最新刊期
      2017 年 第 卷 4 期

        光通信系统与网络技术

      • 孙海波,金乃正,马平,高强
        2017(4): 1-3. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.001
        摘要：针对智能变电站通信系统以太网组网技术中传输时延抖动较大、环网结构健壮性差的问题,对智能变电站通信网络关键技术进行了研究。新型通信网络基于以太无源光网络和面向连接的交换方式,采用时延可测、业务隔离等技术;搭建实验网络,测试了不同网络负载情况下通信业务的实时性及可靠性指标。测试结果表明,新一代智能变电站通信网络架构能满足变电站业务对通信网络的技术要求,验证了该技术方案的可行性。  
        关键词：智能变电站;以太无源光网络;时延可测;业务隔离   
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      • 熊向峰,曹东,赵欣,许进,胡燕
        2017(4): 4-7. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.002
        摘要：随着网络技术的不断演进,软件定义网络已成为一种解决现有网络问题的技术趋势。在软件定义网络技术集中式控制平面的特点下,利用开放以及开源的软件定义网络技术,文章对其所承载的网络业务进行基于时延的Floyd算法方面的相关研究,提出一种以链路时延数据为权重的Floyd算法,作为软件定义网络控制器选择网络业务时延最优路径的方法;同时建立了Ryu和Mininet软件组成的软件定义网络仿真实验环境,在此环境中进行软件定义网络全局的链路延时原理分析以及测量,并完成了实验环境设计和结果验证,实现了降低网络业务时延的目的。  
        关键词：软件定义网络;Ryu软件;Mininet软件;Floyd算法   
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      • 陈映晖,刘大林,王琦
        2017(4): 8-10. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.003
        摘要：在研究光通信保护机制的基础上,针对一类光传送网用户业务接入设备中用户侧板保护的问题,提出了一种具有自动保护、快速切换和高可靠性等特点的用户侧板保护方案。给出了该方案的设计要点,并对该方案进行了场景模拟分析和实际环境测试,结果表明,该方案有助于提高该类网元设备的可靠性。  
        关键词：光传送网接入设备;板级保护;线性保护倒换   
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      • 李明春,李长春
        2017(4): 11-14. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.004
        摘要：设计了一种数字视频广播+互联网电视+家庭网关的多业务融合终端方案,解决了家庭中多个业务终端独立并存且交互困难的问题。通过硬件设计集成和软件业务功能的整合,有效节省了生产成本,并对最终用户提供一体化的业务体验。实践证明,该方案对解决目前三网在家庭终端的整合方面有一定的参考价值和现实意义。  
        关键词：融合终端;数字视频广播;交互式网络电视/互联网电视;家庭网关   
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      • 黄斌,张伟亮,林昌松
        2017(4): 15-18. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.005
        摘要：由于光纤端接数量多、连线繁琐,运检人员在进行光纤跳纤操作时极易出现误拔或误接,进而造成通信业务的中断甚至引起电网事件。文章基于智能化软件的施工指导的方法,提出通过清晰的信息提示及智能光纤配线网络设备端口发光二极管状态实现工单操作的智能化指引,以声、光、以及手机终端界面多种方式的可视化端口指引手段,指导进行端口的定位操作,避免由于端口误操作引起的电网通信事故,提高电力通信网的安全性、稳定性和可靠性。  
        关键词：智能光纤配线系统;防误操作;电力通信网   
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      • 章林琦,吴军平
        2017(4): 19-21. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.006
