基于平均Q因子的可重構光網絡性能監控
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2系統結構
圖2所示是一種取樣方法的系統流程圖，模擬仿真就是建立在這個系統之上的。將輸入的光信號通過分路裝置分成兩個網絡，一部分通過光纖輸出，另一部分輸出到調節器。采樣脈沖和輸入的光信號可進入由低頻脈沖發生器驅動的獨立偏振調制器。由于這種脈沖調制和數據是異步的，故可進行抽樣平均。當信號進人到下一個系統時，系統將由一個光電二極管在一個特定的時間內檢測調制信號的功率。數字信號處理器可用來收集測量數據，并獲得相應的概率密度函數。然后利用這些概率密度函數來分析監測信息。該方法可同時用于估計不同波長信道的Q因子。
3 仿真實現
圖3所示是該光網絡性能監控系統的仿真流程圖。可以用一個余弦信號加隨機正態噪聲來模擬光纖中傳輸的信號(包括偽隨機二進制序列的NRZ碼信號和自發輻射噪聲)，以得出初始Q值。然后選擇恰當的輸入信號抽樣點，可以周期為單位，兩抽樣點之間間隔為T+n?△t，再將抽樣值放人一個一維數組中。之后再按照抽樣值電平的范圍，對一維數組中的抽樣值進行統計，并根據統計值繪制振幅高斯分布圖。最后根據高斯分布圖求得平均估計Q值。這樣，將初始Q值和平均估計Q值進行比較，就可以得到兩者之間的關系圖。
4 仿真結果
選取不同的抽樣點數和抽樣間隔，即可在不同的初始Q值情況下，得出表1和表2所列的平均Q值。
由表1和表2可知，在抽樣過程中，當抽樣點數較少時，兩抽樣點之間的間隔T+n?△t對仿真結果有較大的影響，測試結果往往不能反映實際Q值。一般地，當抽樣點大于40000個，由抽樣位置不同造成的平均Q值之間的差別小于0.01，而仿真結果與抽樣位置(T+n?△t)基本無關。由于系統不需要時鐘定時提取，抽樣點位置是隨機的，故可能取到函數值為0處，從而導致平均Q值比初始Q值小很多。但平均Q值是穩定的，仍然可以反映初始Q值的大小。筆者得出的初始Q值和平均Q值之間的關系如圖4所示。
由表1、表2和圖4可知，當初始Q值由6降低到5時，單波長信道的平均Q值從3.0086降到2.9082，降低了0.1004。而在抽樣點大于20000時，抽樣位置導致的波動小于0.002，此時，Q值的劣化是可以被監測到的。
在波分復用系統中(4個波分)，同樣取20000個點進行仿真。當其中某一波長信道的初始Q值由6降低到5時，其它3個信道的Q值仍然為6，此時，四波長系統的平均Q值從3.0085降到2.9835(降低了0.025)，抽樣位置導致的波動誤差也是小于0.002，此Q值的劣化也可以監測。所以，該方法可以用于波分復用系統中。
進一步的仿真還表明，在n個信道的波分復用系統中，某一波長信道的Q值下降導致的平均Q值下降為該波長系統的1／n，所以抽樣位置導致的波動誤差必須更小。仿真表明，16個波分復用系統中的抽樣點數應該大于80000個。
5結束語
本文主要探討了一種基于平均Q因子的可重構光網絡性能監控技術。此方法利用異步眼圖抽樣。不需要時鐘同步。文中通過大量數值仿真得出了抽樣點數對估計Q值的直接影響。結果表明：抽樣點數小于5000個時，不能反映實際結果。當測試點數大于40000個以上時，可以測試多波長系統的實際Q值。此方法不但可以快速監測可重構多波長光網絡的性能，而且比特率透明，結構簡單，容易實現。對于實際的可重構光網絡的維護和測試且有重要意義。
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