为提高非相干光码分多址(OCDMA)系统的安全性和光纤带宽利用率，采用p=5的素数码/素数码作为二维地址码设计了二维光编/解码器，并在OptiSystem软件中搭建了二维非相干OCDMA系统。仿真结果表明，二维非相干OCDMA系统能够实现信号传输。当存在多用户时，系统产生多址干扰(MAI)，会恶化系统性能。仿真分析表明，在二维非相干OCDMA系统接收端引入光硬限幅器，可以有效抑制MAI，提高系统性能。

随着大数据在软件定义网络(SDN)上的融合应用，网络因无法实时更新流表而导致数据流失效等一系列用户体验(QoE)问题逐渐呈现。为此，文章构思一种在具有突发特性的负载环境下基于停滞超时优化处理的算法，用于提升OpenFlow交换机流表资源可用性。该算法通过动态均衡流表资源和控制资源以及合理设置停滞超时来使数据流与流表项顺利适配，进而提高数据流转发效率。同时，算法将那些与数据流成功适配的流表项封存在流表中，有效地提升了流表在时间上的生存性。实验表明，算法中的停滞超时改善机制在QoE方面较固定停滞超时机制有明显的优化效果。

搭建一个双向拉曼放大超长跨距光纤传输系统，在接收端采用非线性补偿算法来补偿因传输距离长和入纤光功率高所带来的光纤非线性效应,并通过实验成功实现了10 Gbaud/s 16正交幅度调制(QAM)信号的传输，传输距离为300 km。仿真和实验结果表明，通过采用非线性补偿算法，接收端信号的性能相比未使用非线性补偿算法时提高了2 dB。证明了非线性补偿技术在超长跨距光纤传输系统中是非常有效且必要的。

文章提出一种光子晶体光纤(PCF),通过调整结构，改变包层缺陷中微型空气孔的排列方式、孔大小和孔孔间隔实现折射率匹配耦合，达到单模单偏振传输的目的。采用全矢量有限元法仿真建模，结果表明，当包层缺陷中微型空气孔直径为27.7 μm、孔孔间隔为38 μm，且采用三角晶格排列时，在0.719～1 THz范围内，偏振损耗比>100，实现了单模单偏振传输，此时y偏振基模的传输损耗最低为2.4e-3 dB/km。与填充法实现折射率匹配耦合相比，调整结构可以获得更大的偏振损耗比479，更低的传输损耗2.4e-3 dB/km以及更宽的带宽0.281 THz。

布拉格(Bragg)光纤是一种由空气孔芯和高低折射率介质层交替周期性排列的包层两部分构成的一维光子晶体光纤。文章以碲酸盐玻璃为基质，设计了一种高折射率实芯Bragg光纤，并采用传输矩阵法和Bloch理论数值研究了其传输特性，获得了实芯Bragg光纤的结构参数与其模场分布、色散特性等传输特性之间的关系。仿真实验结果表明，当Bragg光纤的填充率d/Λ为0.15、半径R为5 μm、折射率差Δn为0.02、周期Λ为1.2 μm和包层为3个周期时，Bragg光纤在1 064 nm零色散波长附近具有最平坦的色散特性，同时还具有非常低的传输损耗，损耗值为0.775 dB/m。

光纤光缆技术是我国推进“宽带中国”战略的重要领域。文章以全球光纤光缆专利为研究对象，采用专利分析的方法，梳理了光纤光缆专利申请趋势，从光纤预制棒、光纤和光缆等流程的角度，分析了光纤光缆技术分布和最新技术动向，并剖析了国内外主要机构的技术布局和核心专利技术。最后，提出了重视专利战略、谋划全球专利布局，探索潜在的国外市场；围绕国家光通信战略和产业技术升级，加强未来重点技术研发；鼓励中小企业创新技术发展、营造产业集聚效应等建议。

为研制符合高线性大功率的应变多量子阱激光器，文章在理论上计算了应变补偿，实验选用了金属有机物化学气相沉淀(MOCVD)工艺来研制生长AlGaInAs应变补偿多量子阱结构，最终有源区采用了7组张压应变交替的势垒和势阱层。激光器样本芯片采用共面电极结构，使得激光器的工作电流无需通过衬底，从而降低了激光器工作电容，其电容与传统激光器相比得到相应地减小，提高了激光器的光电特性。实验室制作出了应变多量子阱激光器样本芯片，光荧光分析得出光致发光谱，激射波长为1 304 nm；阈值电流为Ith≤9 mA；单面斜率效率为0.44 W/A。测试结果表明该器件有良好的性能参数。

提出一种基于重构等效啁啾(REC)技术的1 550 nm波段氮化铟分布反馈(DFB)半导体激光器。在传输矩阵法(TMM)的理论基础上，对该结构激光器的各项光学性能进行仿真分析。结果表明，基于该技术设计的激光器具有良好的光电特性，阈值电流很小，约为6.1 mA，斜效率为0.31 mW/mA；在20 mA的注入电流下得到了1 549.09 nm的单模激射，边模抑制比均超过了39 dB。同时，分析了激光器腔长和有源层厚度对其光电特性的影响，腔长越长，功率越低且烧孔效应越强；随着有源层厚度的增大，阈值电流也随之增高。这一结果可以为氮化铟DFB激光器的设计加工提供一定的参考。

