最新刊期
      2019 年 第 卷 6 期

        光通信系统与网络技术

      • 杨云朋,柯俊翔,义理林
        2019(6): 1-4. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.06.001
        摘要：全光混沌由于产生结构简单和混沌复杂度高等特点,在混沌保密通信中起着重要的作用。由于全光混沌需要发射端与接收端激光器参数几乎完全一致才可达到很好的同步效果,一直没有在保密通信方向取得很好的应用。文章提出了一种利用神经网络对激光器进行建模同步的方法,在发射端利用大量已知混沌信号和混沌加密信号对神经网络进行训练,得到一个与发射端激光器结构相似的神经网络模型,在接收端利用此神经网络模型对加密信息进行解密,并通过实验成功对5 Gbit/s信号进行了混沌加密和解密。此方法大大降低了全光混沌同步的复杂度,并为点到多点全光混沌通信提供了可能。  
        关键词：全光混沌通信;神经网络;混沌预测   
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      • 朱青橙,陈伯文,符小东
        2019(6): 5-9. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.06.002
        摘要：在基于多芯光纤（MCF）的空分复用频谱灵活光网络（SDM-EONs）中,为了保证光网络的生存性和业务传输质量（QoS）,在连接请求建立过程中,引入考虑纤芯间频谱状态的交叉串扰评估方法。通过考虑光网络的生存性和多纤芯间的交叉串扰,文章提出了一种面向业务带宽分类的串扰感知专用保护方法和相应的算法。为了更好地评估所提算法,引入了其他3种传统专用保护算法进行比较。仿真结果表明,与其他3种传统专用保护算法相比,所提算法能够有效降低网络的阻塞率,并且不会大幅度增加网络的平均交叉串扰值。  
        关键词：专用保护;业务带宽分类;串扰感知;空分复用频谱灵活光网络   
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      • 于凡超,彭大芹,黄鸣宇,刘海涛,许国良,林虹
        2019(6): 10-14. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.06.003
        摘要：为提高智能变电站通信网络的运维水平,文章提出了一种基于分块矩阵的报文传输路径查找算法。为了把智能变电站通信网络静态配置信息抽象为数学模型,建立了物理网络拓扑矩阵模型和逻辑网络拓扑矩阵模型,并构建了两者之间的映射关系,给出了报文路径查找算法的流程。针对矩阵法分析网络拓扑计算量大的问题,文章提出以分块矩阵技术为主,稀疏矩阵与对称矩阵技术辅助优化的算法。采用遗传算法将网络矩阵模型分为对应的多个子矩阵,采用稀疏矩阵和对称矩阵技术处理子矩阵。通过对实际智能变电站的网络分析,与邻接算法相比,此算法不仅可以查找报文的转发路径,而且计算速度快占用内存空间少。  
        关键词：智能变电站;通信网络;遗传算法;稀疏矩阵;对称矩阵   
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      • 陈大雷,李晓峰,凌霄,唐蓉
        2019(6): 15-20. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.06.004
        摘要：针对相控阵雷达带宽的扩展,文章提出了一种基于多路啁啾微波脉冲（CMP）信号产生及延时控制的新型波束成形系统。该系统由多个平行的具有二阶相位特性的微波光子滤波器（MPF）构成,且MPF均通过非均匀抽头延时重构获得。通过将超宽带信号输入该多路MPF系统,即可产生多路CMP信号并输入各个阵列天线阵子,借助于光纤色散,通过调谐MPF重构所需要的光载波波长即可实现脉冲信号的延时控制,从而实现信号的波束成形。仿真结果表明,该系统可以产生多路CMP信号,且信号延时量可以得到控制,并实现了波束指向的控制。该研究成果有助于推动相控阵雷达带宽的进一步扩展。  
        关键词：啁啾微波脉冲;波束成形;微波光子滤波器;真延时   
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      • 施泓昊,吕建新
        2019(6): 21-26. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.06.005
        摘要：在超100 Gbit/s光网络中,由于光信噪比恶化导致了误码严重等问题,因此在光网络中普遍使用前向纠错编码。传统的编码器时延大,不能满足目前高速光网络的需求,且与高速编码器相关的研究也非常少;译码器的研究大多集中在关键方程求解算法,针对降低时延方法的研究也较少。文章针对目前光网络中广泛使用的KP4前向纠错编码,即里德-所罗门（RS）（544,514）码,提出了递推并行的编、译码结构,并通过现场可编程门阵列实现,编码器吞吐量超过17 Gbit/s,延时<0.3μs,译码器吞吐量约为66 Gbit/s,延时约为0.17μs。  
        关键词：超100 Gbit/s光网络;KP4前向纠错编码;低时延;里德-所罗门并行编码;里德-所罗门并行译码   
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      • 杨春,胡春琳
        2019(6): 27-34. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.06.006
        摘要：在5G前传网络中,单纤双向是重要的特征之一,相比4G和光纤接入（FTTx）网络中的单纤双向,5G前传网络中的单纤双向更为复杂。文章分析了在5G前传网络中实现单纤双向的情况及实现单纤双向关键光器件的原理,并分析了单纤双向系统的串扰源问题。分析结果表明,基于单只密集波分复用（DWDM）器件的DWDM单纤双向方案比基于光环行形器的DWDM单纤双向方案更有优势。  
        关键词：前传网络;单纤双向;波分复用;波长规划;串扰   
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        光电器件研究与应用

