高速光通信激光器带宽模型改进与并行计算优化

杨思¹(),李思童²,张进东³,白羽^4,*()

1. 北京建筑大学机电与车辆工程学院, 北京 100044
2. 北京建筑大学土木与交通工程学院, 北京 100044
3. 中国科学院大学中国科学院计算机研究所, 北京 100083
4. 北京建筑大学理学院建筑结构与环境修复功能材料北京市重点实验室, 北京 100044

收稿日期:2018-05-25出版日期:2019-02-20发布日期:2019-03-01
通讯作者:白羽E-mail:1262421800@qq.com;baiyu@bucea.edu.cn
作者简介:杨思(1994—)，男，北京人，硕士研究生，主要研究方向为人工智能和信号处理. E-mail：1262421800@qq.com
基金资助:国家自然基金项目(21576023);国家自然基金项目(51406008);“十三五”重点研发计划项目(2016YFC0700601);北京建筑大学市属高校科研业务基本经费项目(X18122);北京建筑大学市属高校科研业务基本经费项目(X18087)

Improvement of bandwidth model for high speed optical communicationlaser and its optimization by parallel computing

Si YANG¹(),Sitong LI²,Jindong ZHANG³,Yu BAI^4,*()

1. School of Mechanical-Electronic and Vehicle Engineering, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044, China
2. School of Civil and Transportation Engineering, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044, China
3. Institute of Computing Technology, Chinese Academy of Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
4. Beijing Key Laboratory of Functional Materials for Building Structure and Environment Remediation, School of Science, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Beijing 100044, China

Received:2018-05-25Online:2019-02-20Published:2019-03-01
Contact:Yu BAI E-mail:1262421800@qq.com;baiyu@bucea.edu.cn

Supported by:国家自然基金项目(21576023);国家自然基金项目(51406008);“十三五”重点研发计划项目(2016YFC0700601);北京建筑大学市属高校科研业务基本经费项目(X18122);北京建筑大学市属高校科研业务基本经费项目(X18087)

摘要/Abstract

摘要： 为适应高速传输的网络需求,需要优化光线通信激光器特性。利用垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser, VCSEL)实测输出的数据,对激光器热传感模型进行改进。模型改进过程中,使用量子速率方程描述VCSEL的特性,考虑到增益常数与温度之间的关系,用高阶拟合方法优化激光器带宽系统,与实测数据更加接近。结合下一代高速网络需求,采用并行数据挖掘思想,利用缓冲器加快求解速度。结果表明:输出光功率在高温和大量注入电流下会出现热饱和下降;优化后的模型更贴近实测数据,遗传算法对于系统规模变化的适应性很强,给出的规划线路具备可靠性;基于状态机的并行数据处理方法使得模型计算速度提高了9.15%。在考虑热限制的同时,实现了新一代光纤通信高速传输需求。


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