精确的损伤建模与基于物理层信道的跨层优化:用于C+L波段光网络中吞吐量的提升

时间:2026年5月19日
来源:IEEE Open Journal of the Communications Society

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摘要:为了提高先进的C+L波段光网络的吞吐量,考虑了三个关键因素:频谱效率(SE)的提升、余量的减少以及协调这两个因素优势的资源分配技术。在余量减少方面,提出了一种精确的物理层损伤(PLI)模型,即C+L波段增强型分量高斯噪声(C+L-ECWGN)模型,该模型考虑了PLI上的调

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摘要:

为了提高先进的C+L波段光网络的吞吐量,考虑了三个关键因素:频谱效率(SE)的提升、余量的减少以及协调这两个因素优势的资源分配技术。在余量减少方面,提出了一种精确的物理层损伤(PLI)模型,即C+L波段增强型分量高斯噪声(C+L-ECWGN)模型,该模型考虑了PLI上的调制校正项以及C+L波段传输中的频谱整形效应,从而为跨层网络资源分配中应用概率星座整形(PCS)提供了坚实的基础。所提出的模型在计算复杂度上与传统的高斯噪声增强模型(EGN)相当,后者在考虑频谱需求时忽略了其实际形状,将其视为矩形。在典型的衰减条件下,该模型可以将调制校正项的估计误差降低多达39.8%;与现有最先进模型相比,各种调制格式下的非线性干扰(NLI)估计误差最大可降低26.2%。最后,通过整合PCS技术和精确的PLI估计优势,开发了基于PLI感知的PCS跨层优化(PAPCO)算法,以实现连续且自适应的调制到频谱效率的映射。仿真结果表明,与基于传统EGN建模(矩形频谱和均匀QAM调制)的基准方案相比,所提出的PAPCO-ECWGN算法将归一化信噪比(SNR)余量降低到接近零,从而使网络吞吐量提高了41.3%,平均频谱效率提高了35.2%。

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