基于機(jī)器學(xué)習(xí)的高速光信號(hào)光性能監(jiān)測.pdf

1、隨著光纖通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展，傳輸速率不斷增加，通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，同時(shí)各種光信號(hào)損傷問題也接踵而至，使得光網(wǎng)絡(luò)的可靠性和穩(wěn)定性受到影響。光性能監(jiān)測(OPM)技術(shù)作為保障光網(wǎng)絡(luò)可靠和穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)手段之一，發(fā)揮出越來越重要的作用。OPM技術(shù)是通過對光網(wǎng)絡(luò)中傳輸鏈路或者光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的性能參數(shù)進(jìn)行檢測，實(shí)時(shí)了解網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和信號(hào)傳輸狀態(tài)以便及時(shí)處理并保證正常的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和信號(hào)傳輸。因此如何實(shí)現(xiàn)對色散(CD)、偏振模色散(PMD)、光信噪比(O

2、SNR)等參數(shù)的準(zhǔn)確監(jiān)測，對于保障信號(hào)傳輸性能、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源的分配和管理具有重要意義。本文圍繞在非線性信道環(huán)境下的參數(shù)監(jiān)測，研究了基于機(jī)器學(xué)習(xí)的OSNR、CD監(jiān)測方法，并利用廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GRNN)、反向傳播(BP)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對16QAM通信系統(tǒng)的CD、OSNR監(jiān)測。主要的研究工作如下:
　　1、闡述了OPM技術(shù)的主要研究內(nèi)容以及在新的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢下OPM技術(shù)研究的現(xiàn)狀、不足和方向，然后介紹機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理及在OPM

3、中的應(yīng)用。
　　2、結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)的一般方法提出了基于機(jī)器學(xué)習(xí)的OPM模型。該模型具有可拓展性，具體包括通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)的仿真分析、特征提取以及機(jī)器學(xué)習(xí)處理。在數(shù)據(jù)特征提取過程結(jié)合高階統(tǒng)計(jì)矩的方法提取OSNR的特征值，并通過密度比的方法提取色散的特征值。
　　3、在提取數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，分別利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和GRNN實(shí)現(xiàn)了對OSNR、CD的監(jiān)測。通過對兩種方法的比較，發(fā)現(xiàn)BP網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過程時(shí)間長、參數(shù)多、不容易優(yōu)化，無法高效地處理大量