最新刊期
      2022 年 第 卷 3 期

        光通信系统与网络技术

      • 梁家熙,牛泽坤,胡卫生,义理林
        2022(3): 1-6. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.03.001
        摘要：针对正交振幅调制在高信噪比的加性高斯白噪声(AWGN)信道与香农极限有1.53 dB容量间隙的问题，文章提出了一种基于互信息量估计的几何与概率联合整形的方法，将几何整形与概率整形相结合，提升通信系统的互信息量。文章将互信息量估计作为计算系统互信息量的方式，以最大化互信息量为目的训练发端的编码器，实现几何整形与概率整形。通过在不同信噪比下AWGN信道中的仿真，验证了基于互信息量估计的几何与概率联合整形系统的性能要优于单独进行几何整形或概率整形的性能。在信噪比为10 dB的AWGN信道中，系统的互信息量与几何整形相比有0.041 7 bit/symbol的增益，与概率整形相比有0.027 9 bit/symbol的增益。  
        关键词：深度学习;互信息量估计;物理层通信   
        147
        |
        25
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 27359947 false
        发布时间：2022-06-15
      • 巩小雪,宣冉,张琦涵,李瑞
        2022(3): 7-10. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.03.002
        摘要：针对目前光网络物理层面临的窃听安全问题，文章提出了一种基于高非线性光纤(HNLF)和超结构光纤布拉格光栅(SSFBG)新的混合光加密方案。方案中采用简并四波混频(FWM)效应对用户信息进行加解密，并采用光编码技术对密钥信息进行编解码，编码的同时实现了密钥信号的隐匿传输。通过对比信道中传输的加密信号波形和原始发送信号波形衡量系统的安全性，并通过系统接收端误码率来衡量系统的有效性。仿真结果表明，使用了文章所提新的混合光加密方案后，用户数据信息的频率和相位发生扰乱，编码后的密钥信号光功率低至-34.4 dBm，因此窃听信道既无法得到有效数据信息，也检测不到密钥信号，从而实现了正交相移键控(QPSK)信号的安全传输。  
        关键词：光加密;光编码;隐匿传输;高非线性光纤;超结构光纤布拉格光栅   
        53
        |
        15
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 27359899 false
        发布时间：2022-06-15
      • 谢广成,苏宇,曾妍,程瑛颖
        2022(3): 11-16. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.03.003
        摘要：毫米波大规模多输入多输出(MIMO)系统具有更多的射频链路，带来更大的功耗，接收端使用低分辨率模数转换器(ADC)可有效解决功耗高的问题。针对低分辨率ADC引起接收信号幅度失真，进而影响信道估计准确性的问题，文章提出了一种基于优化的两阶段毫米波信道估计算法。第1阶段，根据量化后的接收信号确定采样后的接收信号取值范围，并将其作为约束条件构造优化问题，利用l1范数衡量向量稀疏度估计波达方向；第2阶段，根据估计的波达方向，使用Bussgang分解模型近似非线性量化过程，得到信道复增益的最小二乘估计。仿真结果表明，所提算法准确性比目前最先进的算法提升了约5 dB，且算法复杂度降为线性。由此可见，所提算法在有效性和可靠性方面均有较大提升，具有实用价值。  
        关键词：毫米波通信;大规模多输入多输出;信道估计;低分辨率模数转换器;凸优化   
        51
        |
        17
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 27360126 false
        发布时间：2022-06-15
      • 汤瑞,吴冰冰,赵文玉,张海懿
        2022(3): 17-23,30. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.03.004
        摘要：光波分复用(WDM)系统一直在高速率、长距离和大容量的方向上不断演进升级，400 Gbit/s传输系统已经规模商用，超400 Gbit/s的研究和应用进展迅速。文章在介绍单载波800 Gbit/s光传输关键技术的基础上，梳理相关标准化研究最新进展，进一步探讨了800 Gbit/s光传输技术的演进方向。  
        关键词：波分复用;信号整形;光放大器;标准化   
        145
        |
        44
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 27359873 false
        发布时间：2022-06-15
      • 黄旭,成梦虹,成芝言
        2022(3): 24-30. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.03.005
        摘要：文章从网际互连协议(IP)网络质量出发，针对时延和丢包等网络性能因素对互联网整体质量和行业大客户端到端业务质量的影响，提出了统一的架构设计，结合高速采集(Telemetry)、双向测量(Twamp)、逐流检测(IFIT)和数据流分析(Flow)等新技术的应用，完成了IP网络质量监测及优化方案研究。结果表明，通过文章方案部署可有效提升监测数据的时效性、真实性和可靠性。方案部署后采集海量包粒度的质量数据并分析，借助人工智能(AI)预测能力完成故障预警，在提升了业务质量的同时进一步增强了现有网络“自动驾驶”能力。  
        关键词：网络质量监测;网络质量优化;方案设计;智能预警   
        46
        |
        20
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 27359942 false
        发布时间：2022-06-15

