АЛГОРИТМ СИНТЕЗУ ОПТИМАЛЬНИХ ЧАСТОТНИХ ПЛАНІВ ВОСП ДЛЯ НЕЛІНІЙНОГО СЕРЕДОВИЩА ПЕРЕДАЧІ (МЕТОД УДАВА)
DOI:
https://doi.org/10.31891/2307-5732-2023-327-5-88-97Ключові слова:
алгоритм, метод динамічного програмування, нерівномірний частотний план, волоконно-оптична система передачі, імітаційне моделюванняАнотація
Сучасні волоконно-оптичні системи передачі (ВОСП) зі щільним спектральним мультиплексуванням (DWDM) реалізують рівномірні частотні плани: ширина усіх каналів однакова. Характерною є тенденція поступового зменшення ширини полос окремих каналів від 200 ГГц до 25 та, навіть, 12,5 ГГц. Втім, принцип розподілу спектрального ресурсу залишається тим самим, що є характерним для систем радіо зв’язку. Даний принцип не враховує, що в різних областях визначеного спектрального діапазону викривлення оптичних сигналів також є суттєво різними внаслідок нерівномірності коефіцієнта загасання та різних значень параметрів дисперсії. В останній час розробляються системи передачі, які застосовують нелінійні ефекти типу оптичних солітонів. Тому виникає необхідність врахування впливу також і нелінійних ефектів на тривалість оптичних імпульсів та ширину їх спектру.
У даній роботі пропонується алгоритм швидкого синтезу оптимальних нерівномірних частотних планів для перспективних ВОСП, які можуть адаптуватись до конкретного середовища передачі. Пропонований алгоритм є варіантом застосування принципів методу динамічного програмування Р. Белмана. Критерієм оптимальності у даній роботі обрано максимум сумарної швидкості передачі в усіх частотних каналах ВОСП.
Основна ідея пропонованого алгоритму полягає у проектуванні простору певної розмірності на простори все менших розмірностей. При цьому кожний крок такого проектування здійснюється у відповідності до обраного критерію оптимальності, тобто кожна з проекцій вже є оптимальною у своєму скороченому просторі. В результаті кількість необхідних операцій зменшується від астрономічних величин до незначної кількості. Показано, що пропонований алгоритм може бути застосований вже при сучасному рівні розвитку ВОСП. Також показано, що нерівномірні частотні плани, синтезовані за даним алгоритмом дають суттєву перевагу як у швидкості передачі, так і у спектральній ефективності порівняно з рівномірними планами.
