理(波数检测模式)需要在ALC链路上配置一块MCA单板：由MCA单板分析传输信道中工作通道的数目并上报系统，光放大器根据输出光功率大小和通道数决定是否需要调节光衰减量，实现光功率稳定输出（单通道功率不变）。ALC原理(功率检测模式)需要将首节点输出光功率设置为参考基准值：系统定时检测光放大器的输出光功率，将检测结果与参考基准值相比较。如果比较结果异常，放大器则通过调节光衰减量以实现光功率稳定输出（单通道功率不变）。ALC原理(链路衰减调节模式)参考节点（一般为首节点）每10秒钟向下游传送其输出光功率值及放大器增益与衰减的偏差值。各节点将输出光功率及积累的偏差值向后续节点传递，节点每隔3秒钟查询一次参数。下游节点未收到上游节点的这些参数值时，将主动向上游节点查询。采用比较线路衰减与放大器增益之间偏差的方式。根据衰减值调节光放大器单元的标称增益，使得衰减值与增益值相等，从而保证输出光功率恒定。ALC协议通道ALC协议通道是ALC信号传递的一个物理通道，处于ALC链路上的每个节点都要进行配置，且每个节点只需要配置一条协议通道。ALC协议通道配置方向必须正确，且与监控信道板物理连纤方向相一致，否则ALC协议通道无法正常启动。对于ALC协议通道配置参数而言，“西向监控信道”对应于“上游”，“东向监控信道”对应于“下游”。对于一条ALC协议通道，首节点“西向监控信道”选“无”，末节点“东向监控信道”选“无”。每个设备只能配置一个ALC协议通道。ALC链路节点一条ALC链路由多个ALC链路节点组成，配置ALC链路必须创建ALC链路节点并配置各个ALC链路节点的参数对于OADM站点，应将发送和接收作为两个ALC链路来考虑，接收光放大器作为前一ALC链路的末节点，发送光放大器作为后一个ALC链路的首节点。“工作模式”：支持三种ALC工作模式：“波数检测方式”、“功率参考方式”和“链路衰减调节模式”。因为不同模式需要配置的参数不同，建议首先设置此参数。同一个ALC链路中的节点工作模式应该一致。对于波数检测方式，同一节点上的MCA单板和光放大单板必须在同一子架。ALC配置参数说明名称值域说明链路号1～255配置ALC节点所在链路的链路编号，该链路编号在网络内部唯一。系统最多同时支持同一ALC链路方向配置4条ALC链路。节点号1～255配置ALC节点在ALC链路上的节点编号。ALC链路上节点的节点号从1开始，依业务流向以升序连续增加。配置的一条ALC链路上各节点链路号必须相同。网元名称例如：NE180选择待创建ALC节点的子架网元。方向正向、反向配置ALC链路的业务流向。若链路方向与协议通道上下游方向一致为正向，相反则为反向。同一链路号的各节点配置方向必须相同。波段类型C、L配置ALC链路所在的工作波段。节点个数1～255此ALC链路上的所有节点数目。ALC配置参数说明名称值域说明监控网元例如：NE181选择有ALC协议帧传送通道的子架。若光放大器与监控信道不在同一子架，要求放大器所在子架与监控网元之间需要进行子架间通信。工作模式波数检测方式、功率参考模式、链路衰减调节模式波数检测方式需要使用MCA检测波数；功率参考方式及链路衰减调节方式以参考节点的参考功率作为参考标准决定是否进行ALC调节，无需MCA单板。同一个ALC链路中的节点工作模式应该一致。功率检测单元例如：4-OAU-4(OUT)选择功率放大单元。功率放大单元可以是OAU或OBU。若本节点为穿通节点，则为“无”。可调衰减单元例如：10-VOA-1(IN/OUT)选择可调衰减单元。若功率放大单元是OAU，则需选择OAU单板的5光口作为配置项，且“可调衰减单元”与“功率检测单元”需为同一单板。若功率放大单元为OBU或OPU＋OBU，则选择相应的VOA单元作为可调衰减单元。若本节点为穿通节点，则为“无”。ALC配置参数说明名称值域说明参考节点号1～255选择提供功率检测所需参考基准的节点，此参考节点必须配置参考检测单元（波数检测方式时选择有MCA的节点）。对于波数检测方式，要求一条链路上仅有一个参考节点，可以选取任意节点。对于功率参考模式，要求一条链路上仅有一个参考节点，并且要求选择首节点。对于链路衰减调节模式，一条链路上可以有多个参考节点，但首节点必须设置为参考节点。参考单元例如：12-MCA-1(R1)作为参考检测单元，提供参考基准供相关节点使用，非参考节点可以配置为“无”。对于波数检测方式，只在作为参考节点的网元上有效，使用MCA单板的某一光口。同一块MCA单板的同一光口不允许进行重复配置。对于功率参考模式，只对首节点有效（因为首节点要求作为参考节点），使用放大板的输出光口。对于链路衰减调节模式，只在作为参考节点的节点上配置，使用放大板的输出光口。该模式下要求首节点必须为参考节点，故首节点也必须配置该参数。ALC配置参数说明名称值域说明功率参考节点增益检测输入单元例如：4-OAU-1(IN)当“工作模式”为“功率参考模式”时可见。用于检测功率参考节点的实际增益的单元。对于功率参考模式，参考节点无法以自身作为参考，可以通过增益异常检测代替功率异常检测，此处是增益计算（功率差）的输入侧检测配置。该增益检测输入单元应设置为OTM端站发送端OBU单板前的VOA单板IN光口或OAU单板的IN光口。功率参考节点的标准增益(dB)0.0～35.0当“工作模式”为“功率参考模式”时可见。对于功率参考模式，参考节点可以通过增益异常检测代替功率异常检测，需要定义正常的增益基准（此基准必须依据实际系统功率情况进行配置，且随系统变化需要及时调整，波数较少时受噪声影响较大）。功率参考节点标准增益（dB）=功率检测单元光放大器正常输出光功率（dBm）－功率参考节点增益检测输入单元正常光功率（dBm）。ALC配置参数说明名称值域说明单波标准输出功率（dBm）1.0～7.0缺省值：1.0当“工作模式”为“波数检测方式”或“功率参考模式”时可见。单波标准输出功率。建议值：使用50G间隔系统时设为1dBm，使用100G间隔系统时设为4dBm。标准功率偏移值(dB)–23.0～8.0缺省值：0.1当“工作模式”为“波数检测方式”或“功率参考模式”时可见。功率检测单元实际输出功率偏移值，补偿噪声造成的有效信号功率降低。波数检测方式：

