文章介绍了基于31.786 Gbaud/s 光收发模块实现的32×100 Gbit/s信号速率、2 080 km标准单模光纤的实时相干光传输试验, 信号采用PM-QPSK(偏振复用四相相移键控)调制格式。信号光源为单个激光器产生的32路波分复用子光载波, 频率间隔为32 GHz, 频谱效率达到3.11 bit/s/Hz。信号传输2 080 km后, 采用20%的FEC(前向纠错)编码时, Q值仍有1.2 dB的余量。此外, 还研究了光滤波器带宽与OSNR(光信噪比)代价的关系。25 h挂机试验结果显示, 信号接收纠错前误码率在1E-2以下, 表明该传输系统稳定可靠。该系统为国内首个单光源3.2 Tbit/s实时传输试验系统,对提升现有100 Gbit/s商用光纤传输系统的传输效率有较大的指导意义。

弹性光网络具有高频谱效率和灵活性等优点, 是光网络发展的主要方向。路由和频谱分配是弹性光网络的核心技术之一。文章提出了一种改进的基于能量感知的弹性光网络RSA(路由和频谱分配)算法, 在进行选路和频谱分配时, 同时考虑了网络中的能耗和可用频谱资源情况。理论分析和仿真结果表明, 与传统RSA算法相比, 改进算法可以提高能量效率, 降低业务阻塞率。

文章首先介绍了100 Gbit/s波分复用系统中几种常用的光层保护方式, 探讨了其技术本质及优劣势, 然后结合现网案例进行系统性能模拟分析, 最后给出了100 Gbit/s波分复用系统保护方式选择的建议。

从光脉冲在光纤中传输演变所满足的基本方程出发, 深入研究了超高斯光脉冲在普通单模光纤中的传输特性, 理论分析了影响最窄脉冲宽度位置的不同因素, 仿真得到了最窄脉冲宽度位置与初始脉冲宽度、二阶群速度色散系数所符合的近似分布函数。仿真结果表明, 无初始啁啾超高斯脉冲入射单模光纤后脉冲波形将不再保持单峰结构, 而是经历一个从近平顶到多峰再到单峰的演变过程; 脉冲宽度在色散的作用下将经历一个先窄化后变宽的过程。最窄脉冲宽度位置的研究对于实际光通信和光传感中色散补偿位置的确定具有一定的指导意义。

由IETF(因特网工程任务组)提出的TRILL(多链路透明互联)协议能有效解决SPT(最短路径树)中浪费带宽和收敛速度慢等问题, 还具有最短路径转发、等价多路径等诸多优势。文章在TRILL技术的基础上, 提出一种改进的TRILL技术实现方法, 该方法采用集中式方法计算路由, 能有效提升网络的自动化管理和控制能力, 满足数据中心大二层组网的需求。

在网络安全接入技术中, 基于IEEE 802.1x协议的认证方法相对于其他认证技术来说有着较大的优势, 但在实际运用中仍存在一些不足。文章简要分析了IEEE 802.1x协议的安全性, 对存在的安全缺陷进行了分析并提出改进流程及解决办法, 通过改进协议包报文中的Type-Data域, 有效地避免了中间人攻击以及DoS(拒绝服务)攻击。实验结果表明, 虽然改进协议会导致交换机CPU(中央处理器)利用率小幅升高, 但在大量报文攻击时仍能达到高达86.3%的过滤率并能有效避免攻击。

为了实现对信号和噪声的有效分离, 从而对光缆线路中的故障点进行准确定位, 避免对故障点的漏判/误判, 改善故障的定位精度, 文章提出一种对通信光缆线路中的故障点进行定位和检测的方法, 基于小波变换模极大值监测信号奇异点的理论, 并结合阈值去噪法来对OTDR(光时域反射仪)测试曲线进行去噪。结果表明, 该方法能对OTDR测试曲线进行有效去噪, 更准确地确定光缆故障点的位置。

