相干光通信系統(tǒng)中基于單純形的傳輸性能優(yōu)化方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種相干光通信系統(tǒng)中基于單純形的傳輸性能優(yōu)化方法，該方法包括：獲取光纖的鏈路增益配置，并得到鏈路傳輸性能的公式；根據(jù)所述鏈路傳輸性能的公式得到鏈路的最優(yōu)入纖功率及對(duì)應(yīng)的第一傳輸性能，并根據(jù)所述第一傳輸性能設(shè)置參考傳輸性能；通過遍歷的最優(yōu)算法得到鏈路最優(yōu)配置及對(duì)應(yīng)的第二傳輸性能，判斷所述第二傳輸性能是否大于所述參考傳輸性能，若是則采用單純形方法繼續(xù)優(yōu)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(yōu)入纖功率。本發(fā)明能夠解決鏈路配置不規(guī)則、無色散補(bǔ)償?shù)南喔晒鈧鬏斚到y(tǒng)的傳輸性能優(yōu)化問題，且優(yōu)化中能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整的參量包括源發(fā)射功率和光路中每個(gè)跨段中光纖放大器的增益。
【專利說明】相干光通信系統(tǒng)中基于單純形的傳輸性能優(yōu)化方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及相干光通信系統(tǒng)中基于單純形的傳輸性能 優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在實(shí)際的光纖通信系統(tǒng)中，各光纖跨段傳輸距離、損耗、放大器增益配置、光交換 節(jié)點(diǎn)衰減配置可能均不相同，存在差異。在動(dòng)態(tài)光路交換場(chǎng)景下，鏈路衰減和增益配置往往 并非最優(yōu)，限制傳輸性能。由于光線傳輸中受到色散、自發(fā)增益輻射（ASE)噪聲、光纖非線 性效應(yīng)等復(fù)雜因素的影響，系統(tǒng)傳輸性能往往通過仿真的方式得到，其快速優(yōu)化設(shè)計(jì)很難 實(shí)現(xiàn)。
[0003] 目前已有的光路傳輸質(zhì)量?jī)?yōu)化方案主要針對(duì)直接檢測(cè)系統(tǒng)，主要分為以下幾類：
[0004] (1)源發(fā)射功率調(diào)節(jié)方案
[0005] 在光路連接請(qǐng)求建立之前，首先根據(jù)初始設(shè)定的發(fā)射機(jī)功率，計(jì)算接收端的光信 號(hào)光信噪比（0SNR)。如果光信噪比過小，則提高發(fā)射機(jī)功率或源節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的進(jìn)入光纖跨段 的信號(hào)入射功率，同時(shí)保證光路整體的非線性相移低于某一固定值。以此保證該光路在接 收端的光信噪比達(dá)到預(yù)定義的指標(biāo)。
[0006] (2)分離指標(biāo)優(yōu)化方案
[0007] 在每個(gè)R0ADM節(jié)點(diǎn)對(duì)光路信號(hào)的色散補(bǔ)償和衰減量進(jìn)行調(diào)節(jié)從而達(dá)到動(dòng)態(tài)傳輸 性能優(yōu)化的目的。優(yōu)化過程中，假設(shè)該光路上通過每個(gè)節(jié)點(diǎn)的色散補(bǔ)償器都可以動(dòng)態(tài)調(diào)諧， 經(jīng)過該節(jié)點(diǎn)的信號(hào)衰減也可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。從源節(jié)點(diǎn)開始，依次對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)在現(xiàn)有衰減和補(bǔ) 償量配置情況下，計(jì)算經(jīng)過每個(gè)節(jié)點(diǎn)的0SNR，殘余色散，進(jìn)入各節(jié)點(diǎn)的光信號(hào)功率和該節(jié)點(diǎn) 的輸出的光信號(hào)功率以及該節(jié)點(diǎn)處的累積非線性相移。對(duì)該節(jié)點(diǎn)的衰減量和色散補(bǔ)償量在 其調(diào)節(jié)范圍內(nèi)進(jìn)行搜尋，選取合適的衰減量和色散補(bǔ)償量以保證0SNR、殘余色散、輸入/輸 出光信號(hào)功率和該節(jié)點(diǎn)殘余色散符合預(yù)定義的要求。