        光纤光缆技术与应用

      • 丁宝艳,赵强,王相飞,司鹏举,付小涵,赵金磊,于雨
        2022(3): 31-38,44. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.03.006
        摘要：光纤布拉格光栅(FBG)具有抗电磁干扰、耐腐蚀、体积小和成本低等优点，而飞秒激光制备的FBG更具有耐高温的独特优势。文章首先对飞秒激光刻写FBG的3种主流方法，包括飞秒激光相位掩模板法、飞秒激光直写法和飞秒激光全息干涉法进行了介绍，对比分析了各种制备方法的优缺点，其次着重对飞秒激光制备的FBG的温度、压力(应变)和折射率传感的原理及其应用进行了综述，最后指出了飞秒激光制备的FBG在河水、湖泊和海洋等领域环境监测中的应用前景。  
        关键词：飞秒激光;光纤布拉格光栅;传感应用   
        29
        |
        17
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 27359979 false
        发布时间：2022-06-15
      • 张永杰,陈文建,李武森
        2022(3): 39-44. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.03.007
        摘要：光纤传像束是利用一定数量且规则排列的光纤实现传输图像的无源器件。为保证其成像质量，文章基于机器视觉技术研究了一种对光纤数量的优化检测系统。针对光纤传像束端面图像采集不完整或边缘有缺陷的情况，文章提出了一种基于欧拉数计算的边缘优化处理算法，可以识别、标记并分类图像中所有的边缘轮廓，不仅实现了对光纤数量的精确检测，而且通过图形处理器(GPU)处理提高了算法性能。文章算法均在Visual Studio 2013、Opencv 3.1和CUDA 10.1的环境下调试运行。实验结果表明，该系统对图像中光纤总数的检测误差率约为0.27%，优化检测的误差率约为0.03%，基本满足设计要求。不仅如此，与常规的检测方法相比，文章所提优化算法可大幅度降低对阈值的选取要求，并有更高的检测效率。在统一计算设备架构(CUDA)的支持下，双边滤波提速约20倍，优化算法及整体运行减少近1/2时间。  
        关键词：光纤传像束;光学系统;图像处理;优化检测;效率;欧拉数   
        18
        |
        8
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 27360007 false
        发布时间：2022-06-15

        光电器件研究与应用

      • 郭丽君,谭中伟
        2022(3): 45-49,78. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.03.008
        摘要：基于受激布里渊散射(SBS)效应的微波光子滤波器(MPF)不仅具有低阈值和高增益等优点，而且具有可重构和可调谐的特性，这些特点使得该滤波器引起了业内人士的广泛关注。文章通过对基于SBS的MPF的研究，得到滤波器通带的规律，带宽较大且通带较为平坦。用相位调制器(PM)与SBS效应相结合，通过改变泵浦支路输入光梳的个数和频率间隔，可以改变布里渊增益谱的带宽，从而改变滤波器的通带带宽和形状，即可实现滤波器带宽的可重构性。通过改变泵浦支路输入正弦信号的幅度就可以改变光梳的形状，随之改变布里渊增益谱和滤波器的平坦度。文章使用仿真软件Optisystem与Matlab联合仿真并分析，得到基于SBS效应形成MPF的规律和调谐方法。  
        关键词：微波光子滤波器;滤波器;受激布里渊散射;可重构   
        28
        |
        11
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 27360031 false
        发布时间：2022-06-15
      • 蒙列,万静,袁文志,陈一净,朱旭
        2022(3): 50-54. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.03.009
        摘要：文章提出了一种微流控多功能器件，利用介质上电润湿(EWOD)效应灵活改变进光能量，可实现可变光圈、可变光衰减器和光开关等多个功能。其具有结构简单、体积小、操作简便、应用广且灵活和成本低等优点。文章分析讨论了所提微流控多功能器件的光学特性并做了结构优化。研究结果表明，所提微流控多功能器件的插入损耗很小，仅为0.014 dB；液体可变光圈的通光孔径变化范围为0～0.506 mm；可变光衰减器理论上具有0～100% 的可变衰减范围，外加 91.1 V电压时的衰减量为40.2 dB；微流控光开关无电压时处于“关”状态，外加电压大于135 V时，处于 “开”状态。  
        关键词：微流控光学;介质上电润湿;可变光圈;可变光衰减器;光开关   
        31
        |
        8
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 27360062 false
        发布时间：2022-06-15
      • 彭家辉,孙莉萍,付永安,张尔康,张德玲,倪鹏远
        2022(3): 55-60. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.03.010
        摘要：随着第五代移动通信(5G)网络全面部署，光通信产业进入到全面快速发展的阶段。根据数据中心光模块的市场需求，光模块在未来必然向高速率和低价格方向发展。文章所研究的400 Gbit/s双密度四通道小型可插拔封装(QSFP-DD)光收发模块采用近高斯光束理论进行光路设计，并通过ZEMAX软件进行光路仿真分析，使用优化函数对球面参数进行优化，最终得到耦合效率为74.8%，分析不同偏移下的耦合效率以得到误差范围。对接触面的菲涅尔反射进行分析，对比不同研磨角度下的器件性能以及模块高温传纤测试，通过对比选择斜8 °进行适配。根据实验结果对比协议要求，文章的光路设计搭配斜8 °的光纤可以很好地满足使用场景。  
        关键词：数据中心;光通信;400 Gbit/s光模块;光路仿真;回波损耗   
        40
        |
        27
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 27360182 false
        发布时间：2022-06-15