        摘要：分布式数通设备仿真系统主要用于模拟现场的组网情况,实现模拟单台设备内部报文的转发和多台设备之间报文的转发流程。该系统主要基于Linux操作系统进行开发,涉及C语言与Socket编程,以核心控制模块为中心,通过网络协议与命令行、模拟设备和模拟网络数据测试仪3个模块建立连接运行环境。与传统仿真平台相比,该系统的突出特点是:在支持控制平面功能的基础上,可以结合转发平面模拟业务的转发流程,及时定位,解决测试过程中存在的数据流不通的问题,同时该系统还支持模拟网络数据测试仪,降低了工程测试成本,提高了研发效率。  
        关键词：数据通信;仿真系统;分布式数通设备;模拟设备   
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      • 丁俊杰,卞诗航,陈浩哲,吴昊,王震,王颖,游善红
        2017(4): 22-25. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.007
        摘要：针对发光二极管之间的多径干扰,提出了采用QR分解的信道均衡算法消除干扰的方案。首先建立基于离散傅里叶变换扩频的正交频分复用技术的电力线与可见光融合通信系统,并考虑了由两个发光二极管之间的电线差所引发的多径干扰,然后比较了该系统下采用QR分解的信道均衡算法和传统信道均衡算法下的误码性能。结果表明,采用QR分解的信道均衡算法可消除由发光二极管之间的电线差引起的多径干扰,从而提高系统的传输性能。  
        关键词：自由空间光通信;发光二极管;电力线通信;信道均衡   
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        光纤光缆技术与应用

      • 张伟,陈鹤鸣
        2017(4): 26-29. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.008
        摘要：针对模分复用系统中模式串扰问题,提出一种具有大模式差分群时延的微结构少模光纤,利用基于全矢量有限元分析法的Comsol计算其模场分布和有效折射率,同时分析光纤的模式差分群时延。仿真结果表明:该光纤在1.55μm波长处,LP11、LP21、LP02与LP01的模式差分群时延分别为8.45、19.28和23.25ps/m,与传统的少模光纤相比,该少模光纤具有良好的大模式差分群时延特性,能有效解决模间串扰问题,在模分复用系统中有着重要的应用。  
        关键词：模分复用;微结构光纤;有限元分析法;有效折射率;模式差分群时延   
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      • 冯雨珊,尚秋峰,吕安强
        2017(4): 30-34. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.009
        摘要：为了研究波浪力作用下海缆的动力学特性,建立了波浪力作用下海缆的三维有限元模型。首先利用SOLID185单元和pipe59单元建立了海缆模型,设置波浪力及海流速度;对该模型进行仿真计算,并对仿真结果进行数据提取,获得了海缆各层结构的位移、应力应变及光单元加速度等数据。通过对数据进行处理,得到波浪高0.1m、周期为1s、海流速为2m/s的条件下,光单元振动频率约为50Hz,为利用分布式光纤振动传感技术监测海缆的工作状态提供了理论参考。  
        关键词：光纤复合海底电缆;波浪力;振动频率;动力学分析;有限元   
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      • 潘锋,毕力
        2017(4): 35-38. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.010
        摘要：针对光子晶体光纤的非线性问题,设计了新型准光子晶体光纤结构。所设计的准光子晶体光纤的纤芯采用圆形空气孔,中心孔作为缺陷,前3层通过小孔结构形式实现内包层。结构的电磁场分析表明:随着入射角的增大,横向磁场模式的禁带会明显变窄,横向电场模式的禁带会明显变宽。参数分析后得出以下结论:在光通信的1 550nm波长附近,结构的色散曲线表现了高平坦的特性;通过控制孔间距或者空气孔层数能实现限制损耗的控制,进而将损耗限制到非常小甚至为0的阶段。  
        关键词：光纤;非线性;准光子晶体光纤;平坦色散   
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        光电器件研究与应用

      • 朱曦白,关建飞,杨勋恩,郭志伟,宋家富
        2017(4): 39-43. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.011
