将空分复用技术与DWDM(密集波分复用)技术相结合, 在国内首次实现了560 Tbit/s相干光双偏振DFT-s(离散傅里叶变换)OFDM(正交频分复用) 32QAM(正交幅度调制)信号传输10 km单模7芯光纤的演示实验。系统使用了16个独立光源产生375个25 GHz栅格的DWDM信道, 单芯传输容量为85.91 Tbit/s, 7芯传输总容量为601.36 Tbit/s。系统使用普通FEC(前向纠错)编码, 解码门限为3.8×10-3, 编码冗余为7%, 系统净传输速率为562.02 Tbit/s, 净谱效率为59.95 bit/s/Hz。

VLC(可见光通信)系统中, LED(发光二极管)的调制带宽会限制传输速率, 其非线性也会影响系统的整体吞吐量。针对OFDM(正交频分复用) VLC系统中由于高峰均比引起的非线性失真问题, 提出了一种基于一位∑△调制器的非线性VLC系统。研究表明: 在OFDM VLC系统中引入一位∑△调制器, 能够提高频谱利用率, 改善LED非线性对系统性能的影响。

针对可见光链路发射源发光二极管调制带宽有限的问题, 提出了一种基于DCO(直流偏置)CAP(无载波幅度相位调制)的可见光通信系统设计方案(DCO-CAP)。该方案采用正交滤波器组进行基带脉冲成形来传输时域实信号, 并利用直流偏置实现信号单极化。基于希尔伯特变换原理, 给出两种正交滤波器组冲激响应形式, 推导了DCO-CAP系统误码率的闭式表达式并分析了系统误码性能。仿真结果表明, 不同滤波器组的抗限幅噪声性能相异, 抗信道噪声性能一致。直流偏置取值存在最优解, 能够使系统可靠性达到最佳。

PC(极化码)是一种能够达到香农极限的纠错编码技术。经过近几年的研究, 许多高性能的译码算法相继被提出。文章从传统的SC (连续消除)译码算法入手, 详细研究了算法原理和结构。为了提高极化码的译码性能, 提出了CRC(循环冗余校验码)辅助的SCL(序列连续消除)算法, 同时引入了LC (懒惰的复制)算法来降低算法的复杂度。仿真结果表明, CRC-SCL算法与SC算法相比, 性能得到了显著提升。

海水信道的衰减特性影响着激光信号的传输距离以及接收光功率。文章根据海水的光学特性, 分析了激光在海水通信信道中的衰减特性, 利用蒙特卡洛方法模拟激光在海水信道中的传输过程, 得到了不同传输距离对接收光功率影响的仿真图。同时利用高斯函数对仿真结果进行了曲线拟合, 得到了一定海水杂质浓度时, 海水中激光传输距离及任意位置与接收功率之间的理论模型, 从而可快速得到一定传输距离下, 任意接收位置的接收光功率, 为将来水下激光通信接收系统的设计提供了理论依据。

现有的PPM(脉冲位置调制)误码率表达式无法准确分析光子探测器阵列接收的PPM通信系统误码性能。文章基于泊松信道模型, 考虑各光子探测器单元在一个PPM时隙内探测到一个光子产生一个电脉冲后不再响应该时隙内其余到达光子的情况, 对探测器阵列合成输出信号作最大似然判决, 得出了修正后的误码率表达式, 并通过蒙特卡洛仿真验证其正确性。结果表明: 修正的误码率表达式可准确体现光子探测器阵列接收PPM信号系统误码性能。利用该式可对探测器阵元数目进行优化。

EON(弹性光网络)中动态业务初次分配后会产生频谱碎片, 影响后续业务的分配和网络的资源使用率。频谱碎片是EON RSA(路由和频谱分配)算法中需要考虑的核心问题之一。文章提出了一种改进的基于频谱碎片权值评估的EON RSA算法, 引入新的评估参数DF(碎片离散度), 并在选路时进行考虑。理论分析和仿真结果表明, 与传统RSA算法相比较, 改进算法可以降低频谱碎片离散度, 提高频谱资源利用率。

