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3期
基于少模光纤的模分复用系统能继续提高光纤通信系统的传输容量，目前已成为全球的研究热点。在介绍了少模光纤设计后，文章对3种模式选择性激励技术(偏移注入、长周期光纤光栅和空间光调制)的激励机制、特点及实现进行了研究，并重点介绍了基于空间光调制的模式选择性激励技术。
模分复用 少模光纤 偏移注入 长周期光纤光栅 空间光调制 MDM FMF offset injection LPG SLM 
AOWC(全光波长转换)是WDM (波分复用)光纤通信网络中的一项核心技术，基于FWM (四波混频)的AOWC能够保持信号原有的振幅、相位和偏振方向，适用于高频谱效率的高级调制格式信号波长转换。文章系统地总结了基于FWM实现各种高级调制格式信号波长转换的研究进展，对各种方案的特点进行了比较分析，最后探讨了提高器件实用性和可靠性的方法。
全光波长转换 四波混频 高级调制格式 AOWC FWM advanced modulation format 针对差异化的用户QoS(服务质量)需求，提供支持区分业务的RWA(路由和波长分配)算法是光网络当前研究的重点。文章提出了一种改进的支持区分服务的智能光网络GWAS (分组波长分配策略)，针对不同等级的业务采用动态可调整的波长分组方案以实现差异化QoS。仿真结果表明，GWAS方案可以保证高优业务比低优业务具有更好的性能：在每根光纤复用9波长和160波长情况下，Mesh与NSFNET网络中高优业务比低优业务的阻塞率在相同业务负荷下最大降低24%与18%和15%与10%。
智能光网络 路由和波长分配 区分业务 分组波长分配策略 服务质量 intelligent optical network RWA differentiated services GWAS QoS 针对部分QC-LDPC(准循环低密度奇偶校验)码存在秩亏的问题，研究了一种满秩QC-LDPC码的构造方法，这种方法在降低编码复杂度的同时，还减少了短环数量。针对BP(置信传播)译码算法复杂度高的问题，提出了一种改进的BP译码算法，选择变量节点对数似然比值判决门限T=5.3和校验节点选择的边数q=3，在不同强度弱湍流条件下还能在一定程度上改善译码性能。研究表明，文章提出的LDPC码构造方法和译码算法在大气激光通信中具有一定的应用前景。
大气激光通信 准循环低密度奇偶校验码 秩 置信传播算法 atmospheric laser communication QC-LDPC code rank BP algorithm 在分析频偏对信号星座图影响的基础上，提出了一种基于盲源分离的载波残余频偏与相偏的估计方法。首先对接收信号进行中心化和白化的预处理，且用以随机数初始化的分离矩阵对接收的数据点进行实时分离处理；然后结合随机梯度算法对分离矩阵、混合矩阵以及全局矩阵进行估计，并用基于全局矩阵估计的PI值对变步长进行更新；最后根据分离矩阵中各元素间的关系估计出残余频偏信号的相位变化轨迹，即可进一步由相邻相位突跳点间的间隔数估计出载波频偏的大小。仿真结果表明，该方法能有效地估计出接收信号的残余频偏与固定相偏值。
频偏估计 相位变化 盲源分离 变步长 frequency offset estimation phase change blind separation variable step size 为了防止在多种时钟故障情况下的同步以太网时钟成环，扩展了ESMC(以太网同步消息通道)报文。在利用ESMC报文的预留字节来传送CSID(时钟源标识符)和记录CSTTL(时钟源生存周期)基础上，提出了eSSM(扩展同步状态消息)算法。采用该算法可以有效防止在多种时钟故障情况下的时钟成环，并且能优化时钟树，提高时钟性能。
同步以太网 同步状态消息 以太网同步消息通道 时钟成环 Sync Ethernet SSM ESMC clock loop PON(无源光网络)作为下一代接入网重要的接入方案，在能源短缺的今天，其能耗效率理应受到关注。1 bit能量是衡量能耗效率的指标。单用户1 bit能量在PON的P2MP(点对多点)网络中，其增减不仅仅依赖于ONU(光网络单元)接入带宽的变化，还受到OLT(光线路终端)广播有效因子α的影响。通过改进设备以增加带宽，可使1 bit能量总能耗减小，能量利用率得到提高。
