[发明专利]一种基于卷积神经网络的光通信系统性能分析方法

说明书

本发明公开一种基于卷积神经网络的光通信系统性能分析方法，该方法包括：根据待测光通信系统，选择适当的卷积神经网络；构建调试光通信系统，不断调整所述调试光通信系统的发端调制方式、调制码率、光信噪比、信道色散和偏振模色散，并利用异步延时采样方法获得不同信道条件下的二维幅度信息，并利用所述二维幅度信息训练卷积神经网络；将经训练得到的卷积神经网络置入待测光通信系统，利用异步延时采样方法获得描述所述待测光通信系统性能的二维幅度信息，并利用训练后的卷积神经网络分析待测光通信系统对应的二维幅度信息，以估计出待测光通信系统的信道性能参数。本发明的方法能利用神经网络同时估计出光通信系统的多个信道性能参数。

技术领域

本发明设计光通信性能检测技术领域，特别涉及一种基于卷积神经网络的光通信系统性能分析方法。

背景技术

随着互联网技术的发展，光线系统通信数据量日益提升。为了满足当代互联网通信数据量的要求，高速动态光通信网络技术受到广泛关注。其中，高速动态光网络的实时光性能检测，吸引了越来越多人的注意。光通信系统性能检测通过直接测量光信号通过信道传输后的损伤参数，如光信噪比、信道色散及偏振模色散，检测光网络物理层的传输状态，保证通信网络的可靠性，并为通信网络的维护提供依据。传统光通信系统通常依赖基于光器件的光信号处理，实现对通信链路损伤参数的实时检测。然而，此类方法需要修改通信系统接收端结构，影响通信过程。此外，信道各损伤参数的产生原理不同，为实现完整的系统性能检测，往往需要多种光信号处理系统相结合，大大提高了通信系统接收端设计的复杂度。除信道损伤参数外，在高速动态通信系统中，对发端调制参数的实时监控为也尤为重要。

中国发明专利CN108781113A公开了一种用于提供导频音的方法和装置，在该发明专利指那个公开的一种基于导频音的光性能检测的系统和方法。通过将双频导频音同时或交替地应用到波长信道，其中，从低频带中选择第一导频音频率并且从高频带中选择第二导频音调频，可以自适应地选择导频音频率中的一个以改善波长信道检测，可以减少受激拉曼散射引起的串扰和色散所引起的导频衰落对波长信道的性能检测产生的不利影响。在该发明中需要利用导频音来进行光通信性能的监测，此方法需要修改通信系统接收端结构，从而影响通信过程。

发明内容

基于此，针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提出一种基于卷积神经网络的光通信系统性能分析方法。本发明的方法以卷积神经网络为基础，无需额外硬件系统设计，因此，可以在不影响数据传输的情况下，实现对系统调制方式、调制码率、光信噪比、信道色散及偏振模色散多个信道性能参数的实时估计。

本发明披露了一种基于卷积神经网络的光通信系统性能分析方法，包括如下步骤：

S1：根据待测光通信系统，选择适当的卷积神经网络；

S2：构建调试光通信系统，不断调整所述调试光通信系统的发端调制方式、调制码率、光信噪比、信道色散和偏振模色散，并利用异步延时采样方法获得不同信道条件下的二维幅度信息，并利用所述二维幅度信息训练卷积神经网络；

S3：将经训练得到的卷积神经网络置入待测光通信系统，利用异步延时采样方法获得描述所述待测光通信系统性能的二维幅度信息，并利用训练后的卷积神经网络分析待测光通信系统对应的二维幅度信息，以估计出待测光通信系统的多个信道性能参数。

优选地，利用异步延时采样方法获得二维幅度信息，具体包括如下步骤：

在待测光通信系统或调试光通信系统的接收端利用光电探测器将待测光信号转换为电信号；

对采集到的所述电信号进行低通滤波以消除带外噪声干扰；

将进行低通滤波后的电信号进行3dB分路，并在其中一路利用延迟线引入半比特延迟；

利用外时钟驱动的模数转换器对两路电信号同时进行采样；