最新刊期
      2019 年 第 卷 2 期

        光通信系统与网络技术

      • 王识,邢甜甜,王俊华,王增,江飞,田晶
        2019(2): 1-5. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.02.001
        摘要：文章对双向混沌保密通信方式进行了设计和研究,提出了一种双向混沌同步的理论模型及系统架构,并证明了其通信的可行性和安全性,利用通信双方系统的对称性,提高了混沌同步对色散和非线性效应的鲁棒性。最后,仿真证明了相互耦合的激光混沌系统可实现通信双方的抗截获保密通信。  
        关键词：混沌同步;保密光通信;抗截获   
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      • 符小东,陈伯文,雷雨
        2019(2): 6-10. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.02.002
        摘要：在软件定义频谱灵活光网络中,为了解决网络的能耗效率问题,满足绿色与节能的网络发展需求,本文根据光交换节点的可编程特性,通过OpenFlow扩展通信协议,利用软件定义频谱灵活光网络的服务架构,网络中心控制器与应用层控制器协同操作,提出了面向能耗优化的混合线速率保护方法,并对传统专用保护方法与所提方法进行了比较。仿真结果表明:与传统专用保护方法相比,所提面向能耗优化的混合线速率保护方法能够有效减少软件定义频谱灵活光网络的功耗,实现不同线速率的光转发器和光再生器优化配置,解决软件定义频谱灵活光网络的能耗效率问题。  
        关键词：软件定义网络;频谱灵活光网络;能耗效率   
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      • 陈潇逸,高明义,叶阳,邵卫东
        2019(2): 11-14. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.02.003
        摘要：针对工业应用无源光网络开发周期长,灵活性差的缺陷,提出利用现场可编程门阵列内部集成的高速串行收发器代替外接物理层芯片的设计方案。改进分层设计模型和数据帧结构,突发同步字符长度可根据光线路终端收发器突发同步性能在线重配置。板级验证结果表明,系统能够在3.125 Gbit/s速率下完成数据帧接收和突发模式发送,具有兼容性高、复杂度低等诸多优势。  
        关键词：无源光网络;光网络单元;串行收发器;突发数据帧;现场可编程门阵列   
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      • 陈浩哲,丁俊杰,吴昊,杨铭锐,王颖,游善红,胡剑凌,曹洪龙,李响,周鸣籁
        2019(2): 15-18. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.02.004
        摘要：为了提升可见光通信（VLC）定位系统的频谱和功率利用率,文章提出了一种基于非对称限幅和直流偏置的光正交频分复用（ADO-OFDM）的VLC定位集成系统。该通信定位集成系统具有比基于非对称限幅的光正交频分复用（ACO-OFDM）的VLC定位集成系统更高的频谱利用率和比基于加直流偏置的光正交频分复用（DCO-OFDM）的VLC定位集成系统更高的功率利用率。同时,文章还提出了一种差分修正定位算法,所提算法较于传统的三边定位算法其具有更高的定位精度。  
        关键词：可见光通信;通信定位集成系统;非对称限幅和直流偏置的光正交频分复用系统;差分修正定位算法   
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      • 朱国晖,雷兰洁,康潇轩
        2019(2): 19-23. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.02.005
        摘要：针对网络功能虚拟化（NFV）中服务功能链的设计和映射问题,提出一种基于节点选择策略的NFV（NS-NFV）映射算法。该算法在服务功能链设计中考虑虚拟节点依赖性,根据节点资源度大小决定虚拟节点映射顺序,根据物理节点重要度为虚拟节点选择最优映射节点,并且以耦合的方式完成服务功能链的设计与映射。仿真结果表明,该算法有效地减少了回溯步长和运行时间,并且在请求接受率方面有明显改善。  
        关键词：网络功能虚拟化;服务功能链;节点选择策略;节点资源度   
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        光纤光缆技术与应用

