【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光纖通信，具體為基于多載波通信的單模光纖通信控制系統及方法。
技術介紹
1、隨著信息技術的飛速發展，現代通信系統對數據傳輸速率、帶寬利用率和信號傳輸質量的需求日益增大。光纖通信，尤其是單模光纖通信，憑借其高帶寬、長距離傳輸和抗干擾等優點，已成為現代通信網絡中不可或缺的核心技術之一。單模光纖通信系統能夠實現高速、大容量的數據傳輸，廣泛應用于數據中心、長距離通信和高性能計算等領域。
2、然而，單模光纖通信系統在高帶寬、高速率傳輸時，常常面臨載波間干擾的問題。載波間干擾是指在多載波傳輸中，不同載波之間相互干擾，造成信號質量下降，影響系統的可靠性和傳輸效率。隨著通信速率的提升，載波間干擾的影響愈加顯著，導致信號質量降低，增加了誤碼率，從而限制了通信系統的性能。此外，單模光纖傳輸過程中，還存在信號的能量損耗問題。盡管光纖傳輸具有低衰減特性，但由于光纖本身的損耗以及傳輸鏈路中其他設備的損耗，仍會使得信號在傳輸過程中逐漸衰減，進而影響通信的穩定性和有效帶寬的利用率。在現有的載波通信的單模光纖通信鏈路中，雖然對于載波分配和傳輸策略通常是動態調整的，但由于信道的時變特性和外部干擾的影響，這些動態調整策略仍然面臨諸多挑戰。特別是在高帶寬、高速率傳輸時，載波間干擾和信號衰減問題更為突出，導致系統性能大打折扣。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供基于多載波通信的單模光纖通信控制系統及方法，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術提
3、基于多載波通信的單模光纖通信控制方法，包括以下步驟：
4、步驟s100.通過網絡監控系統獲取單模光纖通信鏈路的歷史傳輸數據，提取歷史傳輸數據的信號質量參數并構成特征向量；根據特征向量對每條歷史傳輸數據進行信號質量評估，并基于信號質量評估結果對歷史傳輸數據進行分類，分為模板傳輸數據和待優化傳輸數據；
5、步驟s200.分別提取模板傳輸數據和待優化傳輸數據的特征向量，分別標記模板傳輸數據特征向量和待優化傳輸數據特征向量；分析模板傳輸數據特征向量和待優化傳輸數據特征向量之間的偏差關系，從而得到待優化傳輸數據的優化目標；
6、步驟s300.基于模板傳輸數據，建立單模光纖通信鏈路的多載波傳輸模型；根據多載波傳輸模型，模擬待優化傳輸數據的傳輸過程，并根據待優化傳輸數據的優化目標進行實時調整，從而得到待優化傳輸數據的優化策略；
7、步驟s400.根據待優化傳輸數據的優化策略，對待優化傳輸數據進行實時傳輸，通過網絡監控系統獲取單模光纖通信鏈路的實時傳輸數據，并對實時傳輸數據進行信號質量評估；將實時傳輸數據的信號質量評估結果與對應的待優化傳輸數據的信號質量評估結果進行比較分析，并根據比較分析結果輸出相應的提示信息。
8、進一步的，步驟s100包括：
9、s101.從網絡監控系統獲取單模光纖通信鏈路的歷史傳輸數據，針對每條歷史傳輸數據，提取信號質量參數并構成特征向量x，其中信號質量參數具體包括：接收光功率、光纖損耗、信噪比、誤碼率等；且x=[x1,x2,...,xm]，其中x1表示歷史傳輸數據的第1個信號質量參數對應的特征，x2表示歷史傳輸數據的第2個信號質量參數對應的特征，以此類推，xm表示歷史傳輸數據的第m個信號質量參數對應的特征，m表示信號質量參數的數量；使用深度學習模型對特征數據進行映射，從而得到信號質量評分q，對應的計算公式為：
10、q=σ{∑i∈[1,n],wi·φ(wi·x+bi)}，
11、其中，σ表示輸出層的激活函數，wi表示第i層的權重系數，φ表示激活函數，例如relu或sigmoid；wi表示第i層的權重矩陣，bi表示第i層的偏置；通過引入多個非線性映射，將信號質量的各個指標綜合考慮，而不是簡單地加權平均；激活函數的設計（例如，利用swish激活函數）能夠更好地捕捉復雜的非線性關系。
12、s102.匯總所有的歷史傳輸數據的信號質量評分，并計算對應的平均值μq和標準差σq，從而得到信號質量評分閾值θ，且θ=μq+λσq，其中λ表示調節因子；針對每條歷史傳輸數據，比較對應的信號質量評分q與信號質量評分閾值θ之間的大小關系，若信號質量評分q大于等于信號質量評分閾值θ，則將這條歷史傳輸數據標記為模板傳輸數據；若信號質量評分q小于信號質量評分閾值θ，則將這條歷史傳輸數據標記為待優化傳輸數據。
13、進一步的，步驟s200包括：
