最新刊期
      2018 年 第 卷 2 期

        光通信系统与网络技术

      • 胡晔,柯俊翔,义理林
        2018(2): 1-4. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.001
        摘要：全光混沌因其结构简单,混沌信号具有类噪声、不可预测等特点被广泛应用于保密通信领域和真随机数发生器领域。文章提出利用特定色散曲线的相位作用与激光器的内外腔的非线性效应来平坦化混沌信号的频谱,从而实现高带宽的混沌信号,同时能够在一定程度上减弱混沌信号的内在相关性。首先搭建了传统的全光混沌结构,分析其频谱特征,然后在该系统结构的外腔环内通过色散补偿器件引入了所设计的特定色散曲线,最后对比分析了不同色散曲线情况下对全光混沌信号频谱的影响。实验结果证明了该方案能够展宽全光混沌信号的频谱。  
        关键词：全光混沌;真随机数发生器;色散曲线;混沌频谱展宽   
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      • 许悦,杜建新,王中玥
        2018(2): 5-7. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.002
        摘要：为了提高光传输容量,提出了一种四进制正交幅度调制相干光检测正交频分复用系统与密集波分复用系统平行复用的超信道系统。利用Optisystem软件和Matlab软件搭建仿真平台,采用非线性分离模型控制四波混频噪声的加入,并使用误差向量幅度来测量误码率。在不同的传输速率、复用间隔和信道数下,通过仿真不同的循环前缀、入纤功率来研究四波混频对系统的影响和系统的非线性容限。仿真结果表明,随着循环前缀的增大,误码率先减小后增大,有最优取值,一般为快速傅里叶变换窗口长度的1/8。新型光纤链路超信道系统的误码率总是比常规光纤链路的小,且有更好的非线性容限。  
        关键词：相干光检测正交频分复用;密集波分复用;循环前缀;四波混频   
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      • 徐云斌,李宏发,林屹,李芳,张海懿,连纪文,周晓东
        2018(2): 8-10. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.003
        摘要：软件定义光传送网采用集中式的控制器进行网络控制,控制器的性能及其测试方法是判断其是否存在性能"瓶颈"的重要手段。文章对评测控制器性能"瓶颈"的性能指标进行了分析,在此基础上,提出了一种针对控制器长期运行性能指标的测试方法,采用此方法可对控制器长期运行的稳定性、可靠性及性能进行综合评判。  
        关键词：软件定义光网络;控制器;性能;测试方法   
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      • 贾耕涛,陈毅龙,余江涛,柯俊翔,义理林
        2018(2): 11-13. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.004
        摘要：混沌信号以其宽带、类噪声以及不可长期预测的特性在保密通信领域获得了广泛的关注。文章提出利用混沌保密光通信技术来保障电力通信网中的传输安全性,首先搭建了传统的基于光-电-光结构的混沌光加密装置,研究该混沌保密光通信系统在电力通信网中应用可能存在的安全问题,针对传统方案中时延特征的安全性问题,提出了消除混沌时延特征参数的方案,并通过实验验证了混沌时延特征参数的隐藏。同时,针对参数估计的攻击方式,分析了混沌保密光通信系统的安全性能。而对于暴力破解,分析了该方案的密钥空间,证明该方案的密钥空间获得极大的扩展,说明了暴力破解的困难性,证明了该方案可在电力通信网中保障传输的安全性。  
        关键词：混沌保密光通信;时延隐藏;保密性增强;电力通信网   
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      • 孙严智,胡劲松,刘宇明,田之俊,柴晖依
        2018(2): 14-17. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.005
        摘要：随着国家电网的快速发展,大型电力通信网向光传送网（OTN）组网快速演进以支撑电网管理、运维中的大量数据通信需求。大型的OTN组网具有长距离光通信的特点,光信噪比（OSNR）是衡量网络质量的重要参数,为保证高效传输,系统OSNR计算具有重要的研究与应用意义。文章针对长距离OTN电力通信网,分析了网络拓扑的特点,提出了基于该网络特点的OSNR计算方法,并分析了该计算方法的特点、意义及推广价值。  
        关键词：光信噪比计算;长距离光传送网;电力通信网   
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      • 张轶琦
        2018(2): 18-19. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.006