      • 伏丽娜,郭毅,于晶,李树阳,罗桓桓
        2019(2): 24-28. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.02.006
        摘要：在电力系统中,当受到强大的冲击电流时,电力光缆将在高于导体最高工作温度10%的温度场环境下工作,长时间的高温老化工况状态对光纤复合低压电缆（OPLC）光单元中的光纤造成极大的负效应,严重地影响了整个电网的安全运行。针对上述问题,为了研究单模光纤受热前后机械性能变化情况,分析高温老化对光纤的损伤程度,文章通过模拟高于以聚氯乙烯绝缘的OPLC导体温度10%的温度场环境,测试了不同温度和老化时间段下单模光纤的断裂强度、断裂伸长率和光纤涂层剥离力等光纤机械性能,基于测试数据,运用线性拟合的统计方法,研究了在该温度场环境下老化前后光纤机械特性的变化趋势。试验结果表明,OPLC中光纤的应力腐蚀敏感性参数比涂覆剥离力特性受热更敏感,随着老化时间增长,不同老化时长后涂覆剥离力比应力腐蚀敏感性参数的差值变化量更大,耐热性能更差。基于机械性能的测试结果,文章提出了增加光单元耐热层的优化意见。  
        关键词：光纤;光纤复合低压电缆;老化;机械性能   
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      • 马茜,李丽君,孙冉,马克燇
        2019(2): 29-32. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.02.007
        摘要：全光纤干涉式传感结构作为一种新兴的高灵敏度和高光学集成性光纤传感器,由于其传感特性与其结构密切相关,使传感器设计更加灵活,因此,传感机理及如何提高测量性能成为研究该类传感器的关键。文章利用有限差分光束法得到全光纤干涉式传感结构中传感光纤部分去包层和弯曲时的输出光谱,再通过傅里叶变换得到空间频谱情况与色散方程进行比对,最终获得两种增敏方式下主要参与耦合包层模的情况。结果表明,相较于未增敏前,增敏后参与耦合的包层模数量有所增多,阶数有所增高,且在一定范围内,弯曲半径越大,主要参与耦合的包层模阶数越高。  
        关键词：全光纤干涉式;包层模;频谱   
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      • 魏红彦
        2019(2): 33-37. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.02.008
        摘要：为了在理论和实际中研制能够产生高效平坦宽带中红外超连续谱的光纤,文章提出一种以三硒化二砷（As2Se3）为背景材料的微结构光纤,利用非线性薛定谔方程计算模拟了光纤的结构参数对色散、耗损与非线性特性的影响,选取优化结构参数实现高非线性色散平坦全正常色散。采用该结构光纤对中超短脉冲的展宽机制进行分析,研究了光纤长度、泵浦中心波长、峰值功率以及泵浦宽度等参数对超连续谱生成的影响,并通过此光纤实现平坦中红外超连续谱的输出。搭建了实验平台,选取优化的光纤长度和泵浦参数检测了飞秒激光脉冲在As2Se3微结构光纤中的传输过程和输出谱,实验结果表明,采用该结构光纤能够生成波长展宽为3～6μm的高效平坦宽带中红外超连续谱,此连续谱可应用在物质探测、生物化学、食品检测和环境分析等领域。  
        关键词：微结构光纤;超连续谱;中红外波;高非线性;飞秒激光器   
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      • 何方容,马小强
        2019(2): 38-42. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.02.009
        摘要：为解决全干式光缆生产过程中阻水纱严重掉粉问题,开发了一种阻水纱的制造新工艺。该工艺先合成吸水性能树脂预聚物,再通过涂覆和烘干工艺,让预聚物最终在基体纱线上聚合固化,从而赋予纱线阻水性能。经严格检测,生产的阻水纱性能完全满足行业标准和光缆厂家的采购技术规范要求。光缆生产工艺试验表明:采用上述工艺制造的阻水纱可完全满足全干式光缆生产,可解决掉粉带来的粉尘污染问题。  
        关键词：全干式光缆;吸水树脂;阻水纱;丙烯酸钠   
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        光电器件研究与应用

