УДК 519.876.5
Нейросетевой анализ спектральных загрязнений в интересах обеспечения устойчивости оптических сетей связи
Канаев А. К., Иванин А. Н., Соколов А. С., Щербак К. П.
Читать статью полностью
Нейросетевой анализ спектральных загрязнений в интересах обеспечения устойчивости оптических сетей связи(1,8 MB) Ссылка для цитирования:
Нейросетевой анализ спектральных загрязнений в интересах обеспечения устойчивости оптических сетей связи / А.К. Канаев, А.Н. Иванин, А.С. Соколов, К.П. Щербак // Информация и Космос. – 2025. – № 4. – С. 6–11.
Аннотация
В статье рассматривается подход к повышению устойчивости оптических сетей связи путём использования нейросетевого вычислителя для анализа эффектов четырёхволнового смешения (ЧВС). Предложен алгоритм на основе искусственной нейронной сети, способной быстро оценивать уровень ЧВС на основе текущей спектральной конфигурации каналов и параметров линии. Разработанный вычислитель позволяет в реальном времени оптимизировать спектральное распределение каналов с учётом угроз паразитной интермодуляции за счет формирования критерия динамического переключения каналов для минимизации воздействия атак и повышения времени, в течение которого сеть способна выполнять свои функции. Представлены результаты моделирования, демонстрирующие эффективность предложенного подхода по сравнению с традиционными методами численного анализа.
Ключевые слова:
искусственная нейронная сеть – artificial neural network; оптическая сеть связи – optical communication network; спектральное разделение каналов – spectral separation of channels; четырёхволновое смешение – four-wave mixing; устойчивость – resilience.
Список литературы
1. Грищенко, С. С. Угрозы информационной безопасности современных оптических транспортных сетей связи / С.С. Грищенко, А.Н. Иванин, Д.В. Субботин // Научно-
техническая конференция Санкт-Петербургского НТО РЭС им. А.С. Попова, посвященная Дню радио. – 2024. – № 1 (79). – С. 272–273.
2. Intensity-Dependent Phase-Matching Effects on Four-Wave Mixing in Optical Fibers / S. Song, C.T. Allen, K.R. Demarest, R. Hui // Journal of Lightwave Technology. – 1999. – Vol. 17, No. 11. – P. 2285–2290.
3. Four-Photon Mixing and High-Speed WDM Systems / R.W. Tkach, A.R. Chraplyvy, F. Forghieri [et al.] // Journal of Lightwave Technology. – 1995. – Vol. 13, No. 5. – P. 841–848.
4. Sefler, G. A. Frequency Comb Generation by Four-Wave Mixing and the Role of Fiber Dispersion / G.A. Sefler // Journal of Lightwave Technology. – 1998. – Vol. 16, No. 9. – P. 1596–1605.
5. Musetti, S. On the Accuracy of Split-Step Fourier Simulations for Wideband Nonlinear Optical Communications / S. Musetti, P. Serena, A. Bononi // Journal of Lightwave Technology. – 2018. – Vol. 36, No. 23. – P. 5669–5677.
6. The inverse scattering transform-Fourier analysis for nonlinear problems / M.J. Ablowitz, D.J. Kaup, A.C. Newell, H. Segur // Studies in Applied Mathematics. – 1974. – Vol. 53, Iss. 4. – P. 249–315.
7. Numerical Solution of Nonlinear Schrodinger Approaches Using the Fourth-Order Runge-Kutta Method for Predicting Stock Pricing / A. Kartono, V. Fatmawati, S.T. Wahyudi, Irmansyah // Journal of Physics: Conference Series. – 2020. – Vol. 1491, No. 1. – P. 012021.
8. Надежность и эффективность в технике. Справочник в 10 т. / Ред. совет: В.С. Авдуевский (пред.) [и др.]. – Т. 1: Методология. Организация. Терминология / под ред. А.И. Рембезы. – Москва : Машиностроение, 1986. – 224 с.
9. Prakash, K. B. Programming with TensorFlow: solution for edge computing applications / K.B. Prakash, G.R. Kanagachidambaresan. – Cham : Nature Switzerland AG : Springer Cham, 2021. – 190 p.
10. Sanders, J. CUDA by example: an introduction to General-Purpose GPU programming / J. Sanders, E. Kandrot. – Boston : Addison-Wesley Professional, 2010. – 320 p.
11. Ясинский, C. А. Концептуальная модель ведомственной оптической транспортной сети связи в условиях деструктивных воздействий / С.А. Ясинский, С.М. Одоевский, А.П. Бойко // Информация и Космос. – 2024. – № 4. – С. 21–27.