相干光通信系统中基于单纯形的传输性能优化方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种相干光通信系统中基于单纯形的传输性能优化方法，该方法包括：获取光纤的链路增益配置，并得到链路传输性能的公式；根据所述链路传输性能的公式得到链路的最优入纤功率及对应的第一传输性能，并根据所述第一传输性能设置参考传输性能；通过遍历的最优算法得到链路最优配置及对应的第二传输性能，判断所述第二传输性能是否大于所述参考传输性能，若是则采用单纯形方法继续优化链路的传输性能，否则将第一跨段的入射功率更改为所述最优入纤功率。本发明能够解决链路配置不规则、无色散补偿的相干光传输系统的传输性能优化问题，且优化中能够动态调整的参量包括源发射功率和光路中每个跨段中光纤放大器的增益。
【专利说明】相干光通信系统中基于单纯形的传输性能优化方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光通信【技术领域】，具体涉及相干光通信系统中基于单纯形的传输性能 优化方法及系统。
【背景技术】
[0002] 在实际的光纤通信系统中，各光纤跨段传输距离、损耗、放大器增益配置、光交换 节点衰减配置可能均不相同，存在差异。在动态光路交换场景下，链路衰减和增益配置往往 并非最优，限制传输性能。由于光线传输中受到色散、自发增益辐射（ASE)噪声、光纤非线 性效应等复杂因素的影响，系统传输性能往往通过仿真的方式得到，其快速优化设计很难 实现。
[0003] 目前已有的光路传输质量优化方案主要针对直接检测系统，主要分为以下几类：
[0004] (1)源发射功率调节方案
[0005] 在光路连接请求建立之前，首先根据初始设定的发射机功率，计算接收端的光信 号光信噪比（0SNR)。如果光信噪比过小，则提高发射机功率或源节点产生的进入光纤跨段 的信号入射功率，同时保证光路整体的非线性相移低于某一固定值。以此保证该光路在接 收端的光信噪比达到预定义的指标。
[0006] (2)分离指标优化方案
[0007] 在每个R0ADM节点对光路信号的色散补偿和衰减量进行调节从而达到动态传输 性能优化的目的。优化过程中，假设该光路上通过每个节点的色散补偿器都可以动态调谐， 经过该节点的信号衰减也可以动态调节。从源节点开始，依次对每个节点在现有衰减和补 偿量配置情况下，计算经过每个节点的0SNR，残余色散，进入各节点的光信号功率和该节点 的输出的光信号功率以及该节点处的累积非线性相移。对该节点的衰减量和色散补偿量在 其调节范围内进行搜寻，选取合适的衰减量和色散补偿量以保证0SNR、残余色散、输入/输 出光信号功率和该节点残余色散符合预定义的要求。从源节点遍历到目的节点，如果在所 有节点处，其输出信号的0SNR，输入/输出光信号功率，累积非线性相移和残余色散都满足 预定义的容限范围，则认为优化完成。否则，认为优化无法完成。这种优化方法中的传输性 能评估依据取决于拟合得到的非线性代价来得到Q因子，因此要求系统收发端必须对光路 色散进行优化补偿，并且链路上要采用固定色散补偿的基于直接检测的非相干传输系统。 此外，该方法还默认传输链路跨段为规则配置，即传输链路由相同的传输跨段级联构成，各 传输跨段所有参数，包括光纤类型、光纤长度、光纤色散、非线性、衰减系数等全部相同。因 此，其只能适用于链路规则、具有色散补偿的直接检测系统。
[0008] 在源发射功率调节方案中，光路中间节点没有对信号功率进行优化与控制，上述 已有方案均无法适用于以下场景：（1)不采用链路色散补偿的相干光传输系统；（2)各个跨 段传输配置并不相同的情况；（3)发射端、接收端没有进行优化的色散补偿的系统。尽管目 前也有了针对相干光传输系统的传输性能优化方法，但是该方法采用逐段次序优化的方式 来进行，并未主动的选取合适的调节点和最优的调节量。
【发明内容】
[0009] 针对现有技术的缺陷，本发明提供的相干光通信系统中基于单纯形的传输性能优 化方法及系统，能够解决链路配置不规则、无色散补偿的相干光传输系统的传输性能优化 问题，且优化中能够动态调整的参量包括源发射功率和光路中每个跨段中光纤放大器的增
[0010] 第一方面，本发明提供了一种相干光通信系统中基于单纯形的传输性能优化方 法，该方法包括 ：
[0011] 获取光纤的链路增益配置，并得到链路传输性能的公式；
