为了有效降低光接入网系统的成本，提出了一种利用低模式串扰复用器、解复用器和少模光纤实现的双向波长重用的模式复用接入网结构。在下行传输中，少模光纤中的一个模式用于传输光载波，其他模式用于传输下行信号。在上行传输中，光载波被分束到所有的光网络单元，用于上行信号的重新调制。通过利用低串扰的模式复用/解复用器和少模光纤，载波和各个信道可以有效地分离。进一步地，为了减少双向瑞利反向散射噪声，提出上下行传输不同的边带信号。利用该方案，实现了双向对称的基于强度调制和直接检测的2×12.5 Gbit/s正交相移键控正交频分复用信号在4模式11.5 km少模光纤中的传输。

针对当前光传输/接入网的传输设备，提出了一种基于Hub-spoken结构的点对多点网络管理方案。利用数字包封开销技术中的开销GCC0作为承载监控管理信息的通道，使得低损耗、小型化的局端设备能够监控管理至多8台远端节点设备。针对如何有效地传输监控管理多台远端节点设备的信息，自定义了In-band协议和简单命令协议，并基于STM32开发了远端节点设备，详细介绍了软件开发架构与In-band实现流程。实验结果证明，局端设备能够同时监控管理多台远端节点设备。

当分组传送网以时分复用方式承载电力通信实时业务时，去抖动缓存的参数选择成为提高业务性能的关键手段。文章首先分析了去抖动缓存参数对时分复用业务性能的影响机理，然后设计了缓存参数对业务性能指标影响的数值仿真算法，最后通过仿真实现了去抖动缓存参数的优化。结果表明，优化缓存区长度及分组封装尺寸能有效降低误码率，减少传输时延。

软件升级是通信产品重要的支撑功能，也是工程入网测试场景中经常使用的功能。单个单盘手动升级的方式存在总体升级时间较长、升级可靠性低等问题。为了降低协议栈软件升级对业务中断的影响，提高产品的可靠性，同时也利于对产品的维护，需要基于系统整包的升级功能。在基于分布式数通设备的升级方案中，所有单盘从主控下载软件包启动，所有软件以设备整包的形式由主控集中存储与管理，单盘不再保存单盘软件包，但为了开发和测试的需求，需要保留本地启动功能。在真正业务升级阶段，由于相关的软件包已经注册和校验完毕，激活和升级阶段耗时很短，可以将对业务的影响降到最小，从而减小了升级失败的风险，降低了运维成本。

为了获取三芯光纤复合海底电缆超负荷运行时的温度变化情况，分别建立了三芯海缆陆地段与海底段的有限元模型。通过ANSYSY软件稳态仿真验证了所建模型进行超负荷运行的可行性。将120%、140%、160%、180% 和200%的载流量分别施加到陆地段和海底段海缆模型上，陆地段比海底段先达到海缆最高工作温度90 ℃，并给出了不同负荷运行情况下的应急时间。超负荷值较低时，海底段海缆应急时间大于陆地段应急时间，且应急时间随超负荷值的增大逐渐逼近。该结论为利用光纤传感监测海缆过负荷运行提供了参考。

从光纤拉丝炉、光纤退火和光纤冷却等方面进行了分析，阐述了高速拉丝的工艺基础。从拉丝炉温场和气流场角度出发，探索了光棒直径与中心管直径的匹配范围；同时对光纤保温炉的温度和距离进行了摸索确定，可以有效提高光纤翘曲度，降低断纤率；光纤冷却用氦气流量在10 slm以上时，可以保证光纤内涂层的直径及光纤的微弯损耗。通过对上述参数的探索，确定了一套超高速拉丝的稳定工艺，实现了提速增效。

基于亚波长光栅的泄漏模共振效应和等效介质理论，利用Comsol Multiphysics软件设计分析了针对1 550 nm工作波长的一维悬浮亚波长氮化镓光栅偏振分束器。通过改变光栅的宽度、高度以及周期来确定最终的参数。仿真结果显示，在正入射条件下，该偏振分束器在C波段(1 530～1 565 nm)对TE模具有很高的反射率，同时对TM模具有很高的透射率，消光比达到20 dB以上，TM模透射率高于98%。