1 bit能量 无源光网络 能耗效率 1 bit energy PON energy efficiency PTN(分组传送网)技术是基于分组交换、面向连接的多业务统一传送技术。介绍了广电城域网的业务及网络特性，对PTN组建广电城域网的技术适应性作了探讨。针对邯郸广电城域网的现状及存在的主要问题，提出采用PTN技术改造邯郸广电城域网的方案，并对改造方案作了详细的说明。网络实施改造后具有很多优势，可以很好地满足未来邯郸广电业务高速发展后对网络规模、结构和容量变化的多样性要求。
分组传送网 下一代广播电视网 广电城域网 PTN NGB radio & television MAN 目前基于PON(无源光网络)技术的FTTx光接入网正在快速发展，光接入网的维护和管理面临着巨大的挑战，对高效的网络维护和管理手段尤其是业务验收及故障诊断的方法、工具的需要显得尤为迫切。文章从FTTx光接入网维护管理中需要解决的关键问题出发，简要分析了FTTx光接入网综合测试系统功能需求，并在此基础上提出了适合基于PON技术的FTTx光接入网测试架构方案。
光接入网 无源光网络 测试系统 故障诊断 optical access network PON test system fault diagnosis 为了理论分析PCF(光子晶体光纤)的损耗特性，采用多极法研究了包层空气孔直径、孔间距和空气孔层数等参数对PCF 1.31和1.55 μm波长处损耗特性的影响。结果表明，选择高空气填充率的结构和增加包层空气孔层数都可以降低PCF损耗；通过增大最外层空气孔直径可在保持色散特性不变的情况下显著降低PCF的损耗。该结论可以为设计低损耗特性的PCF提供理论依据。
光子晶体光纤 损耗 多极法 PCF loss multipole method 简要介绍了GPON(吉比特无源光网络)ONU(光网络单元)的系统构架，重点分析了GPON ONU受到的常见攻击以及造成攻击的原因，并且在实践的基础上提出了防范攻击的具体解决方案。通过令牌桶限速机制限制ONU网卡对CPU(中央处理器)队列的收包速率，有效地防止了大量协议报文对ONU CPU利用率的冲击，对ONU进行了保护，避免了对GPON ONU的攻击给用户造成的不便。
吉比特无源光网络 光网络单元 攻击 网卡驱动 中央处理器利用率 GPON ONU attack network driver CPU utilization rate 基于高重复频率低抖动激光器，结合波分复用和时分复用，设计了一套高采样率高精度的光采样系统。给出了光采样量化精度、采样率与采样脉冲时间抖动以及幅度抖动的关系。分析了系统的偏振特性及减小色散累积时间抖动、光纤折射率引起的时间抖动的措施，同时讨论了高功率短脉冲激光在光纤中传输的非线性效应抑制措施。
光采样 偏振 时间抖动 非线性效应 optical analog-to-digital conversion polarization timing jitter nonlinear effect 介绍了一种偏振无关的DSHI(延时自外差法),其光路系统是基于FRM(法拉第旋转镜)的Michelson干涉仪，并对其激光线宽测量原理和偏振无关的特性进行了理论分析。在此基础上分别对传统的M-Z(马赫－曾徳)型DSHI和偏振无关的Michelson型DSHI进行了偏振态稳定性测试和超窄(4.5 kHz)激光线宽测量比较，结果表明，具有高偏振态稳定性的Michelson型DSHI对激光线宽的测量精度更高，同时，用该高精度的Michelson型DSHI在理想的精度范围内成功完成了对另一台1.7 kHz超窄半导体激光器线宽的测量。
线宽测量 迈克尔逊干涉仪 法拉第旋转镜 延时自外差法 linewidth measurement Michelson interferometer FRM DSHI 对由FBG (布拉格光纤光栅)和LPFG (长周期光纤光栅)构成的SFG (超结构光纤光栅)，采用耦合模方程的相似变换解法，研究了应变梯度和温度梯度对SFG的透射谱和反射谱的影响。模拟结果表明，SFG在应变梯度或温度梯度的作用下，其反射光谱和ν阶包层模的透射光谱按确定规则独立漂移，据此可以同时求出光栅所在位置的应变和应变梯度，或温度和温度梯度。
超结构光纤光栅 耦合模理论 应变 温变 superstructure fiber grating coupled mode theory strain temperature change 为了解决光电检测系统检测微弱光信号时的噪声问题，通过建立等效电路模型，推导出了光电检测电路输出信噪比公式并分析了影响系统噪声性能的关键因素。设计了一种可探测微弱光信号、具有宽动态范围和自动换档功能的光电检测系统。实验结果表明，该系统可对微弱光信号进行精确探测。