從源節(jié)點(diǎn)遍歷到目的節(jié)點(diǎn)，如果在所 有節(jié)點(diǎn)處，其輸出信號(hào)的0SNR，輸入/輸出光信號(hào)功率，累積非線性相移和殘余色散都滿足 預(yù)定義的容限范圍，則認(rèn)為優(yōu)化完成。否則，認(rèn)為優(yōu)化無法完成。這種優(yōu)化方法中的傳輸性 能評(píng)估依據(jù)取決于擬合得到的非線性代價(jià)來得到Q因子，因此要求系統(tǒng)收發(fā)端必須對(duì)光路 色散進(jìn)行優(yōu)化補(bǔ)償，并且鏈路上要采用固定色散補(bǔ)償?shù)幕谥苯訖z測(cè)的非相干傳輸系統(tǒng)。 此外，該方法還默認(rèn)傳輸鏈路跨段為規(guī)則配置，即傳輸鏈路由相同的傳輸跨段級(jí)聯(lián)構(gòu)成，各 傳輸跨段所有參數(shù)，包括光纖類型、光纖長(zhǎng)度、光纖色散、非線性、衰減系數(shù)等全部相同。因 此，其只能適用于鏈路規(guī)則、具有色散補(bǔ)償?shù)闹苯訖z測(cè)系統(tǒng)。
[0008] 在源發(fā)射功率調(diào)節(jié)方案中，光路中間節(jié)點(diǎn)沒有對(duì)信號(hào)功率進(jìn)行優(yōu)化與控制，上述 已有方案均無法適用于以下場(chǎng)景：（1)不采用鏈路色散補(bǔ)償?shù)南喔晒鈧鬏斚到y(tǒng)；（2)各個(gè)跨 段傳輸配置并不相同的情況；（3)發(fā)射端、接收端沒有進(jìn)行優(yōu)化的色散補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)。盡管目 前也有了針對(duì)相干光傳輸系統(tǒng)的傳輸性能優(yōu)化方法，但是該方法采用逐段次序優(yōu)化的方式 來進(jìn)行，并未主動(dòng)的選取合適的調(diào)節(jié)點(diǎn)和最優(yōu)的調(diào)節(jié)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供的相干光通信系統(tǒng)中基于單純形的傳輸性能優(yōu) 化方法及系統(tǒng)，能夠解決鏈路配置不規(guī)則、無色散補(bǔ)償?shù)南喔晒鈧鬏斚到y(tǒng)的傳輸性能優(yōu)化 問題，且優(yōu)化中能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整的參量包括源發(fā)射功率和光路中每個(gè)跨段中光纖放大器的增
[0010] 第一方面，本發(fā)明提供了一種相干光通信系統(tǒng)中基于單純形的傳輸性能優(yōu)化方 法，該方法包括 ：
[0011] 獲取光纖的鏈路增益配置，并得到鏈路傳輸性能的公式；
[0012] 根據(jù)所述鏈路傳輸性能的公式得到鏈路的最優(yōu)入纖功率及對(duì)應(yīng)的第一傳輸性能， 并根據(jù)所述第一傳輸性能設(shè)置參考傳輸性能；
[0013] 通過遍歷的最優(yōu)算法得到鏈路最優(yōu)配置及對(duì)應(yīng)的第二傳輸性能，判斷所述第二傳 輸性能是否大于所述參考傳輸性能，若是則采用單純形方法繼續(xù)優(yōu)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(yōu)入纖功率。
[0014] 優(yōu)選地，所述鏈路傳輸性能的公式為：
[0015]

【權(quán)利要求】
1. 一種相干光通信系統(tǒng)中基于單純形的傳輸性能優(yōu)化方法，其特征在于，該方法包 括： 獲取光纖的鏈路增益配置，并得到鏈路傳輸性能的公式； 根據(jù)所述鏈路傳輸性能的公式得到鏈路的最優(yōu)入纖功率及對(duì)應(yīng)的第一傳輸性能，并根 據(jù)所述第一傳輸性能設(shè)置參考傳輸性能； 通過遍歷的最優(yōu)算法得到鏈路最優(yōu)配置及對(duì)應(yīng)的第二傳輸性能，判斷所述第二傳輸性 能是否大于所述參考傳輸性能，若是則采用單純形方法優(yōu)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(yōu)入纖功率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，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(gè)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(gè)跨段的入射光信號(hào)功率，Ln表示第η個(gè)跨段的跨段長(zhǎng)度，A