期刊基本信息
创刊：
1975年 • 双月刊
名称：
光通信研究
英文：
Study On Optical Communications
主管单位：
中国信息通信科技集团有限公司
主办单位：
武汉邮电科学研究院有限公司
主编：
余少华 社长：王熹
ISSN：
1005-8788
刊号：
CN 42-1266/TN
电话：
027-87691537
邮箱：
地址：
湖北省武汉市江夏区高新四路6号烽火科技园
邮编：
430074
定价：
16元
光通信研究 第39卷 第1期
对传输容量为16×40 Gbit/s、传输距离为500~2 000 km的DWDM(密集波分复用)系统进行了研究。分析了不同调制方式(CSRZ(载波抑制归零)码、DRZ(双二进制归零)码和MDRZ(改进的双二进制归零)码)、不同色散补偿方案(前置、后置和中间色散补偿)对系统传输性能的影响。仿真结果表明, 当传输距离超过1 500 km后, MDRZ码能够很好地抑制FWM(四波混频)效应, 提高系统性能; 中间色散补偿方案比前置色散补偿和后置色散补偿有更好的补偿效果。
密集波分复用 载波抑制归零 双二进制归零 改进的双二进制归零 DWDM CSRZ DRZ MDRZ 
符号同步偏差严重影响了OFDM(正交频分复用)系统的性能。针对S&C方法存在的测度平顶和Minn方法出现的副峰, 提出了一种新的符号同步方法。该方法在Minn方法的基础上, 通过设计新的定时测度计算方法, 在消除定时测度平顶的同时, 还避免了定时测度曲线副峰的出现。仿真结果表明, 该方法的定时测度曲线为单一峰值, 在低信噪比及多径衰落环境下具有更低的均方误差。
正交频分复用 符号同步 训练序列 多径衰落 均方误差 OFDM symbol synchronization training sequence multi-path fading MSE 针对传统测井传输方案的不足, 设计了一种高温测井信息光纤传输方案。采用TI公司MSP系列低功耗单片机作为井下测控芯片, 高温光模块为信号收发器, 耐高温光纤为传输介质。上位机不仅能向下发送命令来控制井下钻机和传感器, 也可将该链路回传的测井信息(比如温度、压力、电阻值等)显示出来。实验结果表明, 该方案不仅能够长时间在高温工作环境下(110 ℃)实现测井信息的远距离宽带传输(可达2 Mbit/s), 而且能够提供灵活的扩展方式, 使占用空间更少、重量更轻。
光纤传输方案 油田测井 高温环境 单片机 fiber-optic transmission scheme oilfield logging high temperature environment MCU 从光网络地理分布模型出发, 采用通用模型下的最坏圆形切割算法, 对网络拓扑结构进行了建模和仿真, 计算出了网络的最坏圆形切割集, 进而算出了网络的节点风险概率, 并根据节点风险概率对网络的脆弱性做出了评估, 这些工作对提高光网络的抗毁能力具有一定的参考意义。
网络地理分布 网络最坏圆形切割 节点风险概率 光网络 network geographical distribution NWCC node risk probability optical network 为了获得微结构光纤的平坦色散特性, 设计了一种圆形排列的微结构光纤, 其包层由周期分布的空气孔构成, 通过有限元数值分析法对该微结构光纤基模的色散特性进行了数值仿真, 研究了色散和纤芯圆孔尺寸以及波长的关系。结果表明: 内外空气孔间距和直径对微结构光纤的色散曲线都有影响, 但内包层大孔间距和第一圈小空气孔的直径对色散曲线的走向起决定作用。在内圈空气孔直径为3.1 μm, 其他空气孔直径为1.0 μm, 内圈空气孔中心间距为5 μm, 其他空气孔中心间距为4 μm时, 光纤在1.3 μm波长的色散为19.5 ps/(nm·km), 在1.6 μm波长的色散为26.5 ps/(nm·km), 在1.3~1.6 μm波长范围内, 其色散值变化范围为7 ps/(nm·km)。
微结构光纤 有限元法 色散 microstructure fiber finite element method dispersion 为提高MZI(马赫-曾徳干涉仪)型交错滤波器的输出光平坦度, 扩大信道带宽, 提出了由1个3×3和两个2×2单模光纤耦合器组成的全光纤级联MZI型交错滤波器, 用传输矩阵法推导出了模型的输出谱和相关参数之间的表达式并进行了特性分析。结果表明: 当耦合器的分光比和光纤干涉臂之差为定值时, 可以产生理想的交错谱图。这种滤波器信道间隔为2 nm。此外应用双环光纤辅助的方法可使得输出波形的顶端更加平坦, 边模抑制比贴近理论值。
