模分复用系统、方法、设备和存储介质技术方案

本发明专利技术实施例提供模分复用系统、方法、设备和存储介质，涉及光通信技术领域。模分复用系统至少包括：多个跨段的依次级联的光纤传输单元以及中央控制器，光纤传输单元包括多模光纤或少模光纤和模式调整单元，模式调整单元计算得到光纤传输单元的传输参数，将传输参数发送至中央控制器，中央控制器获取每个跨段的光纤传输单元的传输参数生成对应跨段的光纤传输单元的目标模式轮循策略发送给模式调整单元，以更新光信号模组。中央控制器利用实时的传输环境自适应选择目标模式轮循策略，对每一跨段进行自适应调整，以获得减小差分模式群延时DMD和模式相关损耗MDL的效果，适配不同跨段长度和不同传输环境，提升多模光纤或少模光纤的传输性能。的传输性能。的传输性能。

【技术实现步骤摘要】
模分复用系统、方法、设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及通信
，尤其涉及模分复用系统、方法、设备和存储介质。

技术介绍

[0002]多模光纤能够突破单模光纤的容量限制提高通信系统的传输速率，其使用多个模式传输信息。多模光纤包括少模光纤，在少模光纤中光在多条路径中进行传播。但是随着传输模式数量的增加，传输过程中不可避免会产生模式相关损耗(Mode Dependent Loss,MDL)和差分模式群延时(Differential Mode Delay，DMD)，模式相关损耗MDL和差分模式群延时DMD使得通信系统的接收端在针对传输信号的计算复杂度大大增加，进而限制少模光纤的传输距离。
[0003]相关技术中，为了尽可能减少链路中差分模式群延时DMD的累积以及降低模式相关损耗MDL的影响，在多模光纤中进行模式交换，通过模式轮循器件，在传输链路不同跨段的不同信道轮循传输不同的模式。但是相关技术中模式轮循策略大都基于理想的传输链路情况，导致其模式轮循策略在跨段长度不一致或者传输条件恶劣的情况下对差分模式群延时DMD的降低效果和模式相关损耗MDL的缓解效果不够理想。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的主要目的在于提出模分复用系统、方法、设备和存储介质，减少传输链路中差分模式群延时的累计以及降低模式相关损耗。
[0005]为实现上述目的，本申请实施例的第一方面提出了一种模分复用系统，包括：
[0006]发射机，用于对通信信号进行调制得到光信号模组，所述光信号模组包括第一预设数量个不同传输模式的光信号；
[0007]接收机，用于接收所述光信号模组，并对所述光信号模组进行解调得到所述通信信号；
[0008]多个跨段依次级联的光纤传输单元，第一个跨段的所述光纤传输单元与所述发射机连接，最后一个跨段的所述光纤传输单元与所述接收机连接，用于将发射机发射的所述光信号模组传输到所述接收机；
[0009]中央控制器，用于获取每个跨段的所述光纤传输单元的传输参数，并根据所述传输参数生成对应跨段的所述光纤传输单元的目标模式轮循策略；
[0010]所述光纤传输单元包括：多模光纤和模式调整单元，所述模式调整单元用于接收来自所述多模光纤传输的所述光信号模组，基于所述光信号模组计算得到所述光纤传输单元的所述传输参数，将所述传输参数发送至所述中央控制器，以及根据来自所述中央控制器的所述目标模式轮循策略对所述光信号模组中所述光信号的所述传输模式进行调整以更新所述光信号模组中的光信号的传输模式，并将调整后的所述光信号模组发送至下一跨段的所述多模光纤。
[0011]在一些实施例，所述模式调整单元包括：链路表征单元、链路控制器和模式轮循器
件；
[0012]所述链路表征单元的一端连接所述多模光纤，用于根据当前跨段的所述多模光纤中传输的所述光信号模组中每个所述光信号计算得到所述传输参数，并将所述传输参数发送至所述中央控制器；
[0013]所述链路控制器用于接收所述中央控制器根据所述传输参数生成的所述光纤传输单元的目标模式轮循策略，并将所述目标模式轮循策略发送给所述模式轮循器件；
[0014]所述模式轮循器件的一端连接当前跨段的所述多模光纤，另一端与下一跨段的所述多模光纤连接，并且连接所述链路控制器，用于根据所述目标模式轮循策略对所述光信号模组中所述光信号的所述传输模式进行调整以更新并传输所述光信号模组。