[0012] 根据所述链路传输性能的公式得到链路的最优入纤功率及对应的第一传输性能， 并根据所述第一传输性能设置参考传输性能；
[0013] 通过遍历的最优算法得到链路最优配置及对应的第二传输性能，判断所述第二传 输性能是否大于所述参考传输性能，若是则采用单纯形方法继续优化链路的传输性能，否 则将第一跨段的入射功率更改为所述最优入纤功率。
[0014] 优选地，所述链路传输性能的公式为：
[0015]
【权利要求】
1. 一种相干光通信系统中基于单纯形的传输性能优化方法，其特征在于，该方法包 括： 获取光纤的链路增益配置，并得到链路传输性能的公式； 根据所述链路传输性能的公式得到链路的最优入纤功率及对应的第一传输性能，并根 据所述第一传输性能设置参考传输性能； 通过遍历的最优算法得到链路最优配置及对应的第二传输性能，判断所述第二传输性 能是否大于所述参考传输性能，若是则采用单纯形方法优化链路的传输性能，否则将第一 跨段的入射功率更改为所述最优入纤功率。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述链路传输性能的公式为： 丨 丨 彳 Nspnn 丨 SNR,^(-+-+...+-- SNR, SNIl SNI^pw; SNR 其中，SNRKx表示接收端的信噪比，即链路的传输性能；SNRn表示第n个跨段的信噪比， 且 P -Qa'h-A SNR,, =-^-n7-- P獅+PSa、A" 其中，Pin，n表示第η个跨段的入射光信号功率，Ln表示第η个跨段的跨段长度，A n表示 第η个跨段的放大器增益，α表示衰减，PASE，n表示第η个跨段放大器的自发辐射噪声功率，， PNU，n表示第η个跨段放大器的非线性噪声功率。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过遍历的最优算法得到链路最优 配置及对应的第二传输性能，包括： 将光纤第一跨段入射功率和每个跨段中光纤放大器的增益设定为变量，遍历变量的所 有组合情况，根据传输性能的公式，计算出接收端传输性能最大时的配置组合，将所述配置 组合作为链路的最优配置，将最大的接收端传输性能作为第二传输性能。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用单纯形方法优化链路的传输性 能，包括： S41 :将第一跨段的入射功率更改为所述链路最优配置中的入射功率; S42:将每个跨段的最优增益和初始增益的差值的绝对值abs(AA) = |Α_,η-Αη|作为 单纯形的度量标准； S43:将所有跨段中abs(AA) = |Α_,η-Αη|最大的跨段所对应的初始增益去除，替换为 对应的最优增益，并根据传输性能的公式计算出此时的传输性能Q ; S44 :判断Q是否大于或等于参考传输性能，若是则设置对应的调节量，并输出Q，否则 转至步骤S42。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法还包括：将所述调节量通过网管平 面和传输平面的接口下发到各节点调节器，实时动态调节，并将最新的配置参数保存在网 管或控制平面的数据库中。
6. -种相干光通信系统中基于单纯形的传输性能优化系统，其特征在于，该系统包 括： 获取单元，用于获取光纤的链路增益配置，并得到链路传输性能的公式； 设置单元，用于根据所述链路传输性能的公式得到链路的最优入纤功率及对应的第一 传输性能，并根据所述第一传输性能设置参考传输性能； 优化单元，用于通过遍历的最优算法得到链路最优配置及对应的第二传输性能，判断 所述第二传输性能是否大于所述参考传输性能，若是则采用单纯形方法优化链路的传输性 能，否则将第一跨段的入射功率更改为所述最优入纤功率。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，该系统还包括： 调节单元，用于将所述调节量通过网管平面和传输平面的接口下发到各节点调节器， 实时动态调节，并将最新的配置参数保存在网管或控制平面的数据库中。
【文档编号】H04B10/564GK104243048SQ201410431041
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】高冠军, 张 杰, 赵永利, 李圆圆, 张楷, 杨辉 申请人:北京邮电大学