蘇志龍 廣西通信規(guī)劃設(shè)計咨詢有限公司 530007

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研究光纖通信系統(tǒng)中光網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測研究與仿真

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【文章摘要】

近年來，隨著因特網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用以及多媒體應(yīng)用的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)承載的數(shù)據(jù)流量日益增長，促使用網(wǎng)絡(luò)向著高速率、大容量的通信網(wǎng)絡(luò)方面發(fā)展，而光纖通信技術(shù)使用快速地將光網(wǎng)絡(luò)滲入到了整個通信網(wǎng)絡(luò)中，讓全光網(wǎng)絡(luò)成為光纖通信網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展的必然趨勢。本文主要就光纖通信系統(tǒng)中光網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測的仿真過程進行研究與分析。

【關(guān)鍵詞】

光纖通信系統(tǒng);光網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測;仿真

0 前言

當(dāng)前，在全光通信網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)化發(fā)展的過程中，主要面臨的一個問題就是監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展。怎樣利用監(jiān)控技術(shù)對光纖通信系統(tǒng)中密集波分復(fù)用系統(tǒng)（DWDM）的性能狀況進行實時獲取，為網(wǎng)絡(luò)控制和管理提供支持和依據(jù)，已成為光纖通信系統(tǒng)設(shè)備與系統(tǒng)設(shè)計過程中，首先要解決的問題。光性能監(jiān)測儀(OPM)是一種精確度高、輕便以及成本較低的監(jiān)測模塊，通常在光纖網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點使用，利其對通道信號的功率、波長以及光信噪比(OSNR)等多個參數(shù)進行監(jiān)測。

1 光網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測意義與研究目標(biāo)

1.1光網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測的意義

在光纖的發(fā)展過程中，遠距離傳輸和超大容量的光交換網(wǎng)絡(luò)，能夠大幅度提高通信網(wǎng)絡(luò)的性能，減少網(wǎng)絡(luò)運營的成本，但同時也增加了網(wǎng)絡(luò)管理的難度。想要對高傳輸速率的系統(tǒng)進行科學(xué)的故障管理，對透明且可重構(gòu)DWDM網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)與光通道的自愈性進行合理的控制，就需要采用監(jiān)測技術(shù)，對能反應(yīng)光纖通信系統(tǒng)不同部位與光纖通信系統(tǒng)的不同光通道性能的參數(shù)進行獲取，以此為依據(jù)對網(wǎng)絡(luò)的運行狀態(tài)進行跟蹤管理。

近年來，隨著光纖、光學(xué)元器件以及光學(xué)設(shè)備等使用壽合的增長，設(shè)備性能逐漸劣化的問題將不可避免，這也在一定程度上增加了光纖通信網(wǎng)絡(luò)中存在的故障隱患。且隨著DWDM 光纖通信網(wǎng)絡(luò)中信道數(shù)量的增加、信道間隔的減少、日益變寬的信號頻譜寬度及傳輸速率上升，光纖通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障的幾率會隨之增加，因此，就需要采取科學(xué)、有效的性能監(jiān)測手段，對通信系統(tǒng)中的光信號波長、噪聲以及功率等變化進行監(jiān)測，以此來達到對通信網(wǎng)絡(luò)中使用的各類設(shè)備進行實時調(diào)控與操作的目的。

1.2光通道性能監(jiān)測模塊的技術(shù)指標(biāo)

光性能監(jiān)測模塊，可依據(jù)光纖通信系統(tǒng)中光信號調(diào)制的方式，對光路上一定范圍之內(nèi)密集波分復(fù)用系統(tǒng)信道的波長、光信噪比以及光功率等參數(shù)進行動態(tài)監(jiān)測。

對OPM模塊的性能進行評估的主要指標(biāo)就是光信噪比測試的范圍與靈敏度。正常情況下，對于信道間隔為100GHz的光纖通信系統(tǒng)，其測量OSNR的值需大于25dB，靈敏度需保持在±1dB之內(nèi)，少數(shù)OPM模塊的測試范圍則需要達到30dB。如果信道間隔是50GHz的系統(tǒng)，由于系統(tǒng)中存在的信道間干擾較為嚴(yán)重，光纖通信系統(tǒng)對OPM模塊中OSNR的要求則更為嚴(yán)格，因此，要求OSNR的測試范圍必須在25dB以上。

2 光性能監(jiān)測技術(shù)中光通信系統(tǒng)設(shè)計軟件的仿真分析

2.1帶外插值法的仿真過程

插值法就是假設(shè)兩個相鄰的波峰之間與下方噪聲的水平接近平坦，使用光譜分析儀(OSA)，并采用光譜分析儀(OSA)對波長分辨率與光抑制比進行合理的設(shè)置，通過光譜數(shù)據(jù)獲取相鄰波峰的噪聲水平值，之后再采用線性插值法，將波峰下方的噪聲功率計算出來，得出的OSNR就是峰值功率與波峰下方噪聲之間存在的差值。

從理論的分析中可以得知，插值法通常適合在信道間隔較大、信號頻譜不會出現(xiàn)重疊的情況下使用，因為只有這樣插值法才能達到光纖通信系統(tǒng)對OSNR的測試要求，如果信道間隔較小，信號頻譜出現(xiàn)重疊，再使用插值法就難以達到系統(tǒng)的要求，因此，在其仿真過程中，仿真的信道間隔需分別設(shè)置為100GHz 和200GHz。

2.2信號關(guān)斷法仿真的過程

2.3偏振解析光譜分析法的仿真過程

偏振解析光譜分析法是通過光信號與噪聲兩者之間偏振特性的差異，來對DWDM通道中的OSNR進行測量，與偏振歸零法很相似。偏振解析光譜分析方法同樣是使用OSA進行測量，但是與偏振歸零法不同的是，偏振解析光譜分析方法不需完全消除噪聲，只要需OSA的光信號順現(xiàn)若干dB的差異時，就可以對大于20 dB的SNR進行測量，且可以使用大于10dB的光信號之間的存在的差異，對更大的OSNR進行測量，與偏振歸零法中完全消除噪聲的方完全不同。因此，對偏振解析光譜分析方法進行使用，不需要對偏振控制器與偏振分束器進行調(diào)整，將噪聲消除，也不需要兩個OSA通道中的噪聲完全消除，就可以準(zhǔn)確的測量出OSNR數(shù)值。

3 結(jié)束語

總之，全光網(wǎng)絡(luò)是光纖通信系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢，但是由于受到ASE噪聲、CD、PMD以及非線性效應(yīng)等各類因素的影響，在光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量得到不提升的同時，也讓光纖通信系統(tǒng)的管理變得更加復(fù)雜，因此，只有對光性能監(jiān)測技術(shù) OPM進行深入的研究，采用科學(xué)的仿真方法，才能進一步推動光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展。

【參考文獻】

[1]陳夢遲,賴貴珍,游善紅.光纖通信系統(tǒng)中光信噪比的監(jiān)測分析[J].通信技術(shù),2015,42(17):1464-1467.

[2]孫哲,王平,施智.基于OptiSystem的海光纜鏈路傳輸性能仿真研究[J].計算機與數(shù)字工程,2014,18(14):2073-2075.

蘇志龍，男，(1984.7-),廣西都安人 ，單位：廣西通信規(guī)劃設(shè)計咨詢有限公司，中級稱職，學(xué)士學(xué)位，研究方向：無線傳輸/有線傳輸

【作者簡介】