多层多域是未来大规模光互联网络的必然趋势，如何在缺乏全局信息的条件下构建安全可靠的光路或光树，是光网络分域管理后面临的一个新问题。文章在分析基于PCE（路径计算单元）架构的多域光网络建路机理的基础上，剖析了其算路阶段与建链阶段存在的安全威胁，包括主动攻击和被动攻击两大类，围绕身份认证、数据源认证、加密、数字签名和隐私保护问题，利用TLS（传输层安全）、身份密码学和TCP（传输控制协议）认证选项等安全性技术，提出了针对PCEP（PCE协议）和GMPLS（通用多协议标签交换）RSVP-TE（基于流量工程扩展的资源预留协议）的安全建路机制，有效提升了多域光网络建路过程中的机密性、完整性、真实性、抗抵赖性、新鲜性和私有性。

LT(卢比变换)码是第一个能够实际应用的数字喷泉码。尽管采用BP(置信)译码算法的LT码的编译码复杂度已接近线性，但依然会增加较大的时延。文章提出了一种DRE(分解重组编码)算法，对所有信息包分解后重新组合，分成多组并行编码，有效地降低了编码时间和译码的操作数，减少了数据传输时延。该编码方法可适用于不同度分布函数。仿真结果表明，当信息包数量K=1 000和2 000时，采用同样的度分布可以达到NRE(非重复编码)的性能，并能够减少约75%的编码时间和大量的译码操作数。

针对光信号传输过程中产生的相位畸变及高误码率，提出了一种改进算法，通过设置误差容限，实现了LMS(最小均方)算法和CMA(恒模算法)在不同阈值条件下的切换应用。改进算法充分利用CMA收敛速度快及LMS算法稳态特性好的优点，使均衡后星座图中的星座点收敛速度快、相位点集中，信噪比高且稳定，其信号误码率为原来的五分之一。

WDM(波分复用)光网络中基于GA（遗传算法）的RWA（路由与波长分配）算法是目前最常见的算法，为了提高网络资源利用率并进一步降低阻塞率,提出了一种动态的、基于改进GA的DCMA-GA（双交叉变异自适应遗传算法），通过引入自适应交叉与变异概率机制来减少GA的复杂度并应用于波长分配子算法中。仿真结果表明，与经典算法Dijkstra+FF（首次命中）相比，新算法最大能降低50%的阻塞率，在波长分配方面可提高10%的性能，验证了新算法的有效性。

为了探究延长光纤机械寿命的关键技术，研究了光纤机械可靠性及寿命评估模型。影响光纤机械寿命的主要因素是光纤裂纹生成和光纤裂纹在应力腐蚀下不断生长。根据光纤机械强度计算公式以及光纤疲劳试验的威布尔分布特性，建立光纤筛选实验寿命评估模型。运用该寿命评估模型对OPGW（光纤复合架空地线）线路寿命进行模拟计算和评估，探究了延长OPGW线路寿命的关键技术。结果表明，提高光纤疲劳参数和降低光纤使用时的应力水平，均可显著提高光纤寿命。

设计并研究了一种在较宽波段范围内具有高双折射率和单模极化保偏的PCF（光子晶体光纤）。采用FVFEM（全矢量有限元法）和APML（各向异性完美匹配层）为边界条件研究该PCF基模的双折射率和极化保偏特性。仿真结果表明，通过将平行于横轴的椭圆形空气孔旋转45°，再将平行于纵轴的椭圆形空气孔向另一方向旋转45°，所得PCF的双折射率高达4.65×10-2，且具有良好的单模特性，可用于各类光学设备。

研究了基于硫化物微结构光纤产生的超连续谱。设计了一种正常色散区色散平坦的硫化物芯/碲酸盐包层微结构光纤，该光纤能够获得超平坦的超连续谱。为了实现平坦的正常色散，对硫化物纤芯直径、空气孔大小和位置等光纤结构参数进行了优化，获得了波长范围在1.4~3 μm之间、起伏小于4 dB的超平坦超连续谱；同时还设计了一种硫化物芯/氟化物包层的微结构光纤，通过对光纤参数的优化，获得了波长从1.2~7 μm的超宽超连续谱。