云计算、大数据等互联网应用导致通信流量快速增长，第五代移动通信的到来会进一步加快这一趋势。为了满足大容量、高端口密度、低功耗数据中心互连以及城域网应用的要求，100 Gbit/s光模块从外形封装可插拔(CFP)模块演变到CFP2又演变到四通道小型化可插拔(QSFP)模块。光模块尺寸和功耗的降低对光发射组件提出了更高要求。因此采用混合集成封装技术减小光发射组件的尺寸、降低功耗和成本是未来的发展方向。文章介绍了目前研发的QSFP 28封装100 Gbit/s混合集成电吸收调制激光器光发射组件所采用的关键技术，给出了符合100 G BASE-LR4国际标准的工作眼图，并就未来光发射组件的发展方向做出了展望。

针对线性啁啾光栅反射谱有震荡、两侧有旁瓣等问题，从耦合模理论出发，研究了调制深度Δn、光栅长度L和啁啾系数C等对其反射谱的影响，深入探讨了重要参数与特性的关系。提出了基于折射率补偿的非对称变迹优化方法，探寻了有效的变迹函数、补偿系数和最佳比例。结果表明，随着L(5～100 mm)、Δn(10-5～10-3)和C(0.01～0.2 nm/cm)的增大，峰值都向长波长方向漂移，3 dB带宽都增大，分别为1.79、1.26和1.71 nm，且基本成线性关系；L较小时，反射谱顶部有较大震荡；Δn较大时，反射谱两侧出现明显旁瓣。优化后时延线性区域增大，色散曲线更平稳，反射谱顶部较平坦，没有旁瓣，带宽没有减小，具有更好的光学特性。

全光逻辑信号处理是光通信网络中的关键技术，对于实现全光网络具有重要意义。基于周期性极化铌酸锂(PPLN)波导的和频效应+差频效应，在准相位匹配条件下，采用波导级联的方式设计并实现了全光数值比较器。通过数值计算和仿真得到波形图，并通过讨论眼图、脉冲宽度、消光比以及峰值功率延迟时间等指标分析了全光数值比较器的性能。结果表明，采用波导级联的方法对信号光进行处理，不仅可以完成相应的逻辑功能，而且可以保证信号的传输质量，还扩展了PPLN波导在全光逻辑信号处理方面的应用。

随着载波功率不断提高及通信设备精巧化的发展趋势，无源器件固有的非线性会引起严重的无源互调(PIM)干扰，由此产生的影响不可忽略。针对此现象，以微波矩形波导为研究对象，考虑PIM的主要产生机理: 量子隧穿效应和热电子发射效应，在波导法兰金属—金属(MM)接触模型的基础上，提出一种计算PIM功率的方法。将两种非线性效应用隧穿电阻Rnlc的I-V特性来表示，运用谐波平衡仿真和Matlab软件进行交流仿真，分析并计算流经隧穿电阻的非线性电流、其两端的压降以及波导连接中的PIM功率。结果表明，采用此方法计算得到的PIM功率随接触压力的增大先是明显下降，当压力达到一定值后，下降变缓慢且逐渐趋于平衡状态。

相干光时域反射仪(COTDR)是测量海底光缆工作情况的设备，由于相干瑞利噪声和偏振噪声的影响，实际测量得到的COTDR检测曲线中往往含有比较剧烈的振幅抖动，使得自动识别光缆上发生的反射事件变得非常困难。文章提出了一种有效的基于小波变换和线性相关系数的滑动平均算法，降低了COTDR曲线上的振幅抖动，与传统的小波去噪算法相比，有效地提高了测量曲线的平滑度，且成功实现了事件的自动检测。

针对当前机会网络中基于议价博弈的概率路由算法存在的汇总矢量(SV)交换机制含有冗余的控制分组，消息交易过程有冗余交互以及节点投递概率信息由专门的数据结构存储和传送，带来额外的通信开销等问题，提出一种基于SV捎带信息的机会网络低开销路由算法——LR-IPSV,该算法通过设计改进的SV交换机制，剔除现有消息交易过程中存在的冗余操作，并提出采用基于SV的投递概率捎带机制，从而达到降低开销和提升吞吐量的效果。仿真结果表明，LR-IPSV算法在开销、吞吐量等方面的性能均优于基于相遇和传输历史的概率路由(PROPHET)算法以及基于博弈刺激合作的概率路由(GSCP)算法。