[0015]在一些实施例，所述中央控制器根据所述传输参数生成对应跨段的所述光纤传输单元的目标模式轮循策略时执行：
[0016]根据所述传输参数计算预设轮循策略组中每个候选轮循策略的候选分值；
[0017]选取所述候选分值最大的所述候选轮循策略作为对应跨段的所述目标模式轮循策略。
[0018]在一些实施例，所述传输参数包括：模式群时延参数和模式相关损耗参数，所述根据所述传输参数计算预设轮循策略组中每个候选轮循策略的候选分值，包括：
[0019]根据所述模式群时延参数计算每个所述候选轮循策略的群时延分值；
[0020]根据所述模式相关损耗参数计算每个所述候选轮循策略的损耗分值；
[0021]基于所述损耗分值、损耗权重、所述群时延分值和群时延权重计算所述候选轮循策略的所述候选分值。
[0022]在一些实施例，所述模式群时延参数包括所述光信号模组中每个所述光信号在当前传输模式下模式时延值，所述模式相关损耗参数包括所述光信号模组中每个所述光信号在当前传输模式下的损耗值；
[0023]利用所述候选轮循策略对所述光信号的传输模式进行更新，得到传输模式调整对，每个所述传输模式调整对包含一个或两个传输模式；
[0024]计算每个所述传输模式调整对中所述传输模式的所述模式时延值的均值，得到所述传输模式调整对的第一时延均值，并将所述第一时延均值的平均值作为所述群时延分值；
[0025]计算每个所述传输模式调整对中所述传输模式的所述损耗值的均值，得到所述传输模式调整对的第二损耗均值，并将所述第二损耗均值的平均值作为所述损耗分值。
[0026]在一些实施例，所述候选轮循策略包括：依次轮循策略、成对轮循策略、基于遗传算法的轮循推荐策略或遍历最值轮循策略；所述利用所述候选轮循策略对所述光信号的传输模式进行更新，得到传输模式调整对，包括：
[0027]当所述候选轮循策略为依次轮循策略时，按照所述传输模式的编号顺序，循环交换当前位置的所述传输模式与下一个位置的所述传输模式；
[0028]当所述候选轮循策略为成对轮循策略时，按照分组数量对所述传输模式进行分组，得到多个模式组，基于所述传输模式的编号顺序对每个模式组进行编号，按照所述模式组的编号顺序，循环交换当前位置的所述模式组与下一个位置的所述模式组；
[0029]当所述候选轮循策略为基于遗传算法的轮循推荐策略时，生成所述传输模式的种
群信息，将所述种群信息输入遗传推荐算法进行种群迭代，达到迭代条件后，得到所述种群信息对应的推荐序列，根据所述推荐序列对所述传输模式进行交换；
[0030]当所述候选轮循策略为遍历最值轮循策略时，对所述传输模式的所述模式群时延参数和/或所述模式相关损耗参数进行排序，根据排序结果对所述传输模式进行交换；
[0031]所述传输模式调整对中包括经过交换的两个所述传输模式和/或未发生交换的一个所述传输模式。
[0032]在一些实施例，所述模式轮循器件包括：光开关模块和轮循单元；
[0033]所述光开关模块的一端连接当前跨段的所述多模光纤，所述光开关模块的另一端连接所述轮循单元的一端，所述轮循单元的另一端与下一跨段的所述多模光纤连接；
[0034]所述链路控制器根据所述目标模式轮循策略生成针对所述轮循单元的开关控制指令；
[0035]所述光开关模块连接所述链路控制器，用于接收所述开关指令，并根据所述开关指令连通所述多模光纤和所述目标轮循单元，以使得所述轮循单元根据所述目标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模分复用系统，其特征在于，包括：发射机，用于对通信信号进行调制得到光信号模组，所述光信号模组包括第一预设数量个不同传输模式的光信号；接收机，用于接收所述光信号模组，并对所述光信号模组进行解调得到所述通信信号；多个跨段依次级联的光纤传输单元，第一个跨段的所述光纤传输单元与所述发射机连接，最后一个跨段的所述光纤传输单元与所述接收机连接，用于将发射机发射的所述光信号模组传输到所述接收机；中央控制器，用于获取每个跨段的所述光纤传输单元的传输参数，并根据所述传输参数生成对应跨段的所述光纤传输单元的目标模式轮循策略；所述光纤传输单元包括：多模光纤和模式调整单元，所述模式调整单元用于接收来自所述多模光纤传输的所述光信号模组，基于所述光信号模组计算得到所述光纤传输单元的所述传输参数，将所述传输参数发送至所述中央控制器，以及根据来自所述中央控制器的所述目标模式轮循策略对所述光信号模组中所述光信号的所述传输模式进行调整以更新所述光信号模组中的光信号的传输模式，并将调整后的所述光信号模组发送至下一跨段的所述多模光纤。