依据严格耦合波理论和介质平板波导理论，基于MEMS（微机电系统）技术，利用周期可调谐的布拉格光栅设计了一种基于氮化铝的波长可调DFB-LD（分布反馈激光器）。采用梳齿状驱动器驱动光栅动态调节，并利用有限元软件COMSOL对其在1 310 nm波段进行模拟仿真。对激光器电场模式图进行分析，确定了DFB-LD的光栅结构参数。分析表明，激光器输出波长与光栅周期呈线性关系，且一个光栅周期对应多个不同的光栅高度值。在小于模式截止光栅高度的情况下呈20 nm周期性分布。依据光栅周期和激射波长的关系，提出了制作1 290~1 330 nm波段可调激光器的可能性。

为了获得更加稳定的梳状谱发生器，对基于DD（双平行）-MZM (马赫-曾德尔调制器)的单边带调制系统偏置电压控制方案进行了研究，着重分析了非理想消光比对MZM以及调制器偏置电压控制标准的影响，并在此基础上提出了优化的偏置电压判别标准。研究证明，在非理想消光比条件下，选取MZM传输曲线的最高点作为系统偏置电压的判别标准具有更高的精确性。

提出了一种基于双微环引起范诺共振效应实现超窄带滤波的微环谐振滤波器，通过泵浦波导和微加热装置使其同时具备有源和可调谐性能。通过耦合模理论，推导了该结构的透射率及超窄带带宽公式，并利用MATALAB软件模拟了在滤波器结构中注入增益对超窄带带宽和滤波器的透过率的影响，以及微环波导的热光效应对滤波器谐振波长的影响。仿真结果表明，在滤波器中注入增益能增大透过率，压缩滤波器的超窄带带宽，且微环波导的热光效应可使谐振波长发生红移或蓝移。

通过 SPP (表面等离子体激元)的优越特性分析了楔形波导SPP的透射特性，设计了嵌有光栅的楔形等离子体波导结构。对SPP激发的分析采用衍射光栅耦合的方式，通过改变金属薄膜厚度以及入射光角度得出其结构特性。结果表明:金属薄膜厚度的减少会导致透射带宽迅速降低，透射率也随之下降；而入射光角度的改变会导致透射光效率的变化。模拟了楔形波导结构的表面等离子体，得到了薄膜厚度的变化透射曲线和入射光角度透射率，得出了透射率变化图。研究结果对半导体设备的纳米等离子激元耦合具有一定的意义。

为了增强对地下文物的安全保护，设计了一种智能光纤地波周界安防设备。通过将马赫-曾德尔光纤干涉技术应用于地波传感器，实现对地波微震动的监听。利用软件算法分析微震动波的幅频特性值，智能过滤干扰，对入侵行为进行甄别、记录和报警联动。实验结果表明，该设备单探点有效监控范围在半径25 m内，单系统最大探点数量为64个，预警辨别时间小于2 s。

光纤光栅位移传感器具有精度高、本质安全、体积小和易复用等特点，但受到敏感材料的局限，大量程光纤光栅位移传感器很难获得。针对该问题，提出并实现了一种大量程的光纤光栅位移传感器，其采用行星轮系与粘贴光纤光栅悬臂梁相结合的结构，通过变换减速比来获得各种大量程；利用有限元分析法对传感器悬臂梁材料和结构进行了优化设计，研究了不同量程时该类传感器的输出特性。结果显示，该传感器输出信号的波长漂移量与位移量有着很好的线性关系，最大量程可达2 000 mm。

研究了单载波光IM-DD（强度调制-直接检测）系统的频域均衡方案，通过分析时域与频域单载波信号ISI（码间干扰）的关系，提出一种通过时域截取的方法减弱噪声影响的均衡器抽头更新方式，并通过仿真对截取位置和符号个数的选取进行了优化。仿真结果表明，10 Gbit/s NRZ-OOK（非归零码-开关键控）信号经过100 km传输后，相对于传统时域均衡方案，频域均衡方案所需要的光信噪比需求可降低约2 dB。