        摘要：介绍了一种基于各类通信设备的网元性能统计方案,目的是减少网管对于大量冗余性能数据的处理,提升网管性能数据的处理效率。首先探讨了网元性能模块的整体框图和架构,它主要由3部分组成:网管、主控和单盘,文章只涉及了主控部分的实现,然后简述了网元性能采集功能的实现方法和统计流程,最后给出了无效性能的解决方案。文章所研究的方案在很大程度上减少了冗余性能数据,显著提升了处理效率。  
        关键词：网元性能;网管;性能数据处理   
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      • 高东学,宋宁希,刘娜,夏传鲲
        2018(2): 20-25. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.007
        摘要：为有效解决时分波分复用无源光网络中光网络单元因采用睡眠技术而导致的业务时延恶化问题,提出一种基于业务感知的绿色动态带宽分配算法。通过结合收发机独立睡眠、混合周期睡眠等节能机制,尽可能地延长收发机睡眠时长,从而有效地降低了光网络单元能耗;通过业务感知,对业务未来短期内的带宽需求进行预测,并根据时延敏感型业务需求动态地调整轮询周期时长,从而保证在业务满足服务质量要求的同时最小化时延敏感型业务时延。仿真结果表明,所提算法在保证业务服务质量的前提下,能有效地降低时分波分复用无源光网络中光网络单元的能耗。  
        关键词：时分波分复用无源光网络;节能;独立睡眠;时延要求;业务感知   
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      • 高会生,王宇佳
        2018(2): 26-28. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.008
        摘要：电力调度数据网的服务质量（QoS）对电力系统的生产管理和调度运行有重要影响。QoS模型可评价电力调度数据网的运行状态,衡量电力调度数据网QoS对电网运行需求的满足程度。在分析了多个QoS相关概念的基础上,考虑了多QoS指标的相互影响,并依据电力调度数据网用户以及所承载的电力通信业务的特点,给出了基于电力调度数据网的以用户为中心面向业务的综合QoS模型。电力调度数据网综合QoS模型集成了用户观点,并以多个视点对电力调度数据网的QoS进行描述,可为电力调度数据网提供新的QoS维度。  
        关键词：服务质量模型;电力调度数据网;综合服务质量   
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      • 蒋玉玲,肖亚楠,方涛
        2018(2): 29-31. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.009
        摘要：分布式数通设备已广泛应用于各运营商的组网环境之中,目前在设备搭载的协议栈软件运行过程中,其承载的某一条业务链路出现故障时,无法快速有效且在不影响其他业务的情况下定位问题原因。文章针对这一现状进行了分析及研究,提出了快速查询数通设备协议栈软件内部模块数据的方法,基于Linux系统设计开发,同时兼容Windows系统,实现过程涉及C语言及Python脚本编写。该方法可直接使用命令在屏幕上输出所查数据结构中的所有数据,规避了传统查询协议栈软件内部数据使用断点或单步调试方式引起的协议断临、业务中断等问题,该方法的工作效率、工作精度和工作质量均较高,非常适于推广应用。  
        关键词：分布式数通设备;协议栈软件;数据结构   
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        光纤光缆技术与应用

      • 杨红红,陈鹤鸣,白秀丽
        2018(2): 32-35. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.010
        摘要：文章提出一种可以传输42个轨道角动量（OAM）模式的环形光子晶体光纤,该光纤由中心空气孔、环形高折射率层以及包层构成,其中包层是由方形空气孔与圆形空气孔共同组成。利用有限元法对其进行仿真分析,仿真结果表明,这种结构在1.55μm处可以将简并模间的有效折射率差提高到3.45×10-3,从而大大减小模式间的耦合,所有模式的色散值均较小,例如HE2,1模式的色散只有53.29ps/（nm·km）。此外,光能量主要集中在环形高折射率区域内,且环形区域大小可灵活设计。  
        关键词：轨道角动量;光子晶体光纤;有效折射率;色散   
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      • 张丽丽,张霞,白成林
        2018(2): 36-39. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.011
