【目的】近年来，数据通信量呈爆炸性增长，为了应对高速、高容量数据传输及网络应用场景多样化的需求，超100 Gbit/s密集波分复用（DWDM）混合组网作为一种高效的解决方案逐渐受到关注。文章通过对超100 Gbit/s DWDM混合组网的需求、关键技术及实际案例进行分析，为构建高容量、高效率的通信网络提供了技术支持和指导。
【方法】文章首先阐述了网络发展在容量扩展和支持复杂网络设计方面的需求，其次重点介绍了超100 Gbit/s混合组网的关键技术，包括星座图整形、频谱整形和灵活栅格技术等。其中，为支撑混合组网的业务速率设计，提供了一种用于级联掺铒光纤放大器（EDFA）通信系统的光信噪比（OSNR）计算方法，仅利用信道配置信息、发端信号光功率、EDFA的增益及噪声等相关参数，即可计算出整个链路中各个波长的输出OSNR。最后，结合海外某网络案例，根据实际链路OSNR评估情况，合理进行混合速率网络设计，论证了超100 Gbit/s DWDM混合组网在实际工程中的应用效果。
【结果】通过应用超100 Gbit/s DWDM混合组网，根据OSNR评估情况灵活配置传输速率和传输带宽，实现了200、600和800 Gbit/s混合速率网络部署，既满足了核心站点的大容量需求，也兼顾了边缘站点的长途大跨度需求，并在3年期间实现了网络的平滑升级和扩容。
【结论】实践证明，超100 Gbit/s DWDM组网能够有效提升网络容量、灵活性及频谱资源利用率，同时也为网络的持续演进提供了空间，是推进大容量光传输网络发展的重要手段。
超100 Gbit/s密集波分复用 混合组网 光信噪比 星座图整形 频谱整形 B100 Gbit/s DWDM hybrid network OSNR constellation shaping spectrum shaping 光通信研究
2024, 50(1): 23013701
国家电网有限公司信息通信分公司，北京 100761
在先进高速光纤通信系统中，密集波分复用技术的引入使得信号频谱间隔越来越窄，传统的带外光信噪比（OSNR）监测技术不再准确，需要进一步研究低成本的带内OSNR监测方案。文章提出了一种基于深度神经网络（DNN）的直调直检（IMDD）系统链路OSNR监测方案，采用550 000组数据集训练的5层DNN结构，在5～15 dB范围内，成功估计出了2 GBaud开关键控（OOK）信号的OSNR，平均绝对误差（MAE）小于0.8 dB。文章所提方案有望作为一种高效低成本方案，助力光网络智能运维。
深度神经网络 光信噪比 光性能监测 直调直检 DNN OSNR optical performance monitoring IMDD
1 国网宁夏电力有限公司 电力科学研究院, 银川 750001
2 北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
随着网络技术的蓬勃发展, 光网络向着超高速大容量的方向发展,光网络结构越来越复杂, 导致网络中光信号传输受到各种物理层损伤的影响。在光通信设备中, 物理层最重要的参数就是光信噪比(OSNR), 其值的大小直接决定了业务能否正常运行, 一旦不能满足要求, 将会造成传输错误或失败、服务质量降低和传送消耗增加等问题。文章提出一种准确高效的光通信节点OSNR预测方法, 将基于解析式的先验知识方法和基于深度学习的后验知识方法结合起来, 提出了一种基于混合式机器学习算法的光通信节点OSNR预测方法, 用先验知识去降低神经网络的训练代价, 提供高准确度的OSNR预测, 研究表明, 文章所提方法可以在更苛刻的条件下提供高准确度的机器学习模型。
混合式机器学习 光信噪比 光通信 hybrid machine learning OSNR optical communication
西南交通大学 信息科学与技术学院 信息光子与通信研究中心, 成都 611756
基于信号功率非线性变换, 结合神经网络, 文章提出了一种利用深度神经网络(DNN)实现光信噪比(OSNR)监测的方法。通过对信号功率、信号2次方、4次方和8次方运算后对应的快速傅里叶变换(FFT)后的幅度获取信号与OSNR相关特征量, 并利用DNN提取相关特征量以实现OSNR监测。仿真结果表明, 针对28 Gbaud 偏振复用(PDM)正交相移键控(QPSK)、PDM-8相移键控(PSK)、PDM-8正交振幅调制(QAM)和PDM-16QAM信号相干光通信系统, 对应的背靠背OSNR监测平均标准误差分别为0.10、0.09、0.33和0.46 dB。对这4种调制格式, 在入纤功率分别为4、4、3和3 dBm, 传输距离分别为2 000、1 040、1 040和800 km单模光纤时, 获得的OSNR监测平均标准误差分别为0.43、0.34、0.66和0.79 dB。
光信噪比监控 深度神经网络 相干光通信 OSNR monitoring DNN coherent optical communication
科锐安通讯技术(上海)有限公司, 上海 201203
线路侧光模块CFP2-DCO在4G/5G网络建设中具有重要而广泛的应用, 而光信噪比(OSNR)指标是评估其性能的重要参数。对OSNR的不同测试方法进行了探讨, 并针对通信设备制造商在实验室对OSNR容限进行测试的需求, 提出了一种对CFP2-DCO的OSNR指标自动化测试的方法, 测试了发射端根升余弦(RRC)滤波器滚降(roll-off)系数的设置以及接收端载波相位恢复(CPR)窗口大小的设置对OSNR的代价, 并结合实际对roll-off和CPR窗口大小的选择进行了分析。测试结果表明, 对于QPSK的几种调制模式, RRC的roll-off值的选取对OSNR的代价几乎可以忽略; 对于16QAM调制模式, RRC的roll-off为0.5时, OSNR的代价最小; 对于8QAM调制模式, roll-off值为0.2时, OSNR代价最小; 对于Differential QPSK模式, 选用比较窄的8 symbols的窗口可以获得最好的性能。而对于相邻通道没有OOK调制和DCF的系统, non-differential算法可以起到好的效果。该测试方法对通信设备制造商的DWDM及ROADM系统性能测试及评估具有指导及借鉴意义。