移动前传网络是C-RAN（集中式/云无线接入网）技术中的重要部分。随着现代无线接入网络的发展演进，用户带宽需求的快速增长对网络的传输速率提出了更高的要求。文章回顾了移动前传网络的基本内容，分析了前传网络需要满足的各项需求，并对当前提出的各种前传网络的解决方案进行了详细的介绍。

为了降低MIMO-OFDM (多输入多输出正交频分复用)系统中传统 SLM (选择性映射)算法的计算复杂度，文章提出将原始频域信号分成实部和虚部后分别进行不同的相位旋转，再通过IFFT（快速傅里叶逆变换）调制模块得到相应的时域序列，最后通过多天线间实部和虚部序列的不同组合来产生更多的具有不同PAPR (峰均功率比)的备选序列。仿真结果表明，所提算法能有效地抑制MIMO-OFDM信号的PAPR。相比传统SLM算法能有效降低计算复杂度。

在空间光通信系统中，每个入射光脉冲都会发生脉冲展宽效应，导致时隙似然比计算时出现信息丢失，系统性能下降。文章基于PPM（脉冲相位调制）与LDPC（低密度奇偶校验码）迭代解调系统，研究了用时隙似然比加权的办法来补偿脉冲展宽带来的影响。针对服从指数分布与高斯分布两种情况的脉冲展宽，分别采用指数似然比补偿和高斯似然比补偿两种方法进行似然比计算。仿真结果表明，脉冲展宽服从标准差为0.46的高斯分布时，采用似然比补偿的方法可以使误码率性能提高1.3 dB。在一定抖动范围内，高斯补偿和指数补偿具有很好的互换性。

为了控制自由空间光通信系统的成本、体积和功耗，便于系统的维护与运行，针对现有的自由空间光通信系统一般采用强度调制/直接解调的方式，提出了一种新型的基于K平均算法的接收机结构，并从执行复杂度、鲁棒性和差错性能等方面与经典算法进行比较分析。结果显示，当数据块长度达到1 000时，所提算法性能可以逼近理想接收机性能。

基于排队论和Markov转移模型，对C-RAN（绿色无线接入网）中小区簇所包含所有小区的用户数的变化规律进行预测研究。提出了一种综合考虑历史规律及当前趋势的预测方案，对各小区不同时刻的用户到达率和离开率进行预测。通过求Markov转移模型的瞬态解，得出各小区用户数在不同时刻的统计平均值。在考虑预测误差和系统开销的情况下，求解最优的预测周期。仿真结果表明，较优的预测周期能客观反映实际环境中用户数的变化规律。

在室内可见光通信MIMO（多输入多输出）系统中，针对用户无法公平享用通信服务的问题，提出了一种寻找光接收机中最优聚光器增益来优化多用户情况下功率分配不均匀的方法。利用改进的NGA（小生境遗传算法）建立与接收光功率相对应的节点模型，通过运算寻找一组最优的聚光器增益组合运用到光接收系统中。仿真结果表明，改进的NGA能高效地找出一组最优聚光器增益组合，从而改善用户接收光功率分配不均匀的现象。

智能电网是国内外电网技术发展的必然趋势,而配网自动化管理系统的建设是关键环节。文章介绍了利用无线公网技术建设智能配电网的优势，并具体结合2G GPRS(通用分组无线服务)和3G WCDMA（宽带码分多址）技术承载配网自动化业务中的低压集抄业务的应用场景，对无线公网承载智能电网业务的性能进行了理论分析与仿真验证。得出的相关结论拓宽了智能电网的建设思路,具有一定的理论参考价值。

针对利用传统方法估计OFDM（正交频分复用）信号SNR（信噪比）存在算法复杂度高、步长选取不易确定等问题，提出了一种OFDM信号SNR估计算法。利用相关性函数完成对两种不同保护间隔OFDM信号的判别，并根据不同保护间隔的结构特点，分别提出两种不同的SNR估计方法，最后将判别结果与相应的SNR估计算法相结合，完成对OFDM信号的SNR估计。仿真结果表明，该算法无需辅助数据，计算简单，在不同的SNR条件下均具有较好的识别效果。