研究光纖通信系統中光網絡性能監測研究與仿真

蘇志龍 廣西通信規劃設計咨詢有限公司 530007

?

研究光纖通信系統中光網絡性能監測研究與仿真

蘇志龍 廣西通信規劃設計咨詢有限公司 530007

【文章摘要】

近年來，隨著因特網、網絡應用以及多媒體應用的飛速發展，網絡承載的數據流量日益增長，促使用網絡向著高速率、大容量的通信網絡方面發展，而光纖通信技術使用快速地將光網絡滲入到了整個通信網絡中，讓全光網絡成為光纖通信網絡未來發展的必然趨勢。本文主要就光纖通信系統中光網絡性能監測的仿真過程進行研究與分析。

【關鍵詞】

光纖通信系統;光網絡性能監測;仿真

0 前言

當前，在全光通信網絡的商業化發展的過程中，主要面臨的一個問題就是監控技術的發展。怎樣利用監控技術對光纖通信系統中密集波分復用系統（DWDM）的性能狀況進行實時獲取，為網絡控制和管理提供支持和依據，已成為光纖通信系統設備與系統設計過程中，首先要解決的問題。光性能監測儀(OPM)是一種精確度高、輕便以及成本較低的監測模塊，通常在光纖網絡的關鍵節點使用，利其對通道信號的功率、波長以及光信噪比(OSNR)等多個參數進行監測。

1 光網絡性能監測意義與研究目標

1.1光網絡性能監測的意義

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

近年來，隨著光纖、光學元器件以及光學設備等使用壽合的增長，設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絡中存在的故障隱患。且隨著DWDM 光纖通信網絡中信道數量的增加、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，光纖通信網絡出現故障的幾率會隨之增加，因此，就需要采取科學、有效的性能監測手段，對通信系統中的光信號波長、噪聲以及功率等變化進行監測，以此來達到對通信網絡中使用的各類設備進行實時調控與操作的目的。

1.2光通道性能監測模塊的技術指標

光性能監測模塊，可依據光纖通信系統中光信號調制的方式，對光路上一定范圍之內密集波分復用系統信道的波長、光信噪比以及光功率等參數進行動態監測。

對OPM模塊的性能進行評估的主要指標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，其測量OSNR的值需大于25dB，靈敏度需保持在±1dB之內，少數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，由于系統中存在的信道間干擾較為嚴重，光纖通信系統對OPM模塊中OSNR的要求則更為嚴格，因此，要求OSNR的測試范圍必須在25dB以上。

2 光性能監測技術中光通信系統設計軟件的仿真分析

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置，通過光譜數據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對OSNR的測試要求，如果信道間隔較小，信號頻譜出現重疊，再使用插值法就難以達到系統的要求，因此，在其仿真過程中，仿真的信道間隔需分別設置為100GHz 和200GHz。

2.2信號關斷法仿真的過程

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，就可以準確的測量出OSNR數值。

3 結束語

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

【參考文獻】

[1]陳夢遲,賴貴珍,游善紅.光纖通信系統中光信噪比的監測分析[J].通信技術,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：廣西通信規劃設計咨詢有限公司，中級稱職，學士學位，研究方向：無線傳輸/有線傳輸

【作者簡介】