      • 黄浩逸,侯二林
        2019(6): 35-41. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.06.007
        摘要：半导体硅纳米粒子具有许多新奇的电磁特性,成为了近年光电子学的研究热点。为了提高量子点（QD）光致发光器件的发光强度,文章提出了一种由两个尺寸不同的硅纳米正方体组成的二聚体结构。通过时域有限差分（FDTD）法,分别从荧光激发率增强和量子产率增强两个方面研究了硅纳米二聚体对QD发光的增强作用。研究结果表明,不同尺寸的硅纳米正方体复合二聚体可以对硒化镉（CdSe）QD的发光产生增强作用;并且当两个硅纳米正方体的边长和间隔逐渐变小时,QD的荧光激发率增强倍数和量子产率提高倍数都呈现出逐渐增大的趋势。特别地,当两个硅纳米正方体的边长都是100 nm、间隔为20 nm时,硅纳米二聚体结构可达最优,且CdSe QD的荧光强度可得到约24倍的增强。  
        关键词：光电子学;发光器件;光辐射提高;纳米材料   
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      • 郭守渊
        2019(6): 42-46. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.06.008
        摘要：针对传统光纤通信系统中滤波模块可调范围窄、损耗大和带宽精度低的问题,文章设计了一种基于光纤布拉格光栅（FBG）的大范围带宽调制滤波结构,该结构核心部件采用螺杆微调结构对FBG中心波长进行大范围连续调谐控制。经理论分析与仿真计算给出了该结构的最优参数,并通过实验测试可知,在该结构中螺杆微位移每改变0.1 mm,平均中心波长偏移量为415 pm,线性度高,线性度优于0.98的调制范围为1 545～1 565 nm,实现了大带宽连续线性调制。实验结果表明,该结构可用于光纤通信系统中需要大范围连续可调滤波的模块,具有一定的应用价值。  
        关键词：光纤通信;光学滤波;大带宽线性调制;微应变   
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      • 吕向东,赵建宜,熊永华,余思佳,马卫东
        2019(6): 47-51. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.06.009
        摘要：针对可调谐激光器光栅加工灵活性低和成本昂贵的问题,文章研究并设计了一种基于取样光栅（SG）的新型可调谐分布式布拉格反射（DBR）激光器以降低可调谐激光器的制作成本。文章提出利用SG取代传统DBR激光器的均匀光栅,在采用与均匀光栅相同的双光束干涉曝光工艺的情况下,可以在单片集成芯片中低成本并灵活地实现不同DBR激光器调谐范围的调整。通过对该结构DBR激光器的模拟研究发现,该激光器在工作范围内可以实现>45 dB的边模抑制比（SMSR）,单个激光器可以实现10 nm以上的调谐,不同激光器调谐范围的取值可以实现40 nm以上的整体调整。  
        关键词：半导体激光器;单片光子集成;可调谐激光器   
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        无线通信技术

      • 王华华,张洋,亢成
        2019(6): 52-57. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.06.010
        摘要：在大规模多输入多输出（MIMO）系统中,当用户数与基站（BS）天线数相当时,线性检测算法的性能很不理想。文章从非线性检测入手,提出一种格基约减（LR）辅助的贪心球形译码算法。通过格基约减算法辅助QR分解来获取更优的正交基并采用贪心策略改进球形译码算法,将每次欧式距离（PED）最小的符号作为根节点向下搜索,更高效地缩减了搜索树节点。理论分析及仿真结果表明,所提算法具有复杂度低且收敛速度快的特点,当系统误码率为10-4时,所提算法相较于线性算法有3～10 dB的性能提升。并且算法在一定程度上降低了近来所提出LR-K-Best算法的复杂度,具有较高的工程应用价值。  
        关键词：格基约减;大规模多输入多输出;球形译码;贪心策略   
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      • 岳宗杰,叶佳林,王娜,陈林君,王施超,肖纯贤
        2019(6): 58-62. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.06.011
        摘要：文章以白光发光二极管为例,研究了可见光室内定位问题。针对可见光室内定位问题,提出了定位系统的模型,并对定位系统的硬件设计进行了分析。在定位算法方面,提出了一种基于快速傅里叶变换（FFT）算法的信号采集与定位方式,实验证明最大定位误差为14.866 cm,结果表明,此系统可以解决室内定位问题。  
        关键词：可见光通信;发光二极管;可见光室内定位系统;单片机;快速傅里叶变换   
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        特邀稿件

      • 薄天外,Hoon Kim
        2019(6): 63-68. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2019.06.012
        摘要：Kramers-Kronig（KK）接收机能从光信号的强度信息中重建相位信息,突破了单个光探测器只能检测和处理光信号强度信息的局限,是近年来光通信系统的一个研究热点。该接收机可以补偿光纤色散带来的损伤,降低系统对载波功率比的要求,能显著地提高接收机灵敏度,大大增加了系统容限和传输距离。在接收端仅用单个光探测器,极大地降低了同时检测光信号强度和相位的成本,在成本敏感的数据中心之间的光互联网络中有着光明的应用前景。然而,该接收机也存在着一定的技术问题,这可能会阻碍其在实际系统中的应用。文章介绍了KK接收机的原理和应用,对其技术问题和解决方案进行了系统地分析。同时,文章也从实用化角度出发,介绍了该接收机方案在实际系统中遇到的挑战,总结了现有的解决方案。最后,文章对该接收机未来的研究方向进行了探讨。  
        关键词：光纤通信系统;数字信号处理;光电接收机   
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      • 2019(6): 69-70.
          
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