WDM光網(wǎng)絡(luò)中基于副載波的光性能監(jiān)測技術(shù)研究.pdf

1、過去十年里，光傳輸使得骨干網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量快速增長，而能夠傳輸大量信道的DWDM技術(shù)使數(shù)據(jù)流量進(jìn)一步增加。光性能監(jiān)測(OPM)對(duì)于管理這樣一個(gè)大容量的光傳輸和交換系統(tǒng)是至關(guān)重要的。未來的光傳輸網(wǎng)絡(luò)將是動(dòng)態(tài)可重構(gòu)的，并具備超長距離通信和光交換功能，更增加了管理這樣一個(gè)透明傳輸網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度，由此激發(fā)了人們對(duì)光性能監(jiān)測技術(shù)研究的興趣，并將OPM聚焦為下一代光網(wǎng)絡(luò)的使能技術(shù)之一。 關(guān)于實(shí)現(xiàn)光性能監(jiān)測的技術(shù)有很多種，包括光譜分析法、直方圖法

2、、Q因子法、副載波復(fù)用法等。本文主要研究副載波復(fù)用光性能監(jiān)測技術(shù)。該技術(shù)相對(duì)于其他技術(shù)具有易于實(shí)現(xiàn)、成本效益高、能實(shí)現(xiàn)多種參數(shù)監(jiān)測等優(yōu)點(diǎn)，而且非常適合在光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(OADM、OXC)采用。本文對(duì)該技術(shù)的工作原理、典型應(yīng)用進(jìn)行了綜述，并分析了該技術(shù)的潛在局限性以及可量測性。 以往的研究主要集中于單個(gè)副載波復(fù)用監(jiān)測技術(shù)的研究，如何復(fù)用多個(gè)副載波對(duì)光性能進(jìn)行監(jiān)測，鮮有這方面的文獻(xiàn)報(bào)道。復(fù)用多個(gè)副載波進(jìn)行監(jiān)測可以實(shí)現(xiàn)多種監(jiān)測功能的組合，

3、提高監(jiān)測的靈活性。然而采用多副載波復(fù)用提高監(jiān)測能力的同時(shí)，必然會(huì)給光信號(hào)的傳輸質(zhì)量帶來更多的損傷，同時(shí)光纖的非線性等因素也會(huì)對(duì)多副載波監(jiān)測產(chǎn)生更大的干擾，影響監(jiān)測效果。正確認(rèn)識(shí)這種相互影響的程度將對(duì)研究多副載波復(fù)用監(jiān)測技術(shù)有指導(dǎo)作用，這正是本論文研究的目標(biāo)。 副載波復(fù)用首先會(huì)對(duì)光接收機(jī)的Q因子或誤碼率直接造成影響。本文由傳統(tǒng)的光接收機(jī)模型出發(fā)，提出了一種新的分析方法，將副載波替代成一種正弦分布的隨機(jī)變量進(jìn)行處理，并將其標(biāo)準(zhǔn)方差應(yīng)

4、用到Q因子推導(dǎo)中，最終得到接收機(jī)的最佳判決電流和相應(yīng)Q因子的解析函數(shù)式，進(jìn)而可求出誤碼率。接著又推廣到多個(gè)副載波的情況。然后用該方法分析了接收機(jī)的誤碼率和Q因子與調(diào)制系數(shù)、輸入光信噪比、副載波數(shù)量的關(guān)系，并與已有理論進(jìn)行了對(duì)比分析，驗(yàn)證了本文提出的理論模型的有效性。由于本文提出的方法中Q因子與其他參數(shù)為單值映射關(guān)系，因而在計(jì)算上更加方便、直接。 光網(wǎng)絡(luò)中摻鉺光纖放大器的交叉增益調(diào)制(XGM)效應(yīng)和光纖的受激喇曼散射(SKS)效應(yīng)

5、會(huì)在實(shí)際副載波附近產(chǎn)生虛假副載波，對(duì)監(jiān)測技術(shù)造成干擾，嚴(yán)重時(shí)將造成錯(cuò)誤判斷，擾亂網(wǎng)絡(luò)管理。這種影響在復(fù)用多個(gè)副載波時(shí)將會(huì)更加明顯。XGM效應(yīng)可以通過對(duì)EDFA進(jìn)行自動(dòng)增益控制或提高副載波頻率得到改善，但僅僅提高副載波的頻率并不能減小SRS效應(yīng)的影響。為了分析SRS效應(yīng)對(duì)多副載波監(jiān)測技術(shù)的影響，我們以雙副載波監(jiān)測WDM光通路為例，進(jìn)行了初步探討。我們首先提出雙副載波引起光功率脈動(dòng)的時(shí)域理論模型，然后對(duì)其進(jìn)行FFT變換，從頻域角度研究了在S