n表示 第η個(gè)跨段的放大器增益，α表示衰減，PASE，n表示第η個(gè)跨段放大器的自發(fā)輻射噪聲功率，， PNU，n表示第η個(gè)跨段放大器的非線性噪聲功率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過遍歷的最優(yōu)算法得到鏈路最優(yōu) 配置及對(duì)應(yīng)的第二傳輸性能，包括： 將光纖第一跨段入射功率和每個(gè)跨段中光纖放大器的增益設(shè)定為變量，遍歷變量的所 有組合情況，根據(jù)傳輸性能的公式，計(jì)算出接收端傳輸性能最大時(shí)的配置組合，將所述配置 組合作為鏈路的最優(yōu)配置，將最大的接收端傳輸性能作為第二傳輸性能。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用單純形方法優(yōu)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(yōu)配置中的入射功率; S42:將每個(gè)跨段的最優(yōu)增益和初始增益的差值的絕對(duì)值abs(AA) = |Α_,η-Αη|作為 單純形的度量標(biāo)準(zhǔn)； S43:將所有跨段中abs(AA) = |Α_,η-Αη|最大的跨段所對(duì)應(yīng)的初始增益去除，替換為 對(duì)應(yīng)的最優(yōu)增益，并根據(jù)傳輸性能的公式計(jì)算出此時(shí)的傳輸性能Q ; S44 :判斷Q是否大于或等于參考傳輸性能，若是則設(shè)置對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)量，并輸出Q，否則 轉(zhuǎn)至步驟S42。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，該方法還包括：將所述調(diào)節(jié)量通過網(wǎng)管平 面和傳輸平面的接口下發(fā)到各節(jié)點(diǎn)調(diào)節(jié)器，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，并將最新的配置參數(shù)保存在網(wǎng) 管或控制平面的數(shù)據(jù)庫(kù)中。
6. -種相干光通信系統(tǒng)中基于單純形的傳輸性能優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包 括： 獲取單元，用于獲取光纖的鏈路增益配置，并得到鏈路傳輸性能的公式； 設(shè)置單元，用于根據(jù)所述鏈路傳輸性能的公式得到鏈路的最優(yōu)入纖功率及對(duì)應(yīng)的第一 傳輸性能，并根據(jù)所述第一傳輸性能設(shè)置參考傳輸性能； 優(yōu)化單元，用于通過遍歷的最優(yōu)算法得到鏈路最優(yōu)配置及對(duì)應(yīng)的第二傳輸性能，判斷 所述第二傳輸性能是否大于所述參考傳輸性能，若是則采用單純形方法優(yōu)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(yōu)入纖功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括： 調(diào)節(jié)單元，用于將所述調(diào)節(jié)量通過網(wǎng)管平面和傳輸平面的接口下發(fā)到各節(jié)點(diǎn)調(diào)節(jié)器， 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，并將最新的配置參數(shù)保存在網(wǎng)管或控制平面的數(shù)據(jù)庫(kù)中。
【文檔編號(hào)】H04B10/564GK104243048SQ201410431041
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】高冠軍, 張 杰, 趙永利, 李圓圓, 張楷, 楊輝 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)