针对光纤端面制备中各种因素的影响会导致光纤端面产生缺陷的问题, 研究了一种基于机器视觉技术的光纤端面检测系统。针对光纤端面显微图像的结构特点, 使用图像处理算法拟合其中的椭圆, 并提出了一种基于同心椭圆约束的椭圆检测方法, 挑选出纤芯和包层轮廓的拟合椭圆。依据获取的拟合椭圆参数将光纤端面划分为三个检测区域, 进行分区域的瑕疵点检测和统计。全部算法使用VS2010和OpenCV开发实现。实验表明, 该检测系统可以对光纤端面进行准确的质量测定。

基于塑封10 Gbit/s 850 nm VCSEL(垂直腔面发射激光器) TOSA(光发射器件)在高低温下的P-I(功率-电流)特性, 对10 Gbit/s SFP+(增强版小型可插拔)短距离光模块的温度补偿进行了研究, 提出了多次采样、计算, 对不同温度分段匹配补偿系数的方法。实验数据和分析结果表明, 该方法改善了光模块在全温(-40～85 ℃)范围内的性能, 提高了模块在同类工作环境下的指标一致性。

为了评估光收发模块I2C通信的鲁棒性, 设计了I2C总线极限测试控制器。根据I2C通信协议, 设计超出极限一定范围的参数, 在CPLD(复杂可编程逻辑器件)上通过Verilog HDL设计该控制器, 主要实现频率测试和线路特性测试两大类功能, 通过软件仿真和硬件实现验证了设计的正确性。该控制器也可以实现对其他种类I2C从器件的测试, 只需更改设备地址、偏移地址等相关参数即可。

在忽略FBG(光纤Bragg光栅)非线性效应的情况下, 研究了单模光纤非线性效应对FBG FP(法布里-珀罗)腔输出特性的影响, 导出了连续波及脉冲激光入射时, FBG FP腔透射率的数学表达式。研究结果表明, 连续波入射时, FBG FP腔呈现双稳态输出特性; 脉冲激光入射时, FBG FP腔的输出呈现衰荡特性, 且出现调制不稳定性。

设计了一种结构简单、成本低的TW-EDFL(三波长掺铒光纤激光器), 其输出波长分别为1 530、1 540和1 550 nm, 实现了1.5 mW的稳定输出功率。研究了EDF(掺铒光纤)长度和泵浦功率与输出功率的关系, 得到最佳EDF长度为4.15 m、最佳泵浦功率为200 mW的结论。在结构中加入3个VOA(可变光衰减器),运用增益均衡的方法来平衡谐振腔内3路信号光的增益和损耗, 避免了EDF在室温下的模式竞争效应。

量子无线通信具有信息量大、传输瞬时性和安全性良好等优点。文章在研究量子自由空间传播特性的基础上, 总结了量子无线收发信机纠缠态的分发机制, 并提出了适用于无线广域网的量子无线层次网络结构。针对如何进行信道编码, 使其性能接近系统容限, 以及如何将量子信道编码转换为经典编码的问题, 提出采用三量子比特的信道编码, 并给出一种非规则的编解码方法, 用EXIT图分析了其性能, 结果表明该体系结构适合未来的量子无线通信应用。

基于SC-FDE(单载波频域均衡)和OFDM(正交频分复用)的60 GHz通信系统, 对联合信道估计的IQ不平衡补偿算法进行了研究。通过最小化CRE(信道残余能量), 在未知IQ不平衡参数时可得CIR(信道冲击响应)的最优解。一旦得到IQ不平衡参数, CIR的估计可以通过简单的替换计算来获得。因此, 该算法可将信道与IQ不平衡分离开来进行灵活的补偿, 且对训练序列没有任何限制。仿真结果表明, 无论是60 GHz LOS(视距)还是NLOS(非视距)信道, 使用该方法均可得到很好的性能。

综述了高速DWDM(密集波分复用)系统中的关键技术, 包括QPSK(四相相移键控)、8QAM(8进制正交幅度调制)和16QAM(16进制正交幅度调制)等新型调制格式、超低损耗光纤/拉曼放大和新型光集成器件, 并分析、比较了这些关键技术对DWDM系统传输产生的不同影响。在此基础上, 介绍了近年来DWDM大容量传输的一些成功试验。试验表明, 这些关键技术有着广阔的应用前景。