近年来，人们越来越重视自身以及家人的身体健康状况，针对这种现状研发了智慧家庭健康医疗系统。采用血压计、体脂秤和血糖仪等医疗设备定期获取血压、体脂和血糖等生理数据，再通过网关转发给服务器，然后通过大数据处理分析把异常情况反馈给用户，用户可以登录健康云平台实时了解自己的健康状况，及时采取相应的措施。此外，还提出了基于多传感器信息对老人跌倒算法进行判决，实现对老人跌倒的实时报警。大量测试与分析表明，该系统运行稳定可靠，对未来针对智慧医疗方面更多的应用研究具有一定的指导意义。

在第三代合作伙伴计划(3GPP)提出的面向第五代移动通信技术的多网融合中，加强的长期演进(LTE-A)与无线局域网(WLAN)的交互融合对系统的吞吐量和传输速率有很大提升，蜂窝局域网聚合(LWA)的引入为实现多网融合进行资源的集中管理和控制提供了架构的设计基础。文章基于LTE-A升级系统的无线资源管理功能和丰富的频谱资源，设计了LTE-A与WLAN的链路聚合，实现了LWA无线承载的建立和切换功能；基于测试与测试控制描述第三版(TTCN-3)语言的终端无线资源管理一致性测试平台对流程设计进行了验证，证明了该设计的可行性。

为了降低紫外光通信中多径色散效应对系统性能的影响，提高传输信道抗干扰能力，选用分离双脉冲位置调制(SDPPM)方案完成紫外光通信系统的设计。该调制方式脉冲相互分离，具有较强的抗干扰能力，可有效解决码间串扰问题。通过对SDPPM符号结构的分析，基于现场可编程门阵列对SDPPM调制解调系统进行设计，特别对解调系统的帧同步做了详细说明。使用甚高速集成电路硬件描述语言在ISE 14.7软件上完成代码编写，并用Modelsim 10.1a进行了时序仿真，进一步验证了调制方案的可行性。

由于存在导频污染问题，基站侧高效、高精度地获取信道状态信息对实现大规模多输入多输出(MIMO)正交频分复用系统的潜在优点至关重要。通过使用压缩感知技术，可以有效解决导频污染问题。然而，在压缩感知信道估计算法中，很难直接获取信道稀疏度的先验知识。为了解决这个问题，文章提出一种基于贝叶斯压缩感知的信道估计方法，该方法将稀疏信号的统计信息作为先验知识，并运用于多用户大规模MIMO系统的上行链路。仿真结果表明，与传统的信道估计方法相比，所提方法能有效重构原始信道系数。

针对超密集网络中移动用户的干扰管理和资源分配问题，提出了一种基于用户路径的资源预留算法，该算法首先以用户从起点到终点的最短路径为度量，进行一个最优路径的选择，在最优路径的选择过程中，考虑了用户必须经过的街区和不可能经过的街区；然后提出一种基于最优路径的资源预留和资源复用算法，该算法首先设计资源分配和资源预留的步骤，然后再针对所有用户进行资源复用的计算，以提高频谱资源的利用率。仿真结果表明，所提算法可以在用户移动的过程中，在保障用户较低掉话率的基础上，减小Femtocell 基站间的干扰并提升系统性能。

为了有效提高光通信系统的频带利用率，提出了一种新型复用技术——映射复用(MM)，即采用双时隙多幅值信号对多路复用信号的单值映射来实现对多路信号的复用。分析了MM技术的复用和解复用原理，以4路用户信号复用为例，利用Matlab软件设计了MM复用器和解复用器。采用Optisystem和Matlab联合仿真，设计了一种基于MM技术的4路用户信号复用的光纤传输系统。仿真实验得到的眼图清晰，验证了方法的可行性；与同速率的非归零和归零信号相比，MM信号的谱宽分别是它们的一半和1/3。MM技术可有效地提高系统的频带利用率，增加色散容忍度，在光纤通信系统中具有广泛的应用前景。