基于平均Q因子的可重構(gòu)光網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)控
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2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
圖2所示是一種取樣方法的系統(tǒng)流程圖，模擬仿真就是建立在這個系統(tǒng)之上的。將輸入的光信號通過分路裝置分成兩個網(wǎng)絡(luò)，一部分通過光纖輸出，另一部分輸出到調(diào)節(jié)器。采樣脈沖和輸入的光信號可進入由低頻脈沖發(fā)生器驅(qū)動的獨立偏振調(diào)制器。由于這種脈沖調(diào)制和數(shù)據(jù)是異步的，故可進行抽樣平均。當信號進人到下一個系統(tǒng)時，系統(tǒng)將由一個光電二極管在一個特定的時間內(nèi)檢測調(diào)制信號的功率。數(shù)字信號處理器可用來收集測量數(shù)據(jù)，并獲得相應(yīng)的概率密度函數(shù)。然后利用這些概率密度函數(shù)來分析監(jiān)測信息。該方法可同時用于估計不同波長信道的Q因子。
3 仿真實現(xiàn)
圖3所示是該光網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)控系統(tǒng)的仿真流程圖。可以用一個余弦信號加隨機正態(tài)噪聲來模擬光纖中傳輸?shù)男盘?包括偽隨機二進制序列的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?shù)妮斎胄盘柍闃狱c，可以周期為單位，兩抽樣點之間間隔為T+n?△t，再將抽樣值放人一個一維數(shù)組中。之后再按照抽樣值電平的范圍，對一維數(shù)組中的抽樣值進行統(tǒng)計，并根據(jù)統(tǒng)計值繪制振幅高斯分布圖。最后根據(jù)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值進行比較，就可以得到兩者之間的關(guān)系圖。
4 仿真結(jié)果
選取不同的抽樣點數(shù)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，在抽樣過程中，當抽樣點數(shù)較少時，兩抽樣點之間的間隔T+n?△t對仿真結(jié)果有較大的影響，測試結(jié)果往往不能反映實際Q值。一般地，當抽樣點大于40000個，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(jié)果與抽樣位置(T+n?△t)基本無關(guān)。由于系統(tǒng)不需要時鐘定時提取，抽樣點位置是隨機的，故可能取到函數(shù)值為0處，從而導(dǎo)致平均Q值比初始Q值小很多。但平均Q值是穩(wěn)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，單波長信道的平均Q值從3.0086降到2.9082，降低了0.1004。而在抽樣點大于20000時，抽樣位置導(dǎo)致的波動小于0.002，此時，Q值的劣化是可以被監(jiān)測到的。
在波分復(fù)用系統(tǒng)中(4個波分)，同樣取20000個點進行仿真。當其中某一波長信道的初始Q值由6降低到5時，其它3個信道的Q值仍然為6，此時，四波長系統(tǒng)的平均Q值從3.0085降到2.9835(降低了0.025)，抽樣位置導(dǎo)致的波動誤差也是小于0.002，此Q值的劣化也可以監(jiān)測。所以，該方法可以用于波分復(fù)用系統(tǒng)中。
進一步的仿真還表明，在n個信道的波分復(fù)用系統(tǒng)中，某一波長信道的Q值下降導(dǎo)致的平均Q值下降為該波長系統(tǒng)的1／n，所以抽樣位置導(dǎo)致的波動誤差必須更小。仿真表明，16個波分復(fù)用系統(tǒng)中的抽樣點數(shù)應(yīng)該大于80000個。
5結(jié)束語
本文主要探討了一種基于平均Q因子的可重構(gòu)光網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)控技術(shù)。此方法利用異步眼圖抽樣。不需要時鐘同步。文中通過大量數(shù)值仿真得出了抽樣點數(shù)對估計Q值的直接影響。結(jié)果表明：抽樣點數(shù)小于5000個時，不能反映實際結(jié)果。當測試點數(shù)大于40000個以上時，可以測試多波長系統(tǒng)的實際Q值。此方法不但可以快速監(jiān)測可重構(gòu)多波長光網(wǎng)絡(luò)的性能，而且比特率透明，結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)。對于實際的可重構(gòu)光網(wǎng)絡(luò)的維護和測試且有重要意義。
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