一种对波分传输系统进行优化的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种对波分传输系统进行优化的方法和装置。其方法部分主要包括：设置光子神经网络调节单元来调节各波长光载波的相互作用；其中，所述光子神经网络调节单元包括至少三个衍射玻片；固定第一个衍射玻片以及最后一个衍射玻片的位置，在第一个衍射玻片以及最后一个衍射玻片之间移动其它中间衍射玻片；设置参数扫描控制系统来接收衍射玻片调节过程中的反馈信号，并根据反馈信号确定所有衍射玻片的最终位置。本发明专利技术可以实现在光域内应用光子神经网络对波分光传输系统的线性及非线性损伤进行补偿优化，避免了传统方法需要光电转换后才能在电域内进行人工智能神经网络计算的方式，同时也避免了电学器件给系统带去的非线性损伤和二次伤害。线性损伤和二次伤害。线性损伤和二次伤害。

【技术实现步骤摘要】
一种对波分传输系统进行优化的方法和装置


[0001]本专利技术涉及光通讯
，特别是涉及一种对波分传输系统进行优化的方法和装置。

技术介绍

[0002]随着数字化时代的发展，骨干网长途光通信传送的数据需求越来越大，而光传送网络对速度和容量的要求面临极大的提升，因此波分光传输技术的重要性越来越高。在此背景下，波分光传输系统利用波分复用技术将数十个波长的光载波在一根光纤上长距离传输到达接收端后，会发生信号畸变，其原因大致如下：
[0003]光纤带来的线性效应，如波长色散，偏振色散等等。
[0004]光纤带来的非线性效应，如自相位调制，四波混频，和频倍频差频等等。
[0005]雷击等自然现象或人为碾压等行为带来的光纤通路突发性状态改变，从而引发接收侧信号劣化等。
[0006]发射端和接收端的电子器件或光电子器件本身引入的非线性效应等非理想因素。
[0007]为解决以上问题，现有方法包括在接收侧通过DSP(Digital Signal Process，信号数字化处理)的算法处理，如，数字反向传播法，Volterra法，Viterbi法等，来补偿波分光传输系统的以上非理想因素。但以上方法一般对线性效应有效，对非线性效应效果不佳。
[0008]还有就是应用特有器件搭建特定补偿系统，巧妙利用器件的物理特性原理进行非线性补偿。但是此种方法搭建的通信系统较为复杂，引入相关特殊器件的同时还对系统的信号有额外的要求，操作起来也很麻烦，系统稳定性也是需要考虑的问题(2018年之前)。/>[0009]近年来随着人工智能，神经网络技术的快速崛起和发展，其相关理念和应用也引入到光传输系统中，对解决波分传输系统的非线性效应补偿和优化起到了显著的作用。此类技术通过系统调参以及判定反馈的原理，通过不断尝试不同的系统参数，来找到系统最优化的参数设置，从而实现系统性能最优化。此方法对线性效应和非线性效应都有效，但是现有的此种方法，是在电域内完成的，如通过CPU，GPU，FPGA等，电域的信号处理会带来极大的系统功耗，速度会有瓶颈，也会给系统带来散热的问题(2018年之后，多见于前沿领域论文)。
[0010]综上所述，在对波分光传输系统中线性及非线性损伤的补偿优化过程中，无论用DSP的软件算法补偿，还是利用特有器件搭建特定补偿系统，亦或是用最近火热的电域内的人工智能计算优化，都有这样那样的问题和缺陷。
[0011]鉴于此，如何克服现有技术所存在的缺陷，解决上述技术问题，是本
待解决的难题。