        摘要：通过在金属-绝缘体-金属表面等离激元波导单侧引入平行的双谐振腔结构,实现了等离激元诱导透明效应的数值模拟,基于谐振耦合导致的模式分裂理论揭示了单等离激元诱导透明透射峰的形成机理,并数值研究了透射峰幅度及谱宽与模型结构参数的依赖关系。在此基础上设计了在波导双侧三腔结构,并对其透射谱进行了数值仿真,结果表明:选取适宜腔长及间距参数,可以在三腔模型中产生双等离激元诱导透明透射峰,并且峰值位置可以随腔长以近似线性关系改变。  
        关键词：表面等离激元;金属-绝缘体-金属波导;有限元法;等离激元诱导透明   
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      • 宫原野,罗鹏,许海峰,曹吉花,郝保明
        2017(4): 44-47. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.012
        摘要：为改善普通马赫-曾德尔干涉仪滤波器的滤波性能,将微环谐振器与马赫-曾德尔干涉仪相结合,设计出一种新型滤波器结构。利用信号流程图理论推导出滤波器传递函数,并对其输出端口透射谱进行仿真分析。仿真结果表明:当微环谐振器周长（L1和L2）与马赫-曾德尔干涉仪上下臂臂长差Δd满足如下关系:L1=2L2=Δd时,滤波器输出光谱顶部平坦,边沿陡峭,形状类似于"方形"。通过数值计算,取微环谐振器周长L1=1 510μm时,滤波器的自由光谱范围为2nm、3dB带宽为1.15nm、精细度达到1.74、品质因子为1 347.82。文章提出的微环辅助马赫-曾德尔干涉仪型滤波器的滤波性能与普通马赫-曾德尔干涉仪滤波器相比有了明显改善。选择光电特性优良的聚合物材料设计微环谐振器和马赫-曾德尔干涉仪,当施加在滤波器上的电压发生变化时,滤波器输出光谱向右漂移,可以满足不同的滤波需求。  
        关键词：微环谐振器;马赫-曾德尔干涉仪;信号流程图理论;光学器件;聚合物材料   
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      • 尚秋峰,刘薇,李永倩
        2017(4): 48-51. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.013
        摘要：单端布里渊光时域分析系统可以实现单端入射,测量断裂光纤的传感信息,适用于大范围监测场合。基于瑞利散射的布里渊光时域分析系统通过从光纤同一端入射脉冲光和连续光来实现单端测量。为了得到频率单一的脉冲光和连续光,提出采用两个电光调制器并联结构产生含脉冲基底的脉冲光,讨论了电光调制器的最佳工作点设置。研究证明,该设计能够产生系统所需的一阶双边带基底连续光和0阶脉冲光,克服了单个电光调制器调制时受到多种光分量干扰的问题,同时降低了对电光调制器的要求。  
        关键词：单端;瑞利散射;布里渊光时域分析;电光调制   
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      • 王姣,王翀,高伟,张进玉,赵瑶
        2017(4): 52-54. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.014
        摘要：文章基于受激布里渊散射增益补偿技术,对微波光子滤波器的波长特性进行研究,并提出了一种改进方法。若将受激布里渊散射的一个增益谱与两个损耗谱相互叠加,可实现波长选择及带宽可调。通过计算,可以使带宽从20 MHz减小到3.8 MHz,减小了81%,而选择性提高了5倍多。在一些特殊应用领域,对滤波器进行级联,可使带宽进一步减小。通过这种方法,使带宽从13 MHz减小到了2.5 MHz,减小了80.8%,选择性进一步得到提高。经过仿真及实验,证明了这种方法是切实可行的。  
        关键词：微波光子滤波器;波长选择;带宽压缩;受激布里渊散射   
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      • 林睿,陆国生,谢超,严靖,李奇,陆云清,王瑾
        2017(4): 55-58. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.015
        摘要：在超高压直流输电系统的直流测量系统中,使用光纤代替电力线传输激光能量以驱动远端测量传感器,可以实现高低电压隔离和绝缘以及抗电磁干扰。针对在实际运行中远端测量传感器故障率较高的问题,通过研究传感器各功能模块的工作原理、结构特点以及薄弱环节,研制了一种改进型直流测量传感器。该传感器采用光伏电池最大功率点跟踪技术,优化了各模块的电路设计,提高了模块的集成度,也改善了器件的性能。现场测试结果表明,改进型直流测量传感器在测量精度及功耗方面均优于国外产品。此传感器能提高直流测量系统的精确性和稳定性。  
        关键词：激光供能;超高压直流输电;测量传感器;最大功率点跟踪技术   
