近日，中国科学院国度授时中央的科研团队于长间隔光纤时间通报体系研究方面实现要害冲破。

于天文地球动力学丈量、全世界定位导航、长基线干预干与丈量等浩繁前沿范畴，精准的时间通报至关主要。然而跟着光纤传输间隔的不停增长，光旌旗灯号于长间隔传输历程中会因光纤链路孕育发生的损耗而削弱，双向掺铒光纤放年夜器（Bi-EDFAs）虽能赔偿光旌旗灯号损耗，却也会引入噪声，从而致使信噪比（SNR）降落，严峻影响时间通报机能。怎样优化Bi-EDFAs的光增益以晋升信噪比，成为亟待解决的难题。

图1 基在多个Bi-EDFAs的长间隔双向光纤时间通报体系示用意

本研究团队提出了一种基在改良遗传算法（Improved Genetic Algorithm，IGA）的优化要领，可以或许于线优化光纤链路中双向掺铒光纤放年夜器（Bi-EDFAs）的光增益。该要领依据光纤链路噪声对于主光旌旗灯号的影响构建方针优化函数，再借助IGA算法求解Bi-EDFAs的最优增益系数。详细而言，IGA于初始化种群时会参考光纤链路参数，确保初始种群更具针对于性。于进化历程中，它采用自顺应遗传算子履行选择、交织及变异操作，能按照种群的及时环境矫捷调解进化计谋。同时，IGA还有引入了灾变操作，这一操作有用防止了算法堕入局部最优解的问题，使患上算法可以或许快速找到让体系信噪比最年夜化的Bi-EDFAs最优光增益组合。

图2传统与改良的遗传算法求解流程对于比图

科研团队对于该要领举行了体系试验验证。成果注解，IGA的收敛效率年夜幅晋升，仅需百次迭代就能到达最优值，且与抱负化穷举法比拟仅低0.61dB，收敛时间缩短了三个数目级；相较在传统固定增益设置（如17.5dB），IGA使信噪比晋升了15.94dB。研究职员别离于276 km（含3个Bi-EDFAs）及439 km（含5个Bi-EDFAs）的试验室光纤链路长进行测试，成果显示，基在IGA优化增益设置的链路信噪比，相较在传统固定增益设置晋升了跨越15dB，与抱负化穷举法比拟仅低2dB摆布。差别试验室光纤链路下对于信噪比的优化效果如图3所示，此中，图（a）、（b）别离对于应276km光纤链路的3个WilliamHill中文官方网站-Bi-EDFAs于差别算法下的最优增益和信噪比成果；图（c）（d）别离对于应439km光纤链路的5个Bi-EDFAs于差别算法下的最优增益和信噪比成果。

图3差别试验室光纤链路下的信噪比优化效果图

此项冲破意义庞大，为构建天下高精度光纤授时收集中继方案提供了要害技能支撑，也有用晋升了我国于全世界高精度时间通报范畴的焦点竞争力。

本研究相干结果以《Online optimization of bidirectional amplifiers in long-haul fiber-optic time transfer systems based on improved genetic algorithm》为题发表在Optical Fiber Technology?(2025年第90卷)。