        摘要：围绕下一代光纤通信系统中轨道角动量（OAM）复用技术的关键问题,基于环状光纤中携带OAM的模式基础理论,仿真分析了环状光纤的不圆度对矢量合成OAM模式的本征奇模和偶模的有效折射率、走离长度以及模场强度分布的影响。结果表明,环状光纤不圆度会使得本征模式奇偶模之间的有效折射率差增大,走离长度减小,导致相应OAM模式在环状光纤中传输时稳定性下降。同时,不圆度的存在还会使矢量合成OAM模式的各本征模式的模场强度分布发生畸变,模场泄漏加剧。  
        关键词：光纤通信;轨道角动量;不圆度;模式走离   
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      • 汪洋,周波达,林晓波,李世强,胡凯,吕安强
        2018(2): 40-43. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.012
        摘要：为了利用分布式光纤振动传感技术进行光纤复合海底电缆（简称为海缆）锚害故障检测,开展了海缆运行现场的锚害试验。用550吨的货船和1 000kg的船锚模拟了锚砸和拖曳事件,用基于相位敏感光时域反射计（Ф-OTDR）技术的分布式光纤振动传感设备对3.3km三芯海缆内的光纤进行了实时监测,获得了海面平静、锚砸和船锚拖曳3种情况下,光纤振动信号的能量和快速傅里叶变换幅度谱在时间和空间上的分布数据,并对其进行了分析。结果表明,海面平静时能量和幅度都很小,锚砸时能量和幅度会产生短时上升且频率成分丰富,船锚拖曳时能产生较长时间的能量和幅度上升,但频率成分较锚砸少。分布式光纤振动传感技术可有效检测锚害故障。  
        关键词：分布式光纤振动传感技术;海缆;锚害;故障检测   
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        光电器件研究与应用

      • 高律,胡芳仁
        2018(2): 44-47. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.13
        摘要：针对重构等效啁啾（REC）技术是否适用于氮化镓激光器的问题,提出了一种基于该技术的405nm波段分布反馈（DFB）半导体激光器。基于传输矩阵法对该结构激光器的光学性能进行了仿真分析。仿真结果表明,利用该技术实现的激光器具有良好的光电特性,阈值电流约为25.6 mA,斜效率约为1.17 mW/mA,在30、50和70 mA的注入电流下,分别得到了404.93、404.87和404.82nm的单模激射,边模抑制比都超过了40dB。这一结果为此技术在氮化镓激光器上的应用提供了参考。  
        关键词：半导体激光器;分布反馈;氮化镓;重构等效啁啾   
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      • 曹薇,肖希,马卫东
        2018(2): 48-50. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.014
        摘要：可调谐激光器已经成为相干光传输系统中最重要的器件之一。文章基于现有的集成可调谐激光器模块,提出了一种新型的基于硅基光波导芯片实现器件高稳定性的小型化结构,基于该结构设计的微环可调谐激光器的外腔主要由一个半导体光放大器和两个透镜组成。针对器件进行了外置波锁分析和芯片的耦合分析,芯片与半导体光放大器之间的耦合采用双透镜和模斑转换器,因此大大提高了耦合效率,减小了腔内损耗,提高了输出功率。实验结果表明,该装置的输出功率可达14dBm,调谐范围可覆盖整个C波段。  
        关键词：硅基微环;可调谐激光器;相干光传输   
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      • 刘睿,葛海波,何其睿,唐园园
        2018(2): 51-54. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.015
        摘要：针对实现光纤布拉格光栅（FBG）传感器波长解调问题,提出将两个法布里-珀罗腔作为双边缘滤波器解调系统的方案。由于被反射的传感信号通过这两个光谱特征不同的滤波器时会产生不同程度的光强,所以可以利用两支路光强比值的对数算法来得到被测光的波长。最后通过计算和仿真验证了此系统能够较好地实现FBG信号的解调,仿真结果表明,系统的精度较高,线性度理想,而且系统在解调时不存在机械移动,因而测量速度更快,运行更稳定。  
        关键词：双边缘滤波;法布里-珀罗腔;光纤布拉格光栅;解调   
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      • 刘鹏华,关建飞
        2018(2): 55-59. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.016