      • 廖传武,梁红伟,杜国同
        2019(2): 43-46. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.02.010
        摘要：为了满足高频信号对400 Gbit/s光器件性能的要求,通过高频结构仿真软件HFSS建立、分析了三维电磁场模型,在分析电场分布的基础上,设计、研制了一种具有新的阻抗补偿结构的可降低高频串扰的微带线结构。实验测试和仿真结果均表明,使用这种微带线结构可以使串扰在0～60 GHz频率范围内小于-30 dB,能够满足高频信号对400 Gbit/s光器件性能的要求。  
        关键词：高频电路;微带结构;HFSS;串扰   
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      • 李长安,全本庆,关卫林,江毅
        2019(2): 47-50. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.02.011
        摘要：为了提高采用有限元分析平面光波导热应力的精度和效率,提出了一种改进平面应变模型。通过将材料的热膨胀系数正交各向异性化,材料垂直于波导传播方向的热膨胀系数为真实的热膨胀系数,但沿波导传播方向的热膨胀系数经过适当的变换可满足变形协调和适应平面应变模型,采用改进的平面应变模型,计算了平面光波导的热应力。计算结果表明,与广义平面应变模型相比,用改进的平面应变模型得到的应力的最大误差只有0.4%,而计算时间缩短为广义平面应变模型的12.6%,与平面应变模型相比,改进平面应变模型的计算时间相等,而计算精度大幅提高。  
        关键词：平面光波导;热应力;改进平面应变模型;有限元   
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      • 肖蠡虎,佘丽,徐红春,林韬,张武平,陈土泉,宋小平,张玓
        2019(2): 51-54. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.02.012
        摘要：设计了一种基于四阶脉冲幅度调制（PAM4）技术的50 Gbit/s 40 km QSFP28封装的长距离光传输模块,以应对现代社会对通信传输的带宽、速率和容量等要求的不断增长。使用了PAM4技术以提高单波长的数据传输容量,使得单波传输速率达到50 Gbit/s;在模块的接收单元使用雪崩光电二极管（APD）作为光探测器,使得模块对小光信号的接收能力得到提高;测试结果表明,模块的性能较为稳定,优化了APD部分电路设计,以获得更佳的传输效果,能够满足50 GE 40 km传输。  
        关键词：四阶脉冲幅度调制;QSFP28;50 GE以太网;APD;40km   
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      • 田严,孙丽萍,付永安,王红亚,张德玲
        2019(2): 55-58. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.02.013
        摘要：对于5G无线前传网络,原有的4G基站设备的6和10 Gbit/s光模块已无法满足需求,为此文章设计了一款25 Gbit/s 1 310 nm的光接收组件（ROSA）用于新兴的25 Gbit/s光模块,采用的是低成本和小尺寸的同轴结构封装。文章介绍了ROSA采用的25 Gbit/s 1 310 nm自制PIN光电二极管等核心物料的特点以及晶体管外形（TO）、ROSA的封装形式和产品制作工艺,并进行了样品的制作。对ROSA的响应度、回损、灵敏度和带宽等各项指标进行了测试,测试结果表明,产品的性能可完全满足商业级要求,在成品率合格的情况下可进行大规模商用。  
        关键词：5G前传网络;25 Gbit/s 1310nm光接收组件;同轴封装   
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        无线通信技术

      • 江帆,康敏,徐帅
        2019(2): 59-65. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.02.014
        摘要：针对雾计算网络架构中的内容下载场景,提出了基于流行度与社交关系的流量卸载策略。首先结合内容流行度的分布情况,基于用户之间的社交信任与社交互惠模型确定出内容中继用户,然后利用终端直通技术实现用户之间的内容共享,从而有效减小任务请求用户的下载时延,缓解雾计算网络的负载。利用排队论模型对所提策略中的能耗和时延性能进行了分析,仿真结果表明,该方案可以有效降低能耗和时延,同时提高了用户体验和系统性能。  
        关键词：雾计算;终端直通;流行度;社交信任;社交互惠;排队论模型   
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      • 周杰,何明星,刘杨
        2019(2): 66-70. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.02.015
        摘要：水下通信是无线传输的一个关键研究领域,而声音信号是目前水下通信的最佳候选者。正交频分复用（OFDM）技术有助于在水声（UWA）信道上进行数据高速率传输。文章提出了一种在UWA信道中的基于分数傅里叶变换（FRFT）的OFDM系统,并且在不同子载波数量、调制方案以及多普勒频率条件下将其与传统OFDM系统进行了性能对比和评估。研究结果表明,尽管FRFT的计算顺序与快速傅里叶变换（FFT）相同,但在所有多径场景下,基于FRFT的OFDM系统的性能都优于传统OFDM系统,且满足UWA信道对系统复杂度低和功耗小的需求。  
        关键词：水声通信;复杂度;分数傅里叶变换;多普勒频率;正交频分复用   
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