光电检测 微弱光信号 电路设计 photoelectric detection weak optical signal circuit design 文章设计并制作了一种新颖的低成本、小体积、可手持的基于压控可变透镜的VOA(可调光衰减器)。该器件以具有圆柱状通孔的精密套管为透镜腔，套管的两端分别连接输入光纤连接器管脚和带外螺纹的输出光纤连接器管脚，形成“输入光纤+可变透镜+输出光纤”的结构。通过螺旋套管的手动螺旋进动使液体透镜发生挤压形变以实现透镜焦距的调节，从而控制从输入光纤耦合到输出光纤的光强耦合效率以实现光的衰减可控调节。实验结果表明，这种光衰减器的衰减范围达到3～60 dB。可用于实验教学等场合。
压控可变透镜 可调光衰减器 手持式 pressure controlled variable lens VOA handheld 为解决二维光子晶体在光束调整和光束偏转中的应用，采用有限时域差分法和完全匹配层吸收边界条件，通过在结构中引入消反层，从理论上实现基于二维光子晶体的偏振分束器。优化计算表明，通过随光频的改变调节消反层参数，可以实现TE模超过95%的光发生透射，TM模超过95%的光发生反射，从而使TM模与TE模分离。引入消反层的偏振分束器具有尺寸小、透射率高、分束角大和偏振分束率高等优点，在高密度集成光通信系统中有广泛的应用。
二维光子晶体 偏振分束器 时域有限差分法 优化设计 2-D photonic crystal PBS FDTD method optimization design 针对ZigBee无线传感器网络在移动过程中严重丢包和能量受限问题，通过分析簇算法、簇树(ClusterTree)与AODVjr混合算法，设计了一种基于ClusterTree+AODVjr协议的混合动态成簇路由算法。该算法采用动态成簇机制，能够使节点移动后及时响应拓扑变化，快速重建网络连接，减少丢包现象，提高网络有效分组递交率；同时利用减少RREQ(路由请求分组)的洪泛广播来降低能耗。利用网络仿真器NS2进行了仿真实验，结果表明与原ClusterTree+AODVjr算法相比，该改进算法可平均降低14%的能耗，提高8%的平均有效分组递交率。
ClusterTree+AODVjr混合算法 动态成簇 能耗 分组递交率 ClusterTree+AODVjr algorithm dynamical cluster energy consumption packet delivery rate 利用modtran大气传输模型对低空信道紫外光传输特性进行分析，研究了近地短距离传输的大气吸收和散射的数学模型。在实验室环境下，系统采用视场角为80°的紫外LED(发光二极管)发射，在传输距离为5~8 m的情况下进行了模拟信号的散射传输测试。结果表明：利用一定的有效散射体，收发俯仰角从10°增加到65°时，能有效实现短距离紫外散射传输。散射体浓度过大对紫外光存在强烈的吸收作用，传输距离将减小，单个紫外LED发射功率低，实际通信应用中，可采用阵列LED来提高发射功率，增加传输距离。
散射通信 紫外光 仰角 透过率 视场角 scatter communication UV elevation angle transmission angle of vision HARQ(混合自动重传请求)技术能够很好地补偿无线移动信道时变和多径衰落对信号传输的影响，已成为LTE(长期演进)系统中不可缺少的一项关键技术。针对TD-LTE(时分双工的LTE)系统中的上下行HARQ过程，提出了一种在DSP(数字信号处理器)中的实现方案，通过在DSP中运行，验证了该方案的有效性和可行性。
长期演进 上下行HARQ过程 DSP实现 LTE uplink/downlink HARQ process DSP implementation 由于电信网络环境的动态性， DM(数据挖掘)技术的简单应用并不足以及时获取到更深层的知识。文章首先对基于DM技术实时状态下的应用提出一种方法论，把电信数据转换为知识这一系列过程；然后，通过智能代理框架来协助实时环境下的DM流程；最后，对基于智能代理获取到实时知识的DM技术的整合进行案例分析。实验表明，实时知识是管理电信网络的关键。
实时数据挖掘 智能代理 电信网络 real-time data mining intelligent agent telecommunication network