        无线通信技术

      • 杨杰,邵宇丰,王安蓉,王壮,胡钦政,伊林芳,田青,于妮,杨骐铭
        2022(3): 61-64,78. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.03.011
        摘要：针对海岛间通信系统存在建设成本高和传输信号需要中继放大等问题，文章采用曼彻斯特编解码设计了一种新型自由空间光(FSO)通信系统，支持100 km海底光缆(采用G.654普通单模光纤)级联1 km FSO无线链路实现10 Gbit/s光信号的收发和传输。文章采用仿真实验测试了无线光信号在晴天、雨天和雾天中传输前后的时域波形、光谱、眼图和误码率(BER)等指标。研究结果表明，光信号接收机灵敏度在背对背系统中为-18.92 dBm；光信号接收机在晴天、雨天和雾天，经100 km海底光缆级联1 km FSO信道传输信号时的灵敏度分别为-17.72、-16.66和-11.16 dBm。相关结果证明，应用曼彻斯特码的海岛间FSO通信系统在未来海域信息传输领域具有重要的潜在应用价值。  
        关键词：自由空间光通信;曼彻斯特码;海岛;光谱;误码率   
        49
        |
        12
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 27360110 false
        发布时间：2022-06-15
      • 刘杰徽,何英,胡锋,甘若宏,甘智宇
        2022(3): 65-71. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.03.012
        摘要：针对水中射频通信系统通信距离严重受限和声学通信系统传输速率低等问题，可见光通信(VLC)系统为水下中远距离高速无线通信提供了一种解决办法。文章利用样本水质测试对水下短距离信道模型进行了估计，提出了一种短距离光路介质的衰减系数测试方法，并且开发了一种水下VLC系统。该系统根据发光二极管(LED)的伏安特性设计直流偏置电路，对其进行了频谱响应分析。在水槽中进行了蓝色465 nm和白色光源的水下全双工音频实验。实验结果表明，在发送额定光功率为1 W，接收端采用S6968的硅本征半导体(PIN)光电探测器，系统能够在样本水介质(衰减系数c=0.206 7 m-1)中进行全双工通信，两种光源通信距离均超过了5 m。通过对接收端信号功率谱估计分析、信噪比测试以及扬声器的直观演示，验证了该实验系统语音通信性能，为后续水下VLC多种业务传输系统的开发提供了参考。  
        关键词：可见光通信;水下信道;语音通信;衰减系数   
        37
        |
        20
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 27360213 false
        发布时间：2022-06-15
      • 陈乐贤,陈朝辉
        2022(3): 72-78. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2022.03.013
        摘要：文章对第五代移动通信技术(5G)同步网时间源下沉部署方案进行了深入分析。对比集中式部署方案，分析了源下沉部署的应用场景、优势和部署思路。并对时间源下沉部署时带来的同步域划分、同步保护和管控等技术进行了分析，提出了相应的解决方案和建议。最后结合国内同步网的实践，对时间源下沉应用的演进模式进行了分析，为正在进行中的5G同步网组网技术研究和规模部署提供了参考。  
        关键词：同步网;时间源;下沉部署;时钟域   
        28
        |
        7
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 27360157 false
        发布时间：2022-06-15
      0