研究光纤通信系统中光网络性能监测研究与仿真

苏志龙 广西通信规划设计咨询有限公司 530007



研究光纤通信系统中光网络性能监测研究与仿真

苏志龙 广西通信规划设计咨询有限公司 530007

【文章摘要】

近年来，随着因特网、网络应用以及多媒体应用的飞速发展，网络承载的数据流量日益增长，促使用网络向着高速率、大容量的通信网络方面发展，而光纤通信技术使用快速地将光网络渗入到了整个通信网络中，让全光网络成为光纤通信网络未来发展的必然趋势。本文主要就光纤通信系统中光网络性能监测的仿真过程进行研究与分析。

【关键词】

光纤通信系统;光网络性能监测;仿真

0 前言

当前，在全光通信网络的商业化发展的过程中，主要面临的一个问题就是监控技术的发展。怎样利用监控技术对光纤通信系统中密集波分复用系统（DWDM）的性能状况进行实时获取，为网络控制和管理提供支持和依据，已成为光纤通信系统设备与系统设计过程中，首先要解决的问题。光性能监测仪(OPM)是一种精确度高、轻便以及成本较低的监测模块，通常在光纤网络的关键节点使用，利其对通道信号的功率、波长以及光信噪比(OSNR)等多个参数进行监测。

1 光网络性能监测意义与研究目标

1.1光网络性能监测的意义

在光纤的发展过程中，远距离传输和超大容量的光交换网络，能够大幅度提高通信网络的性能，减少网络运营的成本，但同时也增加了网络管理的难度。想要对高传输速率的系统进行科学的故障管理，对透明且可重构DWDM网络的动态与光通道的自愈性进行合理的控制，就需要采用监测技术，对能反应光纤通信系统不同部位与光纤通信系统的不同光通道性能的参数进行获取，以此为依据对网络的运行状态进行跟踪管理。

近年来，随着光纤、光学元器件以及光学设备等使用寿合的增长，设备性能逐渐劣化的问题将不可避免，这也在一定程度上增加了光纤通信网络中存在的故障隐患。且随着DWDM 光纤通信网络中信道数量的增加、信道间隔的减少、日益变宽的信号频谱宽度及传输速率上升，光纤通信网络出现故障的几率会随之增加，因此，就需要采取科学、有效的性能监测手段，对通信系统中的光信号波长、噪声以及功率等变化进行监测，以此来达到对通信网络中使用的各类设备进行实时调控与操作的目的。

1.2光通道性能监测模块的技术指标

光性能监测模块，可依据光纤通信系统中光信号调制的方式，对光路上一定范围之内密集波分复用系统信道的波长、光信噪比以及光功率等参数进行动态监测。

对OPM模块的性能进行评估的主要指标就是光信噪比测试的范围与灵敏度。正常情况下，对于信道间隔为100GHz的光纤通信系统，其测量OSNR的值需大于25dB，灵敏度需保持在±1dB之内，少数OPM模块的测试范围则需要达到30dB。如果信道间隔是50GHz的系统，由于系统中存在的信道间干扰较为严重，光纤通信系统对OPM模块中OSNR的要求则更为严格，因此，要求OSNR的测试范围必须在25dB以上。

2 光性能监测技术中光通信系统设计软件的仿真分析

2.1带外插值法的仿真过程

插值法就是假设两个相邻的波峰之间与下方噪声的水平接近平坦，使用光谱分析仪(OSA)，并采用光谱分析仪(OSA)对波长分辨率与光抑制比进行合理的设置，通过光谱数据获取相邻波峰的噪声水平值，之后再采用线性插值法，将波峰下方的噪声功率计算出来，得出的OSNR就是峰值功率与波峰下方噪声之间存在的差值。

从理论的分析中可以得知，插值法通常适合在信道间隔较大、信号频谱不会出现重叠的情况下使用，因为只有这样插值法才能达到光纤通信系统对OSNR的测试要求，如果信道间隔较小，信号频谱出现重叠，再使用插值法就难以达到系统的要求，因此，在其仿真过程中，仿真的信道间隔需分别设置为100GHz 和200GHz。

2.2信号关断法仿真的过程

2.3偏振解析光谱分析法的仿真过程

偏振解析光谱分析法是通过光信号与噪声两者之间偏振特性的差异，来对DWDM通道中的OSNR进行测量，与偏振归零法很相似。偏振解析光谱分析方法同样是使用OSA进行测量，但是与偏振归零法不同的是，偏振解析光谱分析方法不需完全消除噪声，只要需OSA的光信号顺现若干dB的差异时，就可以对大于20 dB的SNR进行测量，且可以使用大于10dB的光信号之间的存在的差异，对更大的OSNR进行测量，与偏振归零法中完全消除噪声的方完全不同。因此，对偏振解析光谱分析方法进行使用，不需要对偏振控制器与偏振分束器进行调整，将噪声消除，也不需要两个OSA通道中的噪声完全消除，就可以准确的测量出OSNR数值。

3 结束语

总之，全光网络是光纤通信系统的未来发展趋势，但是由于受到ASE噪声、CD、PMD以及非线性效应等各类因素的影响，在光纤通信系统的传输容量得到不提升的同时，也让光纤通信系统的管理变得更加复杂，因此，只有对光性能监测技术 OPM进行深入的研究，采用科学的仿真方法，才能进一步推动光纤通信系统的发展。

【参考文献】

[1]陈梦迟,赖贵珍,游善红.光纤通信系统中光信噪比的监测分析[J].通信技术,2015,42(17):1464-1467.

[2]孙哲,王平,施智.基于OptiSystem的海光缆链路传输性能仿真研究[J].计算机与数字工程,2014,18(14):2073-2075.

苏志龙，男，(1984.7-),广西都安人 ，单位：广西通信规划设计咨询有限公司，中级称职，学士学位，研究方向：无线传输/有线传输

【作者简介】