针对射频功率放大器的非线性问题, 提出一种基于两个复量多项式的模拟预失真电路, 并根据射频功率放大器的响应用LMS(最小均方)算法自适应优化多项式的系数, 从而使功率放大器的线性性能达到最佳。该预失真器的优点是电路简单, 运算量少, 适用于宽带通信。基于双频信号和WCDMA(宽带码分多址)信号对该预失真器进行了仿真测试。实验结果表明, 该预失真线性化方法对交调失真分量抑制效果明显, ACPR(邻信道功率比)可改善至56.1 dB, 对功率放大器的非线性具有良好的补偿效果。

以OCFHC (一次重合跳频码)作为时间扩频序列, OCS (单重合序列)作为波长跳频序列, 构造了一种新的二维光正交码OCFHC/OCS。分析OCFHC/OCS的码字性能, 得到了码字的互相关均值表达式, 并对该码字的误码率进行了仿真比较。仿真结果表明, 当码重和任意两个相邻“切普”波长的最小间隔一定时, 增加OCFHC/OCS码的跳波长数, 不仅可以降低MWOCDMA (多波长光码分多址)系统的误码率, 还可以增加码字容量; 与OOC(光正交码)/OCS码相比, OCFHC/OCS码的码字性能更优。

在Ad hoc网络(自组织网络)的路由建立过程中, 由于AODV(Ad hoc按需距离矢量)路由采用洪泛方式转发RREQ(路由请求)消息会产生很多不必要的重传, 很可能引发广播风暴而影响网络性能。文章提出了一种基于动态概率转发RREQ消息的改进方案, 该方案根据邻居节点的个数选择不同的概率转发RREQ消息。仿真结果表明, 在网络节点较多且网络比较稠密的情况下, 改进方案能有效减少网络端到端时延, 提高网络吞吐量和分组投递率。

软球形译码算法虽然能接近ML(最大似然)算法的误码性能, 但其计算复杂度很高。文章提出了一种降低计算复杂度的SSD(软球形译码)算法, 该算法在QR(正交三角)分解算法的反向迭代上三角矩阵R中引入减弱噪声部分以缩小初始搜索半径, 然后利用最小距离准则对搜索树进行有效地删减, 缩小树搜索空间。MATLAB仿真结果表明, 该算法在获得接近传统SSD性能的条件下, 能够很大程度地降低系统的计算复杂度。

针对中继网络的两跳特性, 提出一种多小区中继网络两跳速率匹配资源分配算法。首先, 在第一个子时隙内各小区独立地为小区中所有用户分配子载波, 并根据子载波分配结果, 建立基于非合作博弈的功率分配模型; 然后, 由第一跳资源分配结果对第二跳速率匹配, 自适应地为中继分配资源以满足边缘用户的速率需求。仿真结果表明, 该算法在满足边缘用户速率需求的前提下, 进一步提高了中心用户的吞吐量, 同时降低了系统的发射功率, 从而提升了系统性能。

针对在多普勒环境下LTE-A(改进的长期演进)系统时频域二维稀疏信道的特性, 根据导频在时频域的分布以及二者之间的相关性, 通过将搜索空间分解为时域上OFDM(正交频分复用)符号间和频域上子载波间范围, 提出了一种基于OMP(正交匹配追踪)算法改进压缩感知的信道估计。仿真结果表明, 改进的OMP算法较原始算法具有更低的MSE(均方误差)。

为了有效抑制多用户干扰,采用改良双重码构建了基于新型平衡检测技术的光码分多址系统。使用归零与非归零脉冲发生器,在不同传输长度和传输比特率下对比系统性能,并对平衡检测和光谱直接检测技术进行了比较。通过系统测试得出:在2.5Gbit/s的传输比特率下,采用改良双重码编码的新型平衡检测技术的性能优于光谱直接检测技术,并且能够有效地消除多址干扰。

对DP-QPSK(偏振复用正交相移键控)调制和相干接收技术在低速系统中的应用进行了研究, 实现了2.67 Gbit/s速率的实时传输。实验结果表明, DP-QPSK调制和相干接收技术对无中继ULH(超长跨距)光传输系统的OSNR(光信噪比)容限有优化作用。