一种光通信系统最大传输距离的预判方法技术方案

本发明专利技术涉及光通信技术领域，具体公开了一种光通信系统最大传输距离的预判方法，包括：构建光通信系统中的测试系统和仿真系统；向仿真系统通入输入信号；通过仿真系统对输入信号在光信号路径中的增益分布进行数值仿真，获得分布式信号增益、对应的仿真输出结果；将分布式信号增益等效为集总式信号增益；将输入信号输入到测试系统中，获取对应的实际输出结果；判断仿真输出结果与实际输出结果之间的误差超过阈值，回调仿真系统的仿真参数；在误差不超过阈值时，根据仿真输出结果预判光通信系统的通断，并根据测试系统的相关参数，在仿真系统中改变光通信系统的增益和传输距离，并根据集总式信号增益判断光通信系统可导通状态下的最大传输距离。

【技术实现步骤摘要】
一种光通信系统最大传输距离的预判方法
本专利技术涉及光通信
，更具体地，涉及一种光通信系统最大传输距离的预判方法。
技术介绍
长距光通信传输系统在世界范围内应用广泛且需求量较大。尤其在我国，由于国土幅员辽阔，在许多偏远地区人烟稀少，地形复杂，许多跨距超过300公里，因此对大容量超长距的传输系统需求日益增高。在超长距传输系统中，由于传输线路总损耗大，为保证接收端（RX）信号有足够的灵敏度，通常需要尽可能提高输入端（TX）的信号功率，通常是利用光放大器如光功率放大器（OBA）、拉曼光纤放大器（RFA）等对输入信号光进行放大。但输入信号功率由于受激布里渊散射（SBS）阈值的限制不能无限增大，因此对系统的传输距离具有一定的制约。
技术实现思路
本专利技术提供了一种光通信系统最大传输距离的预判方法，以解决现有技术中存在的输入信号功率由于SBS阈值的限制不能无限增大，因此对光通信系统的传输距离具有一定的制约的问题。作为本专利技术的第一个方面，提供一种光通信系统最大传输距离的预判方法，包括以下步骤：构建所述光通信系统中的测试系统，并基于测试系统的系统相关参数构建所述光通信系统中的仿真系统；向所述仿真系统的光信号路径输入端通入输入信号；通过所述仿真系统对所述输入信号在所述光信号路径中的增益分布进行数值仿真，获得分布式信号增益、对应的仿真输出结果；将所述光信号路径中的分布式信号增益等效为所述光信号路径的输入端的等效集总式信号增益；将所述输入信号输入到所述测试系统中，获取对应的实际输出结果；将所述仿真输出结果与所述实际输出结果进行比较，判断所述仿真输出结果与所述实际输出结果之间的误差是否超过可靠阈值；若误差超过所述可靠阈值，回调所述光通信系统中的仿真系统的仿真参数，直至所述仿真输出结果与所述实际输出结果之间的误差不超过所述可靠阈值；在所述误差不超过所述可靠阈值时，根据所述仿真系统的仿真输出结果预判所述光通信系统的通断，并根据给定的所述测试系统的系统相关参数，在所述仿真系统中改变所述光通信系统的增益和传输距离，并根据所述集总式信号增益判断所述光通信系统可导通状态下的最大传输距离。进一步地，所述测试系统的系统相关参数包括：输入信号光谱、输入信号光功率、输入信号光噪声功率、光功率放大器增益、光功率放大器噪声系数、前向拉曼放大器放大功率、光纤插损、光前置放大器增益、光前置放大器噪声系数、接收端信号光谱、接收端光探测器灵敏度和接收端光信噪比阈值。进一步地，所述光通信系统中的仿真系统包括：光功率放大模块，设于所述光信号路径的输入端，用于在所述光信号路径的输入端处，对所述输入信号的光功率和产生噪声的光功率进行放大；前向拉曼放大模块，用于在所述输入信号在所述光信号路径中传输的整个过程中，对所述输入信号的光功率和产生噪声的光功率进行放大；SBS阈值模块，用于根据所述输入信号的光谱信息，计算所述光通信系统的SBS阈值；自相位调制效应仿真模块，用于确定所述输入信号在所述光信号路径中传输的整个过程中，因自相位调制效应，使得所述输入信号发生光谱相移变化的自相位调制相移变化信息；交叉相位调制效应仿真模块，用于确定所述输入信号在所述光信号路径中传输的整个过程中，因交叉相位调制效应，使得所述输入信号发生光谱相移变化的自相位调制相移变化信息；群速度色散效应仿真模块，用于确定所述输入信号在所述光信号路径中传输的整个过程中，因群速度色散效应使得所述输入信号发生光谱色散变化信息；噪声计算模块，用于确定所述输入信号在所述光信号路径中传输的整个过程中，噪声的产生、放大和衰减信息。进一步地，还包括以下步骤：调用所述SBS阈值模块计算所述光通信系统的SBS阈值；调节所述拉曼放大器增益使光信号路径中最大功率达到SBS阈值；调整所述光信号路径长度，将所述仿真输出结果与光信号路径输出端光探测器灵敏度以及输出信号光信噪比进行比对，预判光通信系统最大传输距离。进一步地，所述仿真参数包括：设置于所述光功率放大模块中的增益系数；设置于所述前向拉曼放大器中的增益系数；设置于所述SBS阈值模块中的SBS阈值。