光通信研究

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2025年第1期

光通信系统与网络技术
简化相干技术研究进展

胡山, 李威, 潘映梅, 曾韬, 罗鸣, 喻煌, 郭浩

DOI：10.13756/j.gtxyj.2025.230165

摘要：随着光通信技术在现代社会生产生活中的广泛应用，其应用场景日益多样化和复杂化。尤其在数据中心和宇航等领域，传统数字相干光通信接收方法的复杂度和功耗问题日益凸显。近年来，模拟相干技术因其能在保持通信质量的同时降低复杂度和功耗而备受关注。该技术通过使用模拟器件实现传统数字相干光通信接收端的部分或全部功能，从而简化了接收结构并降低了功耗。文章首先介绍了模拟相干技术的典型架构，展示了其主要组成部分；然后具体介绍了各个部分的原理、具体结构和实现方式，包括时钟与载波恢复、光域偏振解复用（偏振旋转补偿）和模拟自适应均衡；最后介绍了与模拟相干技术相近的其他简化相干技术，包括准相干接收技术、Kramers-Kronig（KK）接收技术和差分接收技术，分析了这些技术的原理，列出了目前主要的研究成果，并介绍了其各自的优缺点及应用场景。通过对模拟相干及其他简化相干技术的原理和研究现状的分析，比较了各种简化相干方式的优点和不足，阐述了简化相干技术未来应发展的方向，为未来简化相干技术的研究提供了参考。
关键词：模拟相干;简化相干;功耗;数据中心

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更新时间：2025-02-17
模分复用系统中模式轮循策略的对比研究

高天宇, 王彦泽, 刘亚平, 杨志群, 张林

DOI：10.13756/j.gtxyj.2025.230152

摘要：【目的】模分复用技术是突破单模光纤传输系统容量极限的关键技术。在少模光纤链路中，随着传输距离的增大，模间色散导致的脉冲展宽使接收端多输入多输出算法的复杂度变高，这是限制模分复用系统实现长距传输的重要原因之一。而应用模式轮循方法能够有效压缩脉冲展宽，减小模式相关损耗，是目前实现长距离大容量模分复用系统传输的主流技术路径。但模式轮循策略数量众多，性能存在差异，探究更适用于长距大容量模分复用系统的模式轮循策略成为亟待解决的难题。【方法】文章提出了一种模式轮循策略匹配光纤群时延排布的设计思路，设计了配合群时延对称型少模光纤使用的对称模式轮循（MFMP）策略。通过仿真平台建模，分析了文章所提MFMP模分复用系统传输性能，并进行了6模复用传输系统实验验证。【结果】文章基于MFMP策略，使用28 GBaud正交相移键控信号，结合群时延对称型少模光纤，开展了822 km的6模实验传输。在616 km处，与传统依次模式轮循（CMP）和模群轮循（CMGP）策略相比，信号的脉冲展宽分别压缩了37%和6%，Q值分别提升了3.0和0.4 dB。【结论】文章所提MFMP策略能够有效压缩脉冲展宽，提高系统传输Q值，通过仿真和实验分别验证了其性能优于传统的2类轮循策略，该工作为实现基于模式轮循的长距大容量模分复用传输提供了理论依据和实验指导。
关键词：模分复用;少模光纤;模式轮循

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更新时间：2025-02-17
基于SSA-ELM神经网络的室内可见光定位系统

贾科军, 牛振, 于凯, 张志聪, 彭铎, 曹明华

DOI：10.13756/j.gtxyj.2025.230154

摘要：【目的】针对极限学习机（ELM）神经网络在室内可见光定位（VLP）中收敛不稳定，易陷入局部最优状态，导致定位精度降低的问题，文章引入了麻雀搜索算法（SSA）确定ELM神经网络的初始权值和阈值，提出了SSA-ELM神经网络算法。【方法】首先，采集定位区域内接收信号强度（RSS）与位置信息作为指纹数据；然后，训练SSA-ELM神经网络并得到预测模型，将测试集数据输入预测模型得到待测位置的定位结果；最后，设计了仿真实验和测试平台。【结果】仿真表明，在立体空间模型中0、0.3、0.6和0.9 m 4个接收高度，平均误差分别为1.73、1.86、2.18和3.47 cm，与反向传播（BP）、SSA-BP和ELM定位算法相比，SSA-ELM神经网络算法定位精度分别提高了83.55%、45.71%和26.26%，定位时间分别降低了36.48%、17.69%和6.61%。实验测试表明，文章所提SSA-ELM神经网络算法的平均定位误差为3.75 cm，比未优化的ELM神经网络定位精度提高了16.38%。【结论】SSA对ELM神经网络具有明显的优化作用，能够显著降低定位误差，减少定位时间。
关键词：可见光通信;室内定位;极限学习机神经网络;麻雀搜索算法

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更新时间：2025-02-17
油气管道阀室光通信网络高精度时延测量机制

李亚锋, 曲柏达, 刘芸, 王云鹏, 姚颖晶, 张蕾, 王竞翔

DOI：10.13756/j.gtxyj.2025.230166

摘要：【目的】随着我国长输油气管道里程的增长，油气管道阀室光通信网络在油气管道的智能化管理中发挥了重要作用。然而，时延作为光通信网络业务优化评估的重要依据，由于现有油气管道阀室光通信网络及其相对落后的技术体制等问题，光网络时延测量（DM）存在自动化程度低、DM操作周期长和对承载业务正常运行影响大等问题，迫切需要一种新型DM方案。【方法】文章基于光传送网（OTN）光业务单元（OSU）技术，使用OSU帧结构中的DM字段，实现了一种高精度时延计算方法。【结果】通过实验测试，在多种业务场景和颗粒度下，文章所设计的油气管道阀室光通信网络高精度DM机制，可在保证DM精度、无需人工现场操作和业务正常运行的前提下，实时掌握其时延状态。【结论】文章所提方法证明了基于OTN OSU的高精度DM机制可以为油气管道阀室光通信网络的业务时延优化和保障提供有力支持。
关键词：时延测量;光传送网;光业务单元;长输油气管道通信网络;阀室通信网络

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更新时间：2025-02-17