文章利用理论模型研究了GaAs/AlxGa1-xAs量子阱红外探测器(QWIP)中掺杂参数对探测器探测波长的影响，并借助2×2哈密顿方法计算了此模型的特征能态。通过将模拟结果与现有实验数据进行对比、分析可知，当掺杂浓度增加时，峰值归一化吸收率、吸收系数和响应度等呈非线性增大。同时还发现，在AlxGa1-xAs势垒中，Al的摩尔分数(x)增加时，子带间吸收能力增强，但吸收的峰值波长会向较短的波长方向移动，进而判定掺杂浓度是高性能QWIP设计的重要参数之一。

文章基于光纤耦合模理论和倏逝场理论建立了光纤布拉格光栅三层结构模型，并通过推理计算和实验研究验证了三层结构的光波导模型，得出布拉格波长对化学溶液的折射率敏感性特征。同时，根据溶液浓度与其折射率关系理论建立了浓度与其折射率之间的近似线性关系式，并分析得出蔗糖、乙醇和Nacl三种溶液浓度与布拉格波长的关系，最后通过仿真实验得到不同溶液对应的布拉格波长随外部浓度变化的情况，获得一种结构简单、体积小、稳定性好、灵敏度高且无需敏感元件的化学浓度传感器。

为提高耦合波导系统的透明度，文章重点分析了波导损耗、非线性以及周期调制参数对系统性能的影响。在弱波导理论近似下，采用龙格-库塔算法数值求解非线性薛定谔方程，发现随着耦合波导损耗的增大，输入波导的透明度表现出先衰减而后增强的反直觉现象。进一步研究表明，提高输入波导的非线性强度，可以有效地提高输入波导中的光强分布，表现为光信号透明度的增强，该研究结论对于普通耦合系统和周期调制系统具有普适性。因此，提高输入波导的非线性，增强耦合波导的损耗，并对输入波导进行适当的周期调制，可以获得最大的透明度。

针对软件定义网络中控制器管理的交换机流量分布不均衡问题，提出一种基于奇异值分解性能预测(PSVD)的交换机动态迁移算法。首先结合当前负载以及过去相似时刻的负载来预测未来时刻的控制器负载信息，然后将目前具有最大资源占用率的交换机迁移至低负载且未来时刻仍然处于低负载状态下的目标控制器。实验结果表明，该算法提高了控制器的资源利用率，实现了控制器的负载均衡，同时缩短了控制器的响应时间。

可调突发激光器是下一代光接入网中的关键器件，文章对一种基于电吸收调制激光器和半导体光放大器的波长可调谐的突发激光器进行光路设计，使用常用的光学元件，通过ZEMAX软件进行光路仿真并对光路进行优化设计，从而得出光学系统的耦合效率。整个光路由电吸收调制激光器、半导体光放大器、隔离器和各类透镜组成，通过仿真结果得出激光器出射功率，结合实验结果及系统要求，验证了该设计能够满足器件要求。

在超密集部署异构蜂窝网中，由于小小区基站数量的增多，移动网络的能效问题变得尤为突出。为了降低超密集异构网中的能量消耗，实现“绿色蜂窝网络”这一目标，文章提出了一种基于小区休眠的用户关联改进算法来优化系统能效，通过执行基于干扰图的小区休眠准则，使一些满足条件的轻载基站也切换为轻载小区休眠模式，从而减少基站间的干扰并进一步降低了系统能耗。同时，文章对所提算法及对比算法的性能进行了仿真，仿真结果表明，所提算法在能耗和能效方面明显优于原算法，达到了优化系统能效的目的。

随着物联网海量终端设备的接入以及不同的业务需求，需要实现网络范围内的服务灵活部署，提供不同等级的内容和服务。为此，文章提出一种基于多背包模型的分布式协同网络服务布局算法，通过网络各节点协同，获取全局网络状况，将网络服务实例的布局问题建模为多背包问题，求解得到网络服务实例最优布局。仿真结果表明，网络服务在网络中的合理布局可以最大化网络效益、提高节点效用比和响应率，有助于物联网及其应用的良好运行。

针对无线传感网络(WSN)中电池能量有限的问题，提出了一种基于低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH)算法的支持无线充电的传感网络模型。首先，通过磁谐共振原理构建了传感节点充电与接收功率的模型；然后，用Matlab软件对LEACH算法进行仿真；最后，将LEACH算法与无线充电相结合，并在此基础上提出一种仅进行一次分簇的新算法New-LEACH算法。实验结果表明，与传统LEACH算法相比，新算法可以有效提高WSN的生命周期和网络吞吐量。

为了提高可见光通信系统的数据传输率，设计并实现了两种基于空间调制技术的可见光通信方案。发送端采用空移键控（SSK）分别与脉冲位置调制（PPM）和脉冲宽度调制（PWM）相结合，形成两种复合调制方式即空间脉冲位置调制(SPPM)和空间脉冲宽度调制(SPWM)来传输数据。复合调制充分利用了空间和信号二维资源，有效地提高了系统频带利用率。接收端采用电流反馈电路和电压放大电路来提高接收电平峰值的动态范围，利用C8051对光脉冲进行解调。基于单片机实现了4发1收的实验系统，测试结果验证了方案的有效性。

基于蜂窝网络的窄带物联网(NB-IoT)的随机接入过程相对于长期演进（LTE)而言，进行了大量简化，同时针对NB-IoT系统的相关特性也作了适当修改。文章详细分析了NB-IoT系统中基于竞争模式的随机接入过程，包括覆盖等级选择、资源配置和实现流程等；对NB-IoT新添加的挂起与恢复过程进行了系统研究，并设计了相应的流程图。基于测试及测试控制表示法第3版（TTCN-3）测试平台，搭建了一致性测试环境，对随机接入过程进行了测试，测试结果与预期结果相同，验证了其与标准的一致性。