马赫-曾德干涉仪 双环辅助光纤 耦合器 波长交错滤波器 MZI double-ring assisted optical fiber coupler wavelength interleaver filter 在研究MPF(微波光子滤波器)理论的基础上, 针对滤波器的整体性能优化和偏振不稳定性, 提出了一种基于法拉第旋转镜辅助设计的MPF结构, 得到了一个高阶结构的MPF。实现了同时具有高Q值、高边频选择性和高阻带抑制比的可调谐带通滤波器。采用信号流图分析了法拉第旋转镜反射光纤环延迟线结构中微波调制信号的流程, 推导出了传递函数、Q值表达式。并进行了仿真, 分析了耦合系数、光纤放大器增益和光纤环环长对输出谱特性的影响。
微波光子滤波器 光纤环延迟线 信号流图 法拉第旋转镜 MPF FRDL signal flow graph Faraday spinning mirror 文章重点介绍了40 Gbit/s RZ-DQPSK(归零码-差分正交相移键控) Transponder模块的组成和关键技术, 针对发射端和接收端控制给出了合理的实验方案。通过眼图、星座图以及光信噪比试验进行验证, 眼图良好, 光信噪比为12.3 dB。实验结果表明, 采用该方案设计出的光模块的参数能满足标准要求, 可以应用于光通信领域。
Transponder模块 发射端控制 接收端控制 星座图测试 transponder module transmitter end control receiver end control constellation test 介绍了10 Gbit/s EPON(以太网无源光网络)系统中对称OLT(光线路终端)光模块的设计方案和关键技术, 重点描述在接收端如何实现双速率突发接收, 以及10 Gbit/s突发接收部分硬件电路的构成。测试结果表明: 该模块在突发接收条件下接收端的接收建立时间和灵敏度均满足10 Gbit/s EPON标准IEEE Std.802.3av的要求。
光线路终端光模块 对称 突发接收 接收建立时间 OLT optical module symmetric burst receiving reception setup time Er3+∶Yb3+共掺磷酸盐玻璃激光器能发射1.54 μm附近的激光, 这种激光器广泛应用于光通信、激光雷达和人眼安全激光测距等方面。文章以输出波长为975 nm的半导体激光器为泵浦源, 采用Er3+∶Yb3+共掺磷酸盐玻璃为工作物质, 成功地实现了平平腔、平凹腔常温下连续输出TEM00模的1.54 μm激光。实验结果表明: 随着谐振腔腔长的增加, 输出激光能量减小, 而阈值功率增大。最后采用弯月型输出镜改善光束质量, 获得了最大功率为30 mW的1.54 μm信号光输出。
激光器 铒玻璃 1.54 μm激光 laser erbium glass 1.54 μm laser 在分析压差式FBG(光纤布拉格光栅)传感原理的基础上, 采用液压校验仪和Q8384光谱仪对其静态压力传感特性进行了实验研究, 并对实验结果进行了误差分析。实验结果表明, 在0~0.35 MPa的压力范围内, FBG的灵敏系数为3 pm/kPa, 布拉格波长随着压差的变化呈现出良好的线性关系和重复性, 且迟滞现象较小, 可以用于液压系统的流量测量。
光纤布拉格光栅 压差式传感器 传感特性 误差分析 FBG differential pressure sensor sensing properties error analysis 为使OFDM (正交频分复用)技术在宽带无线通信中得到实际运用, 提出了基于IEEE 802.11a协议的OFDM发射机的设计方案及关键技术的实现方法。在设计中采用自顶向下的设计思想, 通过数字锁相环、乒乓 RAM(随机存储器)等方式提高系统运行的可靠性。并利用Altera公司的Cyclone IV E系列FPGA(现场可编程门阵列)器件的特点和灵活的IP Core(知识产权核)功能, 实现了OFDM发射机的设计。在Modelsim环境下的仿真结果证明了该设计的有效性, 且占用的资源少。
正交频分复用 数字锁相环 知识产权核 OFDM PLL IP Core 针对LTE-A(长期演进技术的后续演进)技术的RRM(无线资源管理)及优化问题, 提出一种在LTE-A系统中基于RRM功能博弈的无线资源分配策略。其主要思想是根据RRM中的两个功能——无线接纳控制和无线承载控制之间的竞合关系, 建立博弈模型, 通过求取博弈模型的纳什均衡, 实现系统服务量的最大化, 以达到运营商经济利益和用户满意度的有效统一。
长期演进技术的后续演进 无线资源管理 博弈论 无线接纳控制 无线承载控制 LTE-A RRM game theory radio admission control radio bearer control VPN(虚拟专用网)的安全性是用户首要关注的问题。分析了MPLS(多协议标签交换) VPN的安全保障机制和核心网可能遇到的安全威胁, 在此基础上提出了安全改进方案并进行了实验验证。在核心网中, BGP(边界网关协议)邻居间采用MD5(信息摘要算法第五版)鉴权机制, LDP(标签分发协议)邻居间采用GTSM(通用TTL安全机制)。该方案同时考虑了安全性与处理复杂度问题, 经验证可以很好地加强MPLS VPN核心网的安全性。