光缆线路是光纤通信网络的命脉, 为了远程实时监测光缆的性能, 迅速定位故障点, 通过同步数字系列光传输设备提供的以太网接口使用程控仪器标准命令远控光时域反射计, 利用LabVIEW设计并实现了光缆远程监测控制软件。实践表明, 应用光缆监测系统后, 能够减少处理故障所用的人力物力, 极大地缩短处理光缆故障的时间。

设计并搭建了低温拉丝塔, 以PC(聚碳酸酯)管材为预制棒制备渐变型空芯光纤基管。在基管上镀制Ag和AgI来制备柔性渐变空芯波导, 该波导在3.3 μm波长处具有低损耗特性。通过理论和实验探究了波导的传输特性, 以甲烷作为样本气体, 通过实际测量, 探究了波导长度、弯曲半径和大小端入射等因素对系统特性的影响。结果表明, 对于渐变型空芯波导, 当光源从大端入射时能提高耦合效率, 并优化系统检测极限和灵敏度; 当光源从小端入射时, 系统将具有更大的饱和吸收度。

为了获取三芯光纤复合海底电缆发生接地故障时的电热特性, 利用电热耦合有限元法建立了单相接地故障的有限元模型。在海缆绝缘层建立一个贯穿铜导体与铅合金护套的击穿电阻模拟接地故障, 选用SOLID69、SOLID90单元仿真海缆导体层及非导体层, 采用智能划分和扫掠划分相结合的方式对建立的海缆模型进行网格划分, 通过仿真分析获得故障电流分布和缆体温度分布。结果表明, 海缆在发生接地故障时主要表现为铜导体温度上升, 故障发生后, 填充层内的光单元温度也随之上升, 并可根据光单元温度的最高点对故障进行定位, 为利用分布式光纤传感技术监测海缆的电气故障提供了理论依据。

提出了一种可以传输16个轨道角动量模式的光纤, 采用纤芯和环之间高掺杂(n=0.256)的缓变折射率环形光纤结构。通过有限元分析法进行仿真分析, 结果表明, 该光纤可以将简并模之间的有效折射率差提高到6.656×10-3, 减小了模式之间的耦合。同时, 由于光纤折射率的缓慢变化, 理论上模式纯度可达到100%, 从而能够有效地减小模间串扰。

随着高速交换系统的发展,相干光OFDM(正交频分复用)信号逐渐被应用到AOWC(全光网交换)系统中。仿真实现了在SOA(半导体光放大器)中基于平行双泵浦结构的高速偏振复用OFDM信号的AOWC。从激光相位噪声及SOA注射电流方面对影响系统转换效率的因素进行了分析。仿真结果表明, 当光信噪比为18 dBm时, 转换光的误码率为1.3×10-4, 实现了224 Gbit/s相干光OFDM转换光信号的无串扰接收。

研究了基于DWT(小波变换)的OFDM(正交频分复用)和FFT (快速傅里叶变换)的OFDM两种不同调制方式在PLC(电力线通信)系统中的性能。首先建立了两种不同调制方式下PLC的系统模型, 然后在AWGN(加性高斯白噪声)和子CFO(载波频率偏移)的干扰下, 分析了两种系统的误码性能以及峰均功率比的分布。通过仿真发现, 在PLC系统中, DWT-OFDM系统比FFT-OFDM系统更具优势, 在未来的PLC系统中必将发挥重要的作用。

光衰减器在解决信道功率平衡、光纤系统指标测量和全光网络的功率匹配等问题上有着不可或缺的作用。文章基于高斯光束传播及衍射场理论分析, 研究了挡光片型可变光衰减器内部光场的分布情况。基于矩形、三角形、圆形3种挡光片, 对挡光片型光衰减器进行了实验研究。通过实验与理论结果的比较, 得到了3种挡光片的位置与衰减量关系曲线, 结果表明, 三角形挡光片光衰减器性能更佳。

25 Gbit/s SFP+光收发合一模块的设计实现为现有以太网和服务器升级路线提供了另一种更为有效且可行的解决方案。介绍了25 Gbit/s以太网技术标准和32GFC(光纤通道)相关标准进展以及25 Gbit/s光模块的封装形式, 阐述了25 Gbit/s光模块的基本原理和结构框图; 详细分析了25 Gbit/s光模块的技术方案、接口指标和器件芯片要求, 为25 Gbit/s光收发模块的设计和实现提供了参考。