技术实现思路

[0012]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供一种对波分传输系统进行优化的方法和装置，在光域内应用光子神经网络来实现对波分光传输系统的线性及非线性损伤
的补偿优化。该方法和装置省去了光电转换器件，在光域内实行人工智能神经网络的调参行为，速度更快，功耗更低，也没有发热给系统带来的散热问题。
[0013]本专利技术实施例采用如下技术方案：
[0014]第一方面，本专利技术提供了一种对波分传输系统进行优化的方法，包括：
[0015]设置光子神经网络调节单元来调节各波长光载波的相互作用；其中，所述光子神经网络调节单元包括至少三个衍射玻片；
[0016]固定第一个衍射玻片以及最后一个衍射玻片的位置，在第一个衍射玻片以及最后一个衍射玻片之间移动其它中间衍射玻片；
[0017]设置参数扫描控制系统来接收衍射玻片调节过程中的反馈信号，并根据反馈信号确定所有衍射玻片的最终位置。
[0018]进一步的，所述固定第一个衍射玻片以及最后一个衍射玻片的位置，在第一个衍射玻片以及最后一个衍射玻片之间移动其它中间衍射玻片具体包括：
[0019]通过n个中间衍射玻片将第一个衍射玻片以及最后一个衍射玻片之间的空间等分为n+1份，将各衍射玻片此状态下的位置确定为初始位置；其中，n≥1；
[0020]将第n个中间衍射玻片在第n份空间和第n+1份空间中进行移动，移动完成后将第n个中间衍射玻片返回初始位置，并开始移动下一个中间衍射玻片，直至所有中间衍射玻片均完成移动。
[0021]进一步的，所述设置参数扫描控制系统来接收衍射玻片调节过程中的反馈信号，并根据反馈信号确定所有衍射玻片的最终位置具体包括：
[0022]参数扫描控制系统控制每一个中间衍射玻片的移动，并建立每一个移动位置与收到的反馈信号之间的映射；
[0023]参数扫描控制系统从所述反馈信号中找到性能最好的反馈信号，并确定与该反馈信号相对应的移动位置为最终移动位置，从而确定所有衍射玻片的最终位置；其中，所述反馈信号包括OSNR、误码率中的一种或多种。
[0024]进一步的，所述方法还包括：
[0025]在光域中继优化单元的输入端，通过分波模块完成光载波的上下路功能以及将各路光载波分波；
[0026]各路光载波被分波后，通过光衰减器进行传输线路上各波长光的调平；
[0027]经过光衰减器的调节后，各光载波信号进入光子神经网络调节单元，通过光子神经网络调节单元来调节各波长光载波的相互作用，以优化和补偿整个波分传输系统的各种线性以及非线性损伤；
[0028]通过光子神经网络调节单元内的透镜组来完成各光载波的重新聚焦和准直，将各光载波准直成平行光束后再通过合波模块进行合波，使各波长的光进入同一根光纤中进行波分传输系统的下一站光传输。
[0029]第二方面，本专利技术提供了一种对波分传输系统进行优化的装置，用于实现如第一方面所述的对波分传输系统进行优化的方法，所述装置包括光域中继优化单元，所述光域中继优化单元包括分波模块、光衰减器、光子神经网络调节单元、合波模块以及参数扫描控制系统，所述分波模块、光衰减器、光子神经网络调节单元、合波模块依次设置，其中：
[0030]所述分波模块用于完成各波长的光载波的分波功能；
[0031]所述光衰减器用于完成各波长光在调平允许范围内的光强调节；
[0032]所述光子神经网络调节单元用于完成各波长光之间的相互作用，以补偿和优化整个波分传输系统的线性和非线性损伤；
[0033]所述合波模块用于完成各波长的光载波的合波功能；
[0034]所述参数扫描控制系统用于接收波分传输系统接收端的反馈信息以及控制光衰减器和光子神经网络调节单元的参数配置。
[0035]进一步的，所述光子神经网络调节单元包括光衍射玻片组以及透镜组，其中：
[0036]所述光衍射玻片组包括距离可调节的一组衍射玻片，设置在靠近所述光衰减器的一侧，所述光子神经网络调节单元通过衍射玻片间的距离调节，来改变和优化各光载波的相互作用，从而补偿和优化整个波分传输系统的线性和非线性损伤；
[0037]所述透镜组设置在靠近所述合波模块的一侧，用于实现各光载波的重新聚焦以及将其准直成平行光束，然后通过合波模块完成合波功能。
[0038]进一步的，若所述合波模块采用玻片结构的薄膜型合波模块，则将所述合波模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对波分传输系统进行优化的方法，其特征在于，包括：设置光子神经网络调节单元来调节各波长光载波的相互作用；其中，所述光子神经网络调节单元包括至少三个衍射玻片；固定第一个衍射玻片以及最后一个衍射玻片的位置，在第一个衍射玻片以及最后一个衍射玻片之间移动其它中间衍射玻片；设置参数扫描控制系统来接收衍射玻片调节过程中的反馈信号，并根据反馈信号确定所有衍射玻片的最终位置。2.根据权利要求1所述的对波分传输系统进行优化的方法，其特征在于，所述固定第一个衍射玻片以及最后一个衍射玻片的位置，在第一个衍射玻片以及最后一个衍射玻片之间移动其它中间衍射玻片具体包括：通过n个中间衍射玻片将第一个衍射玻片以及最后一个衍射玻片之间的空间等分为n+1份，将各衍射玻片此状态下的位置确定为初始位置；其中，n≥1；将第n个中间衍射玻片在第n份空间和第n+1份空间中进行移动，移动完成后将第n个中间衍射玻片返回初始位置，并开始移动下一个中间衍射玻片，直至所有中间衍射玻片均完成移动。3.根据权利要求2所述的对波分传输系统进行优化的方法，其特征在于，所述设置参数扫描控制系统来接收衍射玻片调节过程中的反馈信号，并根据反馈信号确定所有衍射玻片的最终位置具体包括：参数扫描控制系统控制每一个中间衍射玻片的移动，并建立每一个移动位置与收到的反馈信号之间的映射；参数扫描控制系统从所述反馈信号中找到性能最好的反馈信号，并确定与该反馈信号相对应的移动位置为最终移动位置，从而确定所有衍射玻片的最终位置；其中，所述反馈信号包括OSNR、误码率中的一种或多种。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的对波分传输系统进行优化的方法，其特征在于，所述方法还包括：在光域中继优化单元的输入端，通过分波模块完成光载波的上下路功能以及将各路光载波分波；各路光载波被分波后，通过光衰减器进行传输线路上各波长光的调平；经过光衰减器的调节后，各光载波信号进入光子神经网络调节单元，通过光子神经网络调节单元来调节各波长光载波的相互作用，以优化和补偿整个波分传输系统的各种线性以及非线性损伤；通过光子神经网络调节单元内的透镜组来完成各光载波的重新聚焦和准直，将各光载波准直成平行光束后再通过合波模块进行合波，使各波长的光进入同一根光纤中进行波分传输系统的下...

【专利技术属性】
技术研发人员：于文海，程勇鹏，周可籍，戴竞，曾翔昊，黄伟，吴岩，
申请(专利权)人：烽火通信科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：