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损伤感知

/impairment aware/
条目作者张杰沈纲祥
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张杰

沈纲祥

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最后更新 2022-01-20
浏览 176
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对构成光路的非理想光器件和设备出现的物理损伤进行探测的技术。

英文名称
impairment aware
所属学科
信息与通信工程

如果考虑到外界因素,如温度、物理压力和器件老化等,可以把物理损伤分为动态和静态两种。动态物理损伤通常是指在动态网络里建立或拆除网络连接后所引起的物理损伤变化,如串扰、非线性损伤等。静态物理损伤是相对动态物理损伤而言的非实时状态损伤,通常是由器件老化引起的。

全光网络由于各种原因不可避免地掺入了各种各样的物理损伤,当网络中的物理损伤效果严重时,会显著地降低光信号的质量,导致接收端的误码率很高,难以满足所传输业务的质量需求。同时,光网络向透明架构的演进使得光层物理损伤对连接造成的影响日益显现出来。

光网络中的损伤一般分为线性损伤和非线性损伤两种。

线性损伤与信号能量无关,独立地影响波长,重要的线性损伤有光纤衰减、放大器自发辐射噪声、色度色散、偏振模色散、光器件串扰和过滤器级联损伤等。其中,偏振模色散是光路中最常见且最主要的线性物理损伤,光信号在单模光纤上传输时,会分裂成两个正交的偏振模式,从而产生偏振模色散,它对系统性能的影响主要是:它可以引起脉冲扩展,从而限制传输速率,影响传输距离,而且一般它被认为是限制高速光纤通信系统传输容量和距离的主要因素。对于速率为l0吉比特/秒或者40吉比特/秒的系统,它的影响很小,但是对于更高速率的系统影响却很大。

非线性损伤与线性损伤不同,它对于光纤通信系统具有正反两方面的作用。一方面,可以引起传输信号的附加损耗、波分复用系统中信道之间的串扰以及信号载波的移动等;另一方面,可以用来开发如放大器、调制器等新型器件,其影响远比线性损伤要复杂得多。主要的非线性损伤可以分为受激散射效应和折射率扰动。受激散射效应是光通过光纤介质时,有一部分能量偏离预定的传播方向,而且光波的频率发生改变。受激散射效应包括受激布里渊散射和受激拉曼散射。折射率扰动主要引起自相位调制、交叉相位调制和四波混频等非线性效应。

全光网络需要保持并提高服务质量,需要在控制平面考虑光网络的物理损伤问题,以保障其传输质量,损伤感知是实现这一目标的关键环节。

  • 赵继军,王丽荣,纪越峰,等.基于损伤感知的动态RWA算法性能比较研究.电子与信息学报,2010,32(3):655-659.

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