通信系统对无源器件的大量使用, 使无源互调级联问题越来越普遍。针对此问题, 建立了简单的无源器件两级级联模型。在TE10模式下, 用泰勒级数表征波导结处的金属-绝缘层-金属结构的非线性, 考虑了传输线长度对输入载波信号相位的影响, 分析了无源互调功率随传输线长度和输入载波相位差Δθ的变化情况。结果表明, 波导结两级级联时, 无源互调功率随输入载波信号相位的不同, 存在0~3 dB大小不同的累加值, 由相位差Δθ可以得到取得最大和最小累加值时的传输线相位长度; 且由于无源互调频率成分的相互作用, 波导中互调产物种类也急剧增加。

近年来, 大数据和云计算的发展不断地促进以太网交换机的升级, 在这个过程中, 需要一种支持SGMII(串行吉比特媒体独立接口)的光模块来应用在百兆和千兆交换机之间。SGMII是连接PHY(物理层)芯片和MAC(物理地址)的接口。文章在常规的100 Base-FX光模块中内置一块100/1 000 Mbit/s的PHY芯片, 使来自千兆交换机MAC层的千兆数据通过百兆光模块转换成百兆数据再通过光信号传输出去, 从而实现百兆和千兆交换机之间的直接通信。

提出了一种新型MIM(金属-介质-金属)等离子光波导与二维介质平板波导耦合器结构, 该结构通过利用波导接口处的谐振效应来增大波导之间的耦合效率, 降低传输损耗。采用FDTD(有限时域差分)法进行了数值计算, 结果表明, 在波长1.55 μm处,谐振腔距离接口230 nm、深度为420 nm时耦合效率得到大幅度提高, 耦合效率比传统的耦合结构模型能够提高20%~30%。

移动数据的爆炸性增长带来了基站负载过大等问题, 再加上频谱资源的稀缺, 传统的蜂窝网络已经不能满足需求, 为了获得吞吐量和用户密度的提升, 异构蜂窝组网成为LTE-A(改进的长期演进)的必然选择。文章在假设SeNB(小基站)同时在S-MeNB(源宏基站)和T-MeNB(目标宏基站)的覆盖范围内的基础上, 基于异构网中的双连接技术, 对S-MeNB切换到T-MeNB的流程进行了设计。为了验证此双连接切换流程设计的成功与否, 文章提出了一种结合TTCN-3的实现方案, 通过仿真图验证了流程设计的合理性和可行性。

为了提升蓝牙系统中动态业务的传输性能, 分析了在不同SNR(信噪比)下蓝牙ACL(异步无连接)数据分组对系统吞吐量的影响, 提出一种基于SNR线性预测的自适应分组选择算法。该算法采用基于时间窗的卡尔曼预测未来时隙的SNR, 根据预测的SNR判断下一时隙是否需要切换分组, 以及适合切换的分组类型, 以使吞吐量最优。仿真结果表明, SNR预测能对信道的变化提前做出反应, 并在信道质量不同时获得吞吐量最优。

为有效抑制合作感知中的自私用户，设计了一种关于提交和触发的博弈策略以及对应的效用函数。融合中心通过控制认知用户的收益来有效抑制自私用户，促使其选择有利的提交策略，并转变为正常用户，而各个认知用户的累计收益又决定着其得到融合中心提供服务的优先级。MATLAB仿真结果表明，在设置合适的奖惩参数关系的条件下，所提算法能够提高频谱感知系统的整体性能。

提出了一种在PON(无源光网络)中实现长发光检测的方法, 通过对上行光信号进行SD(信号检测)采样, 再基于SD信号是否有效来判定是否存在长发光现象。OLT(光线路终端)首先构造一个短时隙通过光模块下发给ONU(光网络单元), 并控制光模块根据该短时隙对上行光信号进行SD采样, 得到第一检测结果; OLT根据第一检测结果判断上行光信号是否有效, 在判断结果为是的情况下, OLT再次构造一个长时隙下发, 并基于该长时隙对上行光信号进行SD采样, 得到第二检测结果; OLT根据第二检测结果确定当前PON口是否存在长发光现象。相比常用的光功率检测方式, 文章所提方法具有更高的可靠性和准确性, 且不会占用固定带宽, 最大限度地保证了上行带宽的利用率。