相干光通信系統中基於單純形的傳輸性能優化方法及系統的製作方法

2023-09-22 06:50:40

相干光通信系統中基於單純形的傳輸性能優化方法及系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種相干光通信系統中基於單純形的傳輸性能優化方法，該方法包括：獲取光纖的鏈路增益配置，並得到鏈路傳輸性能的公式；根據所述鏈路傳輸性能的公式得到鏈路的最優入纖功率及對應的第一傳輸性能，並根據所述第一傳輸性能設置參考傳輸性能；通過遍歷的最優算法得到鏈路最優配置及對應的第二傳輸性能，判斷所述第二傳輸性能是否大於所述參考傳輸性能，若是則採用單純形方法繼續優化鏈路的傳輸性能，否則將第一跨段的入射功率更改為所述最優入纖功率。本發明能夠解決鏈路配置不規則、無色散補償的相干光傳輸系統的傳輸性能優化問題，且優化中能夠動態調整的參量包括源發射功率和光路中每個跨段中光纖放大器的增益。
【專利說明】相干光通信系統中基於單純形的傳輸性能優化方法及系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及光通信【技術領域】，具體涉及相干光通信系統中基於單純形的傳輸性能 優化方法及系統。

【背景技術】
[0002] 在實際的光纖通信系統中，各光纖跨段傳輸距離、損耗、放大器增益配置、光交換 節點衰減配置可能均不相同，存在差異。在動態光路交換場景下，鏈路衰減和增益配置往往 並非最優，限制傳輸性能。由於光線傳輸中受到色散、自發增益輻射（ASE)噪聲、光纖非線 性效應等複雜因素的影響，系統傳輸性能往往通過仿真的方式得到，其快速優化設計很難 實現。
[0003] 目前已有的光路傳輸質量優化方案主要針對直接檢測系統，主要分為以下幾類：
[0004] (1)源發射功率調節方案
[0005] 在光路連接請求建立之前，首先根據初始設定的發射機功率，計算接收端的光信 號光信噪比（0SNR)。如果光信噪比過小，則提高發射機功率或源節點產生的進入光纖跨段 的信號入射功率，同時保證光路整體的非線性相移低於某一固定值。以此保證該光路在接 收端的光信噪比達到預定義的指標。
[0006] (2)分離指標優化方案
[0007] 在每個R0ADM節點對光路信號的色散補償和衰減量進行調節從而達到動態傳輸 性能優化的目的。優化過程中，假設該光路上通過每個節點的色散補償器都可以動態調諧， 經過該節點的信號衰減也可以動態調節。從源節點開始，依次對每個節點在現有衰減和補 償量配置情況下，計算經過每個節點的0SNR，殘餘色散，進入各節點的光信號功率和該節點 的輸出的光信號功率以及該節點處的累積非線性相移。對該節點的衰減量和色散補償量在 其調節範圍內進行搜尋，選取合適的衰減量和色散補償量以保證0SNR、殘餘色散、輸入/輸 出光信號功率和該節點殘餘色散符合預定義的要求。從源節點遍歷到目的節點，如果在所 有節點處，其輸出信號的0SNR，輸入/輸出光信號功率，累積非線性相移和殘餘色散都滿足 預定義的容限範圍，則認為優化完成。否則，認為優化無法完成。這種優化方法中的傳輸性 能評估依據取決於擬合得到的非線性代價來得到Q因子，因此要求系統收發端必須對光路 色散進行優化補償，並且鏈路上要採用固定色散補償的基於直接檢測的非相干傳輸系統。 此外，該方法還默認傳輸鏈路跨段為規則配置，即傳輸鏈路由相同的傳輸跨段級聯構成，各 傳輸跨段所有參數，包括光纖類型、光纖長度、光纖色散、非線性、衰減係數等全部相同。因 此，其只能適用於鏈路規則、具有色散補償的直接檢測系統。
[0008] 在源發射功率調節方案中，光路中間節點沒有對信號功率進行優化與控制，上述 已有方案均無法適用於以下場景：（1)不採用鏈路色散補償的相干光傳輸系統；（2)各個跨 段傳輸配置並不相同的情況；（3)發射端、接收端沒有進行優化的色散補償的系統。儘管目 前也有了針對相干光傳輸系統的傳輸性能優化方法，但是該方法採用逐段次序優化的方式 來進行，並未主動的選取合適的調節點和最優的調節量。


