一种改进型算法在用户端的性能评估的应用

摘要：未来高速宽带通信网络用户端的性能的好坏，直接决定了用户的网络体验。网络速度以及传输性能等参数尤其重要。因此，对用户端设备进行计算机建模就显得异常重要并且必要，它在一定程度上决定了未来网络布局的优劣。在此背景下，对调制器与接收器的性能进行了参数分析，并进行了详细的讨论。结合噪声指数以及信号增益对设备进行了算法优化，对未来的进一步设计与提高提供了必要的模型支撑。

关键词：算法优化；软件；性能评估；用户端；网络体验

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）35-0115-02

Abstract： In the future high speed communication network， the devices performance the future network will directly influence the web experience. The internet speed and the parameter designed in the transmission network are very important. Hence， modeling on users device is vital and necessary. It will influence the whole network distribution. Under this background， the parameters are detail analyzed and discussed. After the establishing the model， the noise figure and signal gain are optimized by the algorithm， providing supports on next redesign and improvement.

Key words： Optimization on algorithm； software； performance evaluation； user； web experience.

1 概述

为了适应未来的网络需求，优化接入网的用户端是必要的。降低用户端的体积以及设备的成本显得格外重要。最近一些研究显示，半导体集成光放大器（SOA）应用于用户端的调制器，并且对其进行高速调制，在中心局 （CO） 进行上行信号的接收[1-4]，实现了给予每个用户10 Gb/s的网络速度。在此，本文对用户端的调制器进行优化，对SOA器件进行数学建模，对其模型进行分析，对未来的接入网器件进行优化设计以实现最大化的利用接入端器件。

2 数学建模

首先对模型进行分析，通常情况下，SOA的波导选择性掩埋生长在InP材料上。 注入信号之后，自发放大辐射就积累了噪声并影响了调制性能。据此，根据已有参数，建立费米能级模型并得到如图1所示关系。从图1得知，导带（conduction band）与价带（valence band） 的特性不同[7]，其相应的费米能级与载流子密度分别正相关和反相关。因此合理的控制导带和价带的能量，就能控制好半导体光放大器的性能[5]。

在不同的注入电流（与参数载流子密度相关）下，输出功率与输入功率关系如图3a，在最高180 mA下，输入功率Pin=0 dB时候，输出功率Pout= 5 dBm。在相同注入电流下，输出功率在 Pin=[-40， -10] dBm 区间呈现线性相关；随着Pin的增加，输出功率在Pin大于-10 dBm开始，接近饱和。

信号增益是决定信号质量的决定因素，因此该模型提供了对增益的建模，结果如图3b所示。小增益信号达到峰值20 dB. 在不同注入电流下（80 mA 到180 mA）， 随着输入功率的增加，增益不断增加，并逐步接近饱和。

3 结论

对半导体放大器调制信号进行建模，成功地实现了参数优化的可能性，为进一步的研究提供的强有力的数学模型支持。在已知特定参数的条件下，有效的预见了通信网络用户端设备的性能好坏，实现了高效绿色的设计理念。

参考文献：

[1] Tomkos I， Miyamoto Y，Wellbrock G，et al. Guest editorial： Spatially and spectrally flexible elastic optical networking[J]. IEEE Comm. Magazine， 2015，53（20）.

[2] Guang L. Hydrogen storage in Pd-nanocrystals covered with a metal–organic framework [J]. Natutre Mater， 2014（13）：802.

[3] 梁胜斌， 楚广琳.SOA架构下协同式自动化组卷系统的设计与实现， [J]. 电脑知识与技术， 2013（22）.

[4] 楚广琳， 余正生.三通管的交互设计， [J]. 杭州电子科技大学学报， 2008（28）.

[5] Meehan A， Connelly M J. Experimental characterization and modeling of the improved low frequency response of a current modulated bulk RSOA slow light based microwave phase shifter， Opt. Comm. 341， 241， 2015.

[6] Zhang X， Amir Hosseini， Lin X， et al. Polymer-based hybrid-integrated photonic devices for silicon on-chip modulation and board level optical interconnects， IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron.19（6）， 2013.

[7] Kawanishi T， Sakamoto T， Izutsu M. High speed control of lightwave amplitude， phase， and frequency by use of electro-optic effect， IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron， 2007， 13（1）：79-91.