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基于平均Q因子的可重構光網(wǎng)絡(luò )性能監控
作者：
時(shí)間：2010-05-08
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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2系統結構
圖2所示是一種取樣方法的系統流程圖，模擬仿真就是建立在這個(gè)系統之上的。將輸入的光信號通過(guò)分路裝置分成兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )，一部分通過(guò)光纖輸出，另一部分輸出到調節器。采樣脈沖和輸入的光信號可進(jìn)入由低頻脈沖發(fā)生器驅動(dòng)的獨立偏振調制器。由于這種脈沖調制和數據是異步的，故可進(jìn)行抽樣平均。當信號進(jìn)人到下一個(gè)系統時(shí)，系統將由一個(gè)光電二極管在一個(gè)特定的時(shí)間內檢測調制信號的功率。數字信號處理器可用來(lái)收集測量數據，并獲得相應的概率密度函數。然后利用這些概率密度函數來(lái)分析監測信息。該方法可同時(shí)用于估計不同波長(cháng)信道的Q因子。
3 仿真實(shí)現
圖3所示是該光網(wǎng)絡(luò )性能監控系統的仿真流程圖?？梢杂靡粋€(gè)余弦信號加隨機正態(tài)噪聲來(lái)模擬光纖中傳輸的信號(包括偽隨機二進(jìn)制序列的NRZ碼信號和自發(fā)輻射噪聲)，以得出初始Q值。然后選擇恰當的輸入信號抽樣點(diǎn)，可以周期為單位，兩抽樣點(diǎn)之間間隔為T(mén)+n?△t，再將抽樣值放人一個(gè)一維數組中。之后再按照抽樣值電平的范圍，對一維數組中的抽樣值進(jìn)行統計，并根據統計值繪制振幅高斯分布圖。最后根據高斯分布圖求得平均估計Q值。這樣，將初始Q值和平均估計Q值進(jìn)行比較，就可以得到兩者之間的關(guān)系圖。
4 仿真結果
選取不同的抽樣點(diǎn)數和抽樣間隔，即可在不同的初始Q值情況下，得出表1和表2所列的平均Q值。
由表1和表2可知，在抽樣過(guò)程中，當抽樣點(diǎn)數較少時(shí)，兩抽樣點(diǎn)之間的間隔T+n?△t對仿真結果有較大的影響，測試結果往往不能反映實(shí)際Q值。一般地，當抽樣點(diǎn)大于40000個(gè)，由抽樣位置不同造成的平均Q值之間的差別小于0.01，而仿真結果與抽樣位置(T+n?△t)基本無(wú)關(guān)。由于系統不需要時(shí)鐘定時(shí)提取，抽樣點(diǎn)位置是隨機的，故可能取到函數值為0處，從而導致平均Q值比初始Q值小很多。但平均Q值是穩定的，仍然可以反映初始Q值的大小。筆者得出的初始Q值和平均Q值之間的關(guān)系如圖4所示。
由表1、表2和圖4可知，當初始Q值由6降低到5時(shí)，單波長(cháng)信道的平均Q值從3.0086降到2.9082，降低了0.1004。而在抽樣點(diǎn)大于20000時(shí)，抽樣位置導致的波動(dòng)小于0.002，此時(shí)，Q值的劣化是可以被監測到的。
在波分復用系統中(4個(gè)波分)，同樣取20000個(gè)點(diǎn)進(jìn)行仿真。當其中某一波長(cháng)信道的初始Q值由6降低到5時(shí)，其它3個(gè)信道的Q值仍然為6，此時(shí)，四波長(cháng)系統的平均Q值從3.0085降到2.9835(降低了0.025)，抽樣位置導致的波動(dòng)誤差也是小于0.002，此Q值的劣化也可以監測。所以，該方法可以用于波分復用系統中。
進(jìn)一步的仿真還表明，在n個(gè)信道的波分復用系統中，某一波長(cháng)信道的Q值下降導致的平均Q值下降為該波長(cháng)系統的1／n，所以抽樣位置導致的波動(dòng)誤差必須更小。仿真表明，16個(gè)波分復用系統中的抽樣點(diǎn)數應該大于80000個(gè)。
5結束語(yǔ)
本文主要探討了一種基于平均Q因子的可重構光網(wǎng)絡(luò )性能監控技術(shù)。此方法利用異步眼圖抽樣。不需要時(shí)鐘同步。文中通過(guò)大量數值仿真得出了抽樣點(diǎn)數對估計Q值的直接影響。結果表明：抽樣點(diǎn)數小于5000個(gè)時(shí)，不能反映實(shí)際結果。當測試點(diǎn)數大于40000個(gè)以上時(shí)，可以測試多波長(cháng)系統的實(shí)際Q值。此方法不但可以快速監測可重構多波長(cháng)光網(wǎng)絡(luò )的性能，而且比特率透明，結構簡(jiǎn)單，容易實(shí)現。對于實(shí)際的可重構光網(wǎng)絡(luò )的維護和測試且有重要意義。
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