【發明內容】

[0009] 針對現有技術的缺陷，本發明提供的相干光通信系統中基於單純形的傳輸性能優 化方法及系統，能夠解決鏈路配置不規則、無色散補償的相干光傳輸系統的傳輸性能優化 問題，且優化中能夠動態調整的參量包括源發射功率和光路中每個跨段中光纖放大器的增
[0010] 第一方面，本發明提供了一種相干光通信系統中基於單純形的傳輸性能優化方 法，該方法包括 ：
[0011] 獲取光纖的鏈路增益配置，並得到鏈路傳輸性能的公式；
[0012] 根據所述鏈路傳輸性能的公式得到鏈路的最優入纖功率及對應的第一傳輸性能， 並根據所述第一傳輸性能設置參考傳輸性能；
[0013] 通過遍歷的最優算法得到鏈路最優配置及對應的第二傳輸性能，判斷所述第二傳 輸性能是否大於所述參考傳輸性能，若是則採用單純形方法繼續優化鏈路的傳輸性能，否 則將第一跨段的入射功率更改為所述最優入纖功率。
[0014] 優選地，所述鏈路傳輸性能的公式為：
[0015]

【權利要求】
1. 一種相干光通信系統中基於單純形的傳輸性能優化方法，其特徵在於，該方法包 括： 獲取光纖的鏈路增益配置，並得到鏈路傳輸性能的公式； 根據所述鏈路傳輸性能的公式得到鏈路的最優入纖功率及對應的第一傳輸性能，並根 據所述第一傳輸性能設置參考傳輸性能； 通過遍歷的最優算法得到鏈路最優配置及對應的第二傳輸性能，判斷所述第二傳輸性 能是否大於所述參考傳輸性能，若是則採用單純形方法優化鏈路的傳輸性能，否則將第一 跨段的入射功率更改為所述最優入纖功率。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述鏈路傳輸性能的公式為： 丨 丨 彳 Nspnn 丨 SNR,^(-+-+...+-- SNR, SNIl SNI^pw; SNR 其中，SNRKx表示接收端的信噪比，即鏈路的傳輸性能；SNRn表示第n個跨段的信噪比， 且 P -Qa'h-A SNR,, =-^-n7-- P獅+PSa、A" 其中，Pin，n表示第η個跨段的入射光信號功率，Ln表示第η個跨段的跨段長度，A n表示 第η個跨段的放大器增益，α表示衰減，PASE，n表示第η個跨段放大器的自發輻射噪聲功率，， PNU，n表示第η個跨段放大器的非線性噪聲功率。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述通過遍歷的最優算法得到鏈路最優 配置及對應的第二傳輸性能，包括： 將光纖第一跨段入射功率和每個跨段中光纖放大器的增益設定為變量，遍歷變量的所 有組合情況，根據傳輸性能的公式，計算出接收端傳輸性能最大時的配置組合，將所述配置 組合作為鏈路的最優配置，將最大的接收端傳輸性能作為第二傳輸性能。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述採用單純形方法優化鏈路的傳輸性 能，包括： S41 :將第一跨段的入射功率更改為所述鏈路最優配置中的入射功率; S42:將每個跨段的最優增益和初始增益的差值的絕對值abs(AA) = |Α_,η-Αη|作為 單純形的度量標準； S43:將所有跨段中abs(AA) = |Α_,η-Αη|最大的跨段所對應的初始增益去除，替換為 對應的最優增益，並根據傳輸性能的公式計算出此時的傳輸性能Q ; S44 :判斷Q是否大於或等於參考傳輸性能，若是則設置對應的調節量，並輸出Q，否則 轉至步驟S42。
5. 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，該方法還包括：將所述調節量通過網管平 面和傳輸平面的接口下發到各節點調節器，實時動態調節，並將最新的配置參數保存在網 管或控制平面的資料庫中。
6. -種相干光通信系統中基於單純形的傳輸性能優化系統，其特徵在於，該系統包 括： 獲取單元，用於獲取光纖的鏈路增益配置，並得到鏈路傳輸性能的公式； 設置單元，用於根據所述鏈路傳輸性能的公式得到鏈路的最優入纖功率及對應的第一 傳輸性能，並根據所述第一傳輸性能設置參考傳輸性能； 優化單元，用於通過遍歷的最優算法得到鏈路最優配置及對應的第二傳輸性能，判斷 所述第二傳輸性能是否大於所述參考傳輸性能，若是則採用單純形方法優化鏈路的傳輸性 能，否則將第一跨段的入射功率更改為所述最優入纖功率。
7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，該系統還包括： 調節單元，用於將所述調節量通過網管平面和傳輸平面的接口下發到各節點調節器， 實時動態調節，並將最新的配置參數保存在網管或控制平面的資料庫中。
【文檔編號】H04B10/564GK104243048SQ201410431041
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月28日 優先權日:2014年8月28日
【發明者】高冠軍, 張 傑, 趙永利, 李圓圓, 張楷, 楊輝 申請人:北京郵電大學