2.根据权利要求1所述的模分复用系统，其特征在于，所述模式调整单元包括：链路表征单元、链路控制器和模式轮循器件；所述链路表征单元的一端连接所述多模光纤，用于根据当前跨段的所述多模光纤中传输的所述光信号模组中每个所述光信号计算得到所述传输参数，并将所述传输参数发送至所述中央控制器；所述链路控制器用于接收所述中央控制器根据所述传输参数生成的所述光纤传输单元的目标模式轮循策略，并将所述目标模式轮循策略发送给所述模式轮循器件；所述模式轮循器件的一端连接当前跨段的所述多模光纤，另一端与下一跨段的所述多模光纤连接，并且连接所述链路控制器，用于根据所述目标模式轮循策略对所述光信号模组中所述光信号的所述传输模式进行调整以更新并传输所述光信号模组。3.根据权利要求2所述的模分复用系统，其特征在于，所述中央控制器根据所述传输参数生成对应跨段的所述光纤传输单元的目标模式轮循策略时执行：根据所述传输参数计算预设轮循策略组中每个候选轮循策略的候选分值；选取所述候选分值最大的所述候选轮循策略作为对应跨段的所述目标模式轮循策略。4.根据权利要求3所述的模分复用系统，其特征在于，所述传输参数包括：模式群时延参数和模式相关损耗参数，所述根据所述传输参数计算预设轮循策略组中每个候选轮循策略的候选分值，包括：根据所述模式群时延参数计算每个所述候选轮循策略的群时延分值；根据所述模式相关损耗参数计算每个所述候选轮循策略的模式相关损耗分值；基于所述模式相关损耗分值、模式相关损耗权重、所述群时延分值和群时延权重计算所述候选轮循策略的所述候选分值。5.根据权利要求4所述的模分复用系统，其特征在于，所述模式群时延参数包括所述光信号模组中每个所述光信号在当前传输模式下模式时延值，所述模式相关损耗参数包括所述光信号模组中每个所述光信号在当前传输模式下的损耗值；
利用所述候选轮循策略对所述光信号的传输模式进行更新，得到传输模式调整对，每个所述传输模式调整对包含一个或两个传输模式；计算每个所述传输模式调整对中所述传输模式的所述模式时延值的均值，得到所述传输模式调整对的第一时延均值，并将所述第一时延均值的平均值作为所述群时延分值；计算每个所述传输模式调整对中所述传输模式的所述损耗值的均值，得到所述传输模式调整对的第二损耗均值，并将所述第二损耗均值的平均值作为所述损耗分值。6.根据权利要求5所述的模分复用系统，其特征在于，所述候选轮循策略包括：依次轮循策略、成对轮循策略、基于遗传算法的轮循推荐策略或遍历最值轮循策略；所述利用所述候选轮循策略对所述光信号的传输模式进行更新，得到传输模式调整对，包括：当所述候选轮循策略为依次轮循策略时，按照所述传输模式的编号顺序，循环交换当前位置的所述传输模式与下一个位置的所述传输模式；当所述候选轮循策略为成对轮循策略时，按照分组数量对所述传输模式进行分组，得到多个模式组，基于所述传输模式的编号顺序对每个模式组进行编号，按照所述模式组的编号顺序，循环交换当前位置的所述模式组与下一个位置的所述模式组；当所述候选轮循策略为基于遗传算法的轮循推荐策略时，生成所述传输模式的种群信息，将所述种群信息输入遗传推荐算法进行种群迭代，达到迭代条件后，得到所述种群信息对应的推荐序列，根据所述推荐序列对所述传输模式进行交换；当所述候选轮循策略为遍历最值轮循策略时，对所述传输模式的所述模式群时延参数和/或所述模式相关损耗参数进行排序，根据排序结果对所述传输模式进行交换；所述传输模式调整对中包括经过交换的两个所述传输模式和/或未发生交换的一个所述传输模式。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志群，刘亚平，张林，王慧慧，
申请(专利权)人：鹏城实验室，
类型：发明
国别省市：