进一步地，所述仿真输出结果包括：信号功率在所述光信号路径各位置处的分布曲线、输出光谱波形、输出信号光信噪比以及所述光通信系统的SBS阈值；所述实际输出结果包括：输出信号功率、输出光谱波形和输出信号光信噪比。进一步地，所述将所述仿真输出结果与所述实际输出结果进行比较，判断所述仿真输出结果与所述实际输出结果之间的误差是否超过可靠阈值的步骤，包括：计算所述仿真输出结果与所述实际输出结果之间的线性回归决定系数R2；判断所述线性回归决定系数R2是否大于等于0.95；若所述线性回归决定系数R2大于等于0.95，确定所述仿真输出结果与所述实际输出结果之间的误差未超过所述可靠阈值；否则，确定所述仿真输出结果与所述实际输出结果之间的误差超过所述可靠阈值。进一步地，所述在所述误差不超过所述可靠阈值时，根据所述仿真系统的仿真输出结果预判所述光通信系统的通断的步骤，包括：获取所述误差不超过可靠阈值时的信号功率在所述光信号路径各位置处的分布曲线、SBS阈值、以及输出信号光信噪比；确定在输出信号功率的分布曲线的最大值；判断所述SBS阈值是否高于所述信号功率的分布曲线的最大值；若所述SBS阈值低于所述信号功率的分布曲线的最大值，确定所述光通信系统不导通，否则进一步比对输出端信号功率。进一步地，还包括：获取位于所述光信号路径输出端的光探测器灵敏度；根据所述光信号路径各位置处的分布曲线，确定在所述光信号路径输出端的输出信号功率；判断所述输出信号功率是否高于位于所述光信号路径输出端的光探测器灵敏度极限；若所述输出信号功率低于位于所述光信号路径输出端的光探测器灵敏度极限，则确定所述光通信系统不导通，否则进一步比对输出端光信噪比阈值。进一步地，还包括：判断所述输出信号光信噪比是否高于所述输出端光信噪比阈值；若所述输出信号光信噪比高于所述输出端光信噪比阈值，确定所述光通信系统导通，否则不导通。本专利技术提供的光通信系统最大传输距离的预判方法，能够精确模拟信号在传输系统中不同距离处的分布情况和传输状态，预测超长距光通信系统的工作性能。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。图1为本专利技术第一实施例提供的光通信系统最大传输距离的预判方法的流程示意图。图2为本专利技术第二实施例提供的光通信系统最大传输距离的预判方法的流程示意图。图3为本专利技术实施例中步骤108一种实施例。图4为本专利技术实施例提供的光通信系统仿真系统结构框图。具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光通信系统最大传输距离的预判方法，其特征在于，包括以下步骤：/n构建所述光通信系统中的测试系统，并基于测试系统的系统相关参数构建所述光通信系统中的仿真系统；/n向所述仿真系统的光信号路径输入端通入输入信号；/n通过所述仿真系统对所述输入信号在所述光信号路径中的增益分布进行数值仿真，获得分布式信号增益、对应的仿真输出结果；/n将所述光信号路径中的分布式信号增益等效为所述光信号路径的输入端的等效集总式信号增益；/n将所述输入信号输入到所述测试系统中，获取对应的实际输出结果；/n将所述仿真输出结果与所述实际输出结果进行比较，判断所述仿真输出结果与所述实际输出结果之间的误差是否超过可靠阈值；/n若误差超过所述可靠阈值，回调所述光通信系统中的仿真系统的仿真参数，直至所述仿真输出结果与所述实际输出结果之间的误差不超过所述可靠阈值；/n在所述误差不超过所述可靠阈值时，根据所述仿真系统的仿真输出结果预判所述光通信系统的通断，并根据给定的所述测试系统的系统相关参数，在所述仿真系统中改变所述光通信系统的增益和传输距离，并根据所述集总式信号增益判断所述光通信系统可导通状态下的最大传输距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种光通信系统最大传输距离的预判方法，其特征在于，包括以下步骤：
构建所述光通信系统中的测试系统，并基于测试系统的系统相关参数构建所述光通信系统中的仿真系统；
向所述仿真系统的光信号路径输入端通入输入信号；
通过所述仿真系统对所述输入信号在所述光信号路径中的增益分布进行数值仿真，获得分布式信号增益、对应的仿真输出结果；
将所述光信号路径中的分布式信号增益等效为所述光信号路径的输入端的等效集总式信号增益；
将所述输入信号输入到所述测试系统中，获取对应的实际输出结果；
将所述仿真输出结果与所述实际输出结果进行比较，判断所述仿真输出结果与所述实际输出结果之间的误差是否超过可靠阈值；
若误差超过所述可靠阈值，回调所述光通信系统中的仿真系统的仿真参数，直至所述仿真输出结果与所述实际输出结果之间的误差不超过所述可靠阈值；
在所述误差不超过所述可靠阈值时，根据所述仿真系统的仿真输出结果预判所述光通信系统的通断，并根据给定的所述测试系统的系统相关参数，在所述仿真系统中改变所述光通信系统的增益和传输距离，并根据所述集总式信号增益判断所述光通信系统可导通状态下的最大传输距离。