数字相干光模块CFP2-DCO 密集波分复用 可重构光分插复用器 光信噪比 前向纠错 光传送网 digital coherent optical module CFP2-DCO DWDM ROADM OSNR FEC OTN
1 云南电力调度控制中心，昆明 650011
2 北京邮电大学 信息光子学与光通信研究院，北京 100876
随着国家电网的快速发展，大型电力通信网向光传送网(OTN)组网快速演进以支撑电网管理、运维中的大量数据通信需求。大型的OTN组网具有长距离光通信的特点，光信噪比(OSNR)是衡量网络质量的重要参数，为保证高效传输，系统OSNR计算具有重要的研究与应用意义。文章针对长距离OTN电力通信网，分析了网络拓扑的特点，提出了基于该网络特点的OSNR计算方法，并分析了该计算方法的特点、意义及推广价值。
光信噪比计算 长距离光传送网 电力通信网 OSNR calculation long-distance OTN power communication network
北京交通大学 光波技术研究所 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
基于异步延时采样结合神经网络的方法, 提出一种利用广义回归神经网络(GRNN)对光信噪比(OSNR)和色散(CD)的监测方法, 主要在40 Gbit/s 16QAM通信系统以及非线性信道环境中, 通过异步采样方法提取特征量, 用GRNN实现OSNR、CD的监测。GRNN方法不仅可以实现OSNR、CD的监测, 与其他神经网络方法相比还具有参数少、算法效率高、易于优化的特点。
光性能监测 广义回归神经网络 色散 光信噪比 optical performance monitoring generalized regression neural network chromatic dispersion (CD) optical signal noise ratio (OSNR)
随着SDON(软件定义光网络)向着超高速大容量方向发展, 网络规模日益庞大, 光路长度的增长面临着各种信号损伤的问题。为此, 文章提出了一种基于OSNR(光信噪比)感知的路径优化机制。该机制将光信噪性能作为建立光路连接的重要判断条件, 并在光网络的流表交互过程中引入OSNR因素, 从而避免接收端节点因误码率过高而导致通信阻塞。仿真结果表明, 所提机制在非理想的光网络环境下能够有效提高光路建立的成功率。
软件定义光网络 OpenFlow软件 光信噪比 路径优化 SDON OpenFlow software OSNR lightpath optimization
1 Institute of Photonics Technology, Jinan University, Guangzhou 510632, China
2 Huawei Technologies Co. Ltd, Shenzhen 518129, China
An in-band optical signal-to-noise ratio (OSNR) monitoring technique with high resolution and large measurement range is demonstrated based on lowbandwidth coherent receiver and a tunable laser. The measurement range of OSNR is from 10 to 25 dB and the resolution can be controlled about _1 dB.
optical performance monitoring (OPM) optical performance monitoring (OPM) optical signal-to-noise ratio (OSNR) optical signal-to-noise ratio (OSNR) coherent communication coherent communication tunable laser tunable laser Frontiers of Optoelectronics
2016, 9(3): 526
1 华北电力大学 经济管理学院, 北京 102206
2 国网新疆电力公司 信息通信公司, 乌鲁木齐 830000
3 武汉光迅科技股份有限公司, 武汉 430205
针对新疆电力通信系统中存在的问题, 介绍了OLP(光线路保护) 系统的工作原理, 重点研究了OLP系统在巴州-库车段超长距线路实际应用中的可靠性保障措施, 包括光功率补偿、色散补偿、OSNR(光信噪比)补偿以及切换时间等, 并给出了具体实现的原理和方法。实际测试结果表明, OLP设备能在毫秒级时间内完成新疆电力通信系统主干线路的路由切换功能, 保障业务通信正常, 大大降低了业务故障率。
光线路保护 光功率补偿 色散补偿 光信噪比补偿 切换时间 OLP optical power compensation chromatic dispersion compensation OSNR compensation switch time