14、s201.根據歷史傳輸數據的分類結果，針對模板傳輸數據和待優化傳輸數據，分別獲取并標記模板傳輸數據特征向量x_template和待優化傳輸數據特征向量x_optimize，且分別表示為：x_template=[xtemplate1,xtemplate2,...,xtemplatem]，x_optimize=[xoptimize1,xoptimize2,...,xoptimizem]；其中xtemplate1表示模板傳輸數據特征向量的第1個特征值，xtemplate2表示模板傳輸數據特征向量的第2個特征值，以此類推，xtemplatem表示模板傳輸數據特征向量的第m個特征值；同理，xoptimize1表示待優化傳輸數據特征向量的第1個特征值，xoptimize2表示待優化傳輸數據特征向量的第2個特征值，xoptimizem表示待優化傳輸數據特征向量的第m個特征值；
15、s202.計算模板傳輸數據特征向量x_template和待優化傳輸數據特征向量x_optimize之間的差異，從而得到偏差度量d，且具體計算公式為：
16、d=(1/m)×{∑v∈[1,m],lv×(xtemplatev-xoptimizev)^2}^(1/2)，
17、其中，lv表示第v個特征的權重，xtemplatev表示模板傳輸數據特征向量的第v個特征值，xoptimizev表示待優化傳輸數據特征向量的第v個特征值，v取1到m之間的正整數；根據偏差度量d，定義優化目標o，且表達式為：o=min(d)，通過調整待優化數據特征向量x_template，使得偏差度量d最小，從而得到相應的優化后的特征向量x_template_new。
18、進一步的，步驟s300包括：
19、s301.基于模板傳輸數據，定義信道的多路徑模型為：
20、h(f,t)=∑c∈[1,n],αc(t)e^[-j2πfτi(t)]，
21、其中，αc(t)表示第c條路徑的時變衰減系數,τi(t)表示傳播延遲，f表示頻率，n表示路徑數目；將傳輸信號分為多個頻帶進行同時傳輸，設定每個頻帶fk的傳輸信號為sk(t)，且整體傳輸信號表示為：
22、s(t)=∑k∈[1,k],sk(t)·cos(2πfkt)，
23、其中k表示載波數目，fk表示第k個載波的頻率；結合上述內容，構建多載波傳輸模型，且多載波傳輸模型中的每個頻本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于多載波通信的單模光纖通信控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于多載波通信的單模光纖通信控制方法，其特征在于：所述步驟S100包括：
3.根據權利要求2所述的基于多載波通信的單模光纖通信控制方法，其特征在于：所述步驟S200包括：
4.根據權利要求3所述的基于多載波通信的單模光纖通信控制方法，其特征在于：所述步驟S300包括：
5.根據權利要求4所述的基于多載波通信的單模光纖通信控制方法，其特征在于：所述步驟S400包括：
6.基于多載波通信的單模光纖通信控制系統，應用于權利要求1-5中任一項所述的基于多載波通信的單模光纖通信控制方法，其特征在于：所述系統包括：歷史數據采集與信號質量評估模塊、數據特征提取與偏差分析模塊、多載波傳輸模型構建與模擬模塊、實時傳輸與質量監測模塊以及優化結果輸出與調整提示模塊；
7.根據權利要求6所述的基于多載波通信的單模光纖通信控制系統，其特征在于：所述歷史數據采集與信號質量評估模塊包括數據采集單元、信號質量評估單元以及分類單元；
<...【技術特征摘要】
1.基于多載波通信的單模光纖通信控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于多載波通信的單模光纖通信控制方法，其特征在于：所述步驟s100包括：
3.根據權利要求2所述的基于多載波通信的單模光纖通信控制方法，其特征在于：所述步驟s200包括：
4.根據權利要求3所述的基于多載波通信的單模光纖通信控制方法，其特征在于：所述步驟s300包括：
5.根據權利要求4所述的基于多載波通信的單模光纖通信控制方法，其特征在于：所述步驟s400包括：
6.基于多載波通信的單模光纖通信控制系統，應用于權利要求1-5中任一項所述的基于多載波通信的單模光纖通信控制方法，其特征在于：所述系統包括：歷史數據采集與信號質量評估模塊、數據特征提取與偏差分析模塊、多載波傳輸模型構建與模...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉青，焦宇陽，周小楠，丁一銘，鄭天宇，田陽，楊芳，王胤凱，
申請(專利權)人：北京卓越電力建設有限公司，
類型：發明
國別省市：
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