2.根据权利要求1所述的光通信系统最大传输距离的预判方法，其特征在于，所述测试系统的系统相关参数包括：输入信号光谱、输入信号光功率、输入信号光噪声功率、光功率放大器增益、光功率放大器噪声系数、前向拉曼放大器放大功率、光纤插损、光前置放大器增益、光前置放大器噪声系数、接收端信号光谱、接收端光探测器灵敏度和接收端光信噪比阈值。


3.根据权利要求1所述的光通信系统最大传输距离的预判方法，其特征在于，所述光通信系统中的仿真系统包括：
光功率放大模块，设于所述光信号路径的输入端，用于在所述光信号路径的输入端处，对所述输入信号的光功率和产生噪声的光功率进行放大；
前向拉曼放大模块，用于在所述输入信号在所述光信号路径中传输的整个过程中，对所述输入信号的光功率和产生噪声的光功率进行放大；
SBS阈值模块，用于根据所述输入信号的光谱信息，计算所述光通信系统的SBS阈值；
自相位调制效应仿真模块，用于确定所述输入信号在所述光信号路径中传输的整个过程中，因自相位调制效应，使得所述输入信号发生光谱相移变化的自相位调制相移变化信息；
交叉相位调制效应仿真模块，用于确定所述输入信号在所述光信号路径中传输的整个过程中，因交叉相位调制效应，使得所述输入信号发生光谱相移变化的自相位调制相移变化信息；
群速度色散效应仿真模块，用于确定所述输入信号在所述光信号路径中传输的整个过程中，因群速度色散效应使得所述输入信号发生光谱色散变化信息；
噪声计算模块，用于确定所述输入信号在所述光信号路径中传输的整个过程中，噪声的产生、放大和衰减信息。


4.根据权利要求3所述的光通信系统最大传输距离的预判方法，其特征在于，还包括以下步骤：
调用所述SBS阈值模块计算所述光通信系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓波，顾文华，桂桑，李现勤，
申请(专利权)人：无锡市德科立光电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32