多协议标签交换虚拟专用网 安全性 信息摘要算法第五版 通用TTL安全机制 MPLS VPN security MD5 GTSM 由于节点是随机移动的, 且其电池容量有限, 在无线Ad Hoc网络(自组织网络)中减少能源消耗以延长网络生存期、保证节点的安全性是研究多路径路由中的主要问题。文章分析了AODV(基于距离矢量单路径按需路由)协议和AOMDV(基于距离矢量多路径按需路由)协议的一些基本特点, 在考虑安全网格定位服务的基础上, 结合能源熵, 提出了一种新的安全多路径路由协议－EEBSMRP。仿真计算结果表明, EEBSMRP在发现最小的节点能源消耗路由、平衡各个节点能源利用率、延长整个网络生存期以及安全性方面有较大的改进。
多路径路由 安全协议 能源熵 multipath routing security protocol energy entropy 为克服远距离光纤传输系统中色散效应的影响, 研究了一种基于光载波抑制的单工ROF(光纤无线电)系统, 并提出改进的双工ROF系统传输方案。在中心站, 采用20 GHz的射频信号将下行链路信号耦合至光载波抑制频段处, 通过单模光纤传输50 km至基站, 并重复利用未调制边带传输上行链路信号。通过仿真得到的系统光谱图和误码率曲线表明: 加入上行链路信号传输后, 下行链路的光纤能量损耗降低, 上、下行链路同时具有较好的抗色散能力。
光通信 光纤无线电系统 双工系统 光载波抑制 optical communication ROF system duplex system optical carrier suppression 针对黑匣子等弹载记录设备搜寻困难的问题, 设计了一种基于BPSK(二进制相移键控)调制方式的无线信标机。选用U-BLOX 公司的GPS(全球定位系统)模块NEO-5Q自我定位, 使用DDS(直接数字频率合成器)芯片AD9910进行高频BPSK调制, 再将信标数据帧通过射频电路板以一定频段发射。经实测, 该设计可以得到输出功率达1.9 mW、频段为400 MHz以上的BPSK调制信号。该设计是借用软件无线电的思想, 通过软件实现无线电台的各种功能, 具有灵活性与开放性的特点。
二进制相移键控 全球定位系统 无线信标 BPSK GPS radio beacon 为了解决在无线AC(接入控制器)开发与测试过程中出现的多用户终端接入测试困难及测试AC对大量用户的处理性能的问题, 介绍了一种支持EAP-SIM(可扩展认证协议-客户识别模块)认证的STA(站)模拟器的设计原理, 该模拟器可根据EAP-SIM协议规定, 模拟真实SIM卡用户的接入认证流程, 实现大量用户接入并认证, 对AC进行压力和性能测试。
站模拟器 无线接入控制器 可扩展认证协议 客户识别模块 station simulator wireless AC EAP SIM 为解决用户群体不断增加、数据量日益增大而造成的网络AC(接入控制器)单个板卡处理能力不足的问题, 采用了一种AC板间通信方案。介绍了AC板间通信的原理, 并深入分析了影响板间通信性能的关键因素, 提出了一种适合AC板间通信的方法, 并介绍了编程实现过程。通过对AC动态调控, 关联调控网络AC各个板卡中的模块, 将业务运行在相应板卡, 以达到各个数据流的负载均衡; 并兼顾系统中的各个板卡的性能和运行状况, 以达到提高AC系统的整体性能、降低成本的目的。
接入控制器 板间通信 负载均衡 动态调控 access controller multi-board communication load balance dynamic regulation 针对WLAN(无线局域网)等网络处理设备在开启NAT(网络地址转换)功能时性能受影响的问题, 对NAT在OCTEON芯片中的实现进行了研究。通过分析OCTEON芯片硬件加速特性, 引入了数据面和控制面分离的软件设计架构, 探讨了OCTEON芯片特殊的任务调度机制, 提出了一种基于OCTEON芯片的NAT功能实现方案。实验结果表明, 该方案能较大地提高NAT转换性能, 具有较强的实用性。
无线局域网 网络地址转换 硬件调度 简单执行程序 WLAN NAT hardware scheduling simple executive 针对目前光通信保密系统中基于电信号处理的流密码加解密技术的局限性, 提出基于全光信号处理的加解密技术; 对几种典型的全光异或加密方案进行了研究, 介绍了各自的工作原理、特点及研究进展; 利用OptiSystem软件搭建了基于SOA-MZI(半导体光放大器－马赫-曾德干涉仪)异或门的全光加解密系统仿真模型, 并基于HNLF(高非线性光纤)的自相位调制效应设计了一个优化结构对系统进行优化。研究表明: 全光加解密技术具有优良的特性, 能使整个光通信保密系统运算速率更高,传输更安全。
全光加解密 通信保密系统 异或门 半导体光放大器 高非线性光纤 all-optical encryption/decryption communication security system XOR gate SOA HNLF