设置标准功率偏移值＝调测正常情况下功率检测输出单元的光功率－10lgN－单波标准功率

N为ALC链路中的通路数功率参考模式：

设置标准功率偏移值（offset）＝检测单元的单波标准光功率（P）－参考单元单波标准光功率（Pref）OADM的接收光放输出有电可调衰减器的情况，检测单元是VOA，设置标准功率偏移值＝检测单元的单波平均光功率－参考单元单波标准光功率。ALC配置参数说明名称值域说明单波ASE噪声补偿量(dB)0.0～10.0缺省值：0.0当“工作模式”为“功率参考模式”时可见。当工作模式为功率参考方式时，当合波波数少于8波时，用于计算参考功率。该参数的计算方法参见下一页胶片的说明。整体光功率偏移补偿量(dB)–4.0～4.0缺省值：0.0当“工作模式”为“功率参考模式”时可见。当合波波数为8波以上，用于计算参考功率。该参数的计算方法参见下一页胶片的说明。功率异常检测门限(dB)0.5～3.0缺省值：3.0当实际功率和参考功率的差值在这个范围内，表明功率是正常的。建议设置为2.0dB。自动调节开关禁止、使能缺省：禁止当“工作模式”为“功率参考模式”或“链路衰减调节模式”时可见。仅在首节点进行设置，链路任一节点出现功率异常，都向首节点通报，如果自动调节开关处于使能状态，就可以自动触发首节点启动ALC调节进程。建议只在全链路正常工作之后使用该功能。节点增益补偿偏移(dB)–10.0～10.0缺省值：0.0当“工作模式”为“链路衰减调节模式”时可见。该参数相当于补偿节点放大板的增益门限，不会影响该节点的实际输出功率，但是可以调节该节点的累积噪声。单波ASE噪声补偿量和整体光功率偏移补偿量计算方法单波ASE噪声补偿量(Pase)与整体光功率偏移补偿量(Poffset)可以通过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：参考节点参考单元的输出光功率，即为参考节点的发送放大器的输出功率。Stdpower：对一个给定的系统也是固定值。offset：对于确定的检测单元也是固定的。P：标准光功率，是指除参考节点外的其他链路节点已经完成工程调测以及业务正常时的发送放大器输出功率。P1：该节点一波配置时参考基准值。Pn：现有最大N波配置时的参考基准值。ALC配置问题问题1：ALC有哪些检测模式？各种模式有什么不同之处？小结本节我们主要讲解了：ALC的基本原理ALC的配置方法内容介绍IPA原理和配置ALC原理和配置APE原理和配置APE原理DWDM传输网络中，光纤传输条件的变化会导致各通道功率的平坦性与开局调测时的配置值有较大差异，从而引起接收端信号的信噪比劣化。OptiXBWS1600G提供的自动功率均衡（APE）功能能自动调节发送端各通道的光功率，以保证接收端光功率的平坦性与开局调测时的配置值相近，从而保证整个传输网络各通道的信噪比。APE原理APE功能根据接收端的MCA光口的各通道光功率均衡情况通过监控信道对发送端的VMUX单板进行相应通道的衰减率调节，以达到自动均衡各通道光信噪比的目的。

将人工调测完毕后的功率曲线保存为标准功率曲线，作为判断各通道是否失衡的标准。||FBn－IBn||≥X(此数值由用户设定，缺省为1.5dB),则向用户上报APE对功率失衡事件。

APE原理OptiXBWS1600G提供的APE功能根据使用单板分为两类：采用VMUX单元（可选用V40单板或V48单板）的APE功能：该类APE功能一般配置在OTM端站中，接收端MCA单板在每个光谱扫描周期（扫描周期可在MCA单板配置中进行设置）内对扫描到的数据进行分析，如果功率偏移值超过设定的阈值，则系统上报光功率失衡事件，再根据网络状况决定是否进行调节并通过ECC通道将调节请求下发至发送端的VMUX单元，由VMUX单元实施传输网络中各通道光功率均