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      • 张洁,王桂凤,李晓囬
        2017(4): 59-61. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.016
        摘要：基于取样光纤光栅和传输矩阵理论研制了新型光子晶体,采用两种不同介电常数的材料交替排列的周期性结构,根据取样光纤光栅传输理论得到了设计结构的反射系数和透射系数。模拟分析和测试实验表明:所设计的光子晶体结构出现了多个反射峰,光栅长度增大时会导致反射率明显增大,反射峰数目增加,但反射峰的间隔不会发生变化;调制深度增加时,带宽会明显增大;随着折射率调制量的增大,反射峰数目会增加,反射率也显著增大（增大10%左右）。  
        关键词：光子晶体;取样光纤光栅;传输矩阵理论;反射峰   
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        无线通信技术

      • 侯小静,吕治国,孙泽宇,邢萧飞
        2017(4): 62-65. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.17
        摘要：针对未知支持集贝叶斯匹配追踪算法中支持集搜索过于复杂的问题,提出一种改进的贝叶斯稀疏信道估计算法。该算法利用信道的稀疏特性来提高信道估计精度,通过计算信道期望来估计高维稀疏信道。为了提高支持集的搜索准确度,改进算法在支配支持集的搜索过程中引入了维特比路径译码的思想,保留所有发生概率差异低于门限的路径,并对支持集上的信道估计值进行计算,最后计算出信道期望并作为最后的信道估计值。理论分析和仿真结果都表明,改进算法在降低算法复杂度的同时还保持了较高的估计精度。  
        关键词：贝叶斯估计;压缩感知;维特比译码;贪婪算法;稀疏重建   
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      • 杜乐,郑娟毅,李永,吴玮
        2017(4): 66-69. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.018
        摘要：为了降低译码算法复杂度、提高信道传送质量,提出一种改进型低密度奇偶校验译码算法。该算法是以多径瑞利衰落信道仿真模型作为高速移动环境下的信道模型,采用有理函数逼近的思想,降低每次循环时校验节点的运算量,从而降低信道译码算法复杂度。在MATLAB环境下对该算法进行了仿真验证,结果表明,相对于对数似然比置信传播译码算法,改进后的低密度奇偶校验译码算法具有较好的译码性能,更能有效降低译码的复杂度。因此改进译码算法应用在高速移动环境中,可以提高信道传输的质量和效率。  
        关键词：低密度奇偶校验码;对数似然比置信传播译码算法;改进型BP译码算法;复杂度   
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      • 钟小磊,陈赜,代祖浩,王云阳,孙文静
        2017(4): 70-73. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.019
        摘要：当同一个区域存在多个ZigBee无线传感网络时,为了解决这些子网间传递信息相互干扰、协调器建网参数异常以及节点入网无序等网间串扰问题,文章探索出一种ZigBee子网间规范通信的方法。以CC2530为硬件平台,采用Z-Stack协议栈作为实现ZigBee技术的软件平台,通过对Z-Stack协议栈中节点类型、个域网标识符、信道切换以及网络状态存储等多项技术的研究改进,并在不同类型的节点上烧录与其匹配的Z-Stack协议栈,解决了网间串扰和网间通信问题。在实践测试中采用若干CC2530节点组成多个ZigBee子网,验证了方案的可行性。  
        关键词：ZigBee无线传感网络;网间串扰;网间通信;Z-Stack协议   
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      • 包志强,王博,高帆
        2017(4): 74-78. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2017.04.020
        摘要：为了减少差分跳频系统中接收端检测信号时资源的消耗,提出了一种新的差分跳频解决方案。在系统设计时使用了加密算法和信号调制方法,该方案可有效解决差分跳频系统接收端接收信号时资源和时间的消耗,并且可以有效提高系统的安全性能。通过理论分析和仿真验证,证明了该方案的可行性和实用性。  
        关键词：差分跳频;加密算法;调制   
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