        摘要：金属-电介质-金属（MIM）等离子波导系统可以在纳米尺寸上实现光的控制,突破衍射极限,因而受到了越来越多的关注。采用时域有限差分（FDTD）法分析了一种新型MIM波导系统的耦合谐振特性。仿真结果显示,单腔耦合中,波导系统谐振波长随着谐振腔高度、耦合距离的增大而蓝移,随谐振腔宽度的增大而红移;双腔耦合中,类电磁诱导透射峰值随谐振腔间距离增大而降低,该结构透射率最大值可达0.62。类电磁诱导效应可改变光的群速度,理论计算该结构的最大光延迟可达0.14ps。研究结果表明,含矩形腔MIM波导系统可在纳米尺寸上控制光的传播,为等离子纳米器件集成提供了理论参考。  
        关键词：金属-电介质-金属波导;表面等离子波;电磁诱导透明   
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      • 陈雷,宋耕,肖刚,佘丽,王志刚,张武平,胡毅
        2018(2): 60-63. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.017
        摘要：针对日益增长的以太网带宽需求,提出一种四阶脉冲幅度调制（PAM4）的400Gbit/s外形封装可插拔（CFP8）光收发模块的解决方案。阐述了400Gbit/s标准主要测试指标、技术方案、CFP8的基本原理和结构框图,通过直接调制激光器和电吸收调制激光器两种方案对比,测试得到了优良的光眼图和电眼图,表明PAM4CFP8光模块是实现400Gbit/s以太网传输的良好解决方案,在高速光通信系统中具有广阔的应用前景。  
        关键词：400 Gbit/s以太网;四阶脉冲幅度调制;光收发模块;外形封装可插拔   
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      • 郭晓晨,施伟华
        2018(2): 64-67. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.018
        摘要：利用光子晶体光纤（PCF）的选择性填充特性,设计了一种具有较高灵敏度的液晶填充PCF电压传感结构。PCF中一个空气孔镀纳米金薄膜作为表面等离子体共振通道,并填充E7液晶作为电压灵敏介质,实现对较低电压的检测。利用全矢量有限元法对传感特性进行仿真研究。结果表明,在环境温度20℃下,在050V低电压范围内,该结构电压传感灵敏度最高可达1.94nm/V,且具有很好的线性度。  
        关键词：光子晶体光纤;电压传感;表面等离子体共振;选择性填充;液晶   
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      • 涂修宇
        2018(2): 68-70. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.019
        摘要：为了确定光纤连接器陶瓷插芯端面"环状脏污"的成分、形成原因和特点,通过查阅相关文献并进行试验验证,最终说明了"环状脏污"形成的原因,确定了其成分为环状水珠,并给出了环状水珠的最大尺寸范围。该研究有助于消除应用领域对光纤连接器陶瓷插芯端面"环状脏污"的担忧和误解。  
        关键词：环状脏污;毛细现象;环状水珠;接触角;等离子清洗   
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        无线通信技术

      • 李贵勇,黄俊杰
        2018(2): 71-74. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.020
        摘要：随着物联网设备接入蜂窝网,传统的长期演进（LTE）终端协议栈已不能满足物联网对低功耗和广覆盖的要求。根据第三代合作伙伴计划（3GPP）协议提出的增强型机器类通信（eMTC）系统,对eMTC系统终端协议栈空闲态延长的非连续接收（eDRX）过程中的寻呼和测量进行研究,提出了层一控制层（L1C）,并设计了L1C空闲态下寻呼和测量的流程。通过可视化工作室（Visual Studio）和可扩展标记语言（XML）验证了设计的合理性与可行性。  
        关键词：协议栈;延长的非连续接收机制;层一控制层;可扩展标记语言   
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      • 张振凤,威欢,谭博文
        2018(2): 75-78. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2018.02.021
        摘要：在小波阈值去噪中,阈值的大小是一个重要的选择。为了克服传统的阈值在每个尺度上固定不变的缺陷,提出一种对传统的小波阈值去噪改进的方法,改进的阈值可以随着分解层数的变化而变化,在实际中可灵活应用。采用信噪比和均方误差作为评价去噪性能的参数,并与传统的阈值进行了比较,仿真结果表明:改进的小波阈值去噪方法其去噪效果优于传统固定阈值、Stein无偏似然估计阈值、启发式阈值和极大极小阈值的小波阈值去噪方法,具有较高的实用价值。  
        关键词：小波阈值去噪;阈值;信噪比;均方误差   
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