最新刊期
      2023 年 第 卷 5 期

        光通信系统与网络技术

      • 王忠忠,敖学渊,杨奇
        2023(5): 1-4,15. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.05.001
        摘要：为了简化实时相干自由空间光（FSO）/无线传输系统结构并降低成本，文章基于带通Delta-Sigma调制（DSM）技术，实现了一个低成本的FSO系统。带宽为400 MHz、速率为1.6 Gbit/s的256进制正交振幅调制（256-QAM）信号经DSM后，生成10 Gbit/s偏振复用-正交相移键控（PDM-QPSK）信号，在50 m的FSO链路中实现实时传输，且该系统的灵敏度达到-46.2 dBm。从而证明，相干检测和带通DSM的结合将是未来光无线场景的一种有前途的技术。  
        关键词：Delta-sigma调制;相干检测;实时;自由空间光传输   
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        发布时间：2023-10-07
      • 王玮,李凡,李朝晖
        2023(5): 5-15. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.05.002
        摘要：单边带（SSB）直接检测系统由于其低成本、简单的系统架构以及对色散的高鲁棒性，是解决80 km数据中心光互连（DCI）极具吸引力的方案。然而，信号间拍频干扰（SSBI）将是SSB直接检测系统中面临的主要问题。为了解决SSB直接检测系统中的SSBI损伤问题，文章分别对基于同相/正交（IQ）调制器和双臂马赫曾德尔调制器（DDMZM）的SSB直接检测系统展开研究。针对这两种SSB直接检测系统，分别提出了一种基于时域迭代的SSB信号重构算法和基于DDMZM的无SSBI直接检测方案。通过对算法实现原理的阐述以及仿真与实验系统的搭建，并结合仿真和实验结果，探讨了这两种方案在SSBI损伤消除方面的有效性和可行性。  
        关键词：数据中心光互连;单边带直接检测;信号间拍频干扰;单边带信号重构   
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        发布时间：2023-10-07
      • 聂俊缘,张大卫,张静
        2023(5): 16-22. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.05.003
        摘要：多载波调制技术是当下宽带通信系统中常用的一种先进的调制方式，然而，多载波信号在时域上会产生非常大的峰均功率比（PAPR），这将导致信号非线性损伤，严重影响信号传输性能与通信质量。文章提出了基于神经网络的频域编码和时域压扩联合PAPR降低方案，频域编码采用一层全连接层来实现，极大降低了复杂度和网络训练难度，同时引入小比例的扩频用以提供编码增益，时域压扩网络采用了非线性的卷积神经网络来降低PAPR。通过在各种参数条件下的仿真展示了该方案的效果，并与多种方案对比。仿真结果表明，该方案在引入极小失真下，PAPR可降低5 dB。最后，对该方案进行了实验验证，结果表明，在降低PAPR 5 dB情况下，该方案的误码率（BER）性能相比剪切方案降低了75%，验证了方案的可行性。  
        关键词：神经网络;频域编码;时域压扩;峰均功率比;多载波系统   
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        发布时间：2023-10-07
      • 李璞,汤璇,徐景,陈阳
        2023(5): 23-29. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.05.004
        摘要：针对自由空间光（FSO）通信系统易受大气湍流效应影响的问题，为降低系统在饱和湍流情况下的误码率（BER），并且考虑到实际工程中需要在有限信噪比（SNR）下得到最大的分集增益，需要对系统的分集性能进行研究，以得到分集增益与SNR和系统链路数量等参数的关系。文章选择采用多输入多输出（MIMO）技术，设计了基于正交振幅调制（QAM）的MIMO-FSO通信系统，分析了系统在负指数分布信道模型下的性能表现，推导出系统的BER计算公式与分集增益相关参数（如分集阶数（DO）、分集阶数增量（IDO）和收敛速度（SOC）等）的闭式表达式，并利用数学软件Matlab进行仿真实验，通过蒙特卡洛仿真来验证所推导公式的准确性。仿真结果表明，MIMO技术在不增加发射功率和接收孔径面积的情况下，可以大幅度降低FSO通信系统的BER，且在饱和湍流信道下，系统链路数量越多或湍流强度越低时，DO随SNR增长到理论最大值的速度越快。MIMO技术有效地抑制了大气湍流对系统的负面影响，大幅提高了系统性能。在条件允许的情况下，尽量使用多的发射机和接收机可以使得系统在有限SNR下获得的分集增益更高，但是也需要考虑到实际工程中的部署成本和安装难度来选择合适的链路数量。  
        关键词：自由空间光通信;正交振幅调制;多输入多输出技术;误码率;分集阶数   
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        发布时间：2023-10-07
      • 张丽霞,张建亮,安毅,胡晓瑞,尼俊红
        2023(5): 30-37. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.05.005
        摘要：目前电力通信业务对承载网络的性能需求不断提高，软件定义光网络（SDON）技术以其开放化和软件化的优势驱动着电力通信与SDON技术的融合，基于传统光传输网建立的指标体系和评估方法无法体现SDON架构的特点和对电力通信网业务承载性能的影响。文章结合电力通信业务的性能需求、影响因素及不同SDON架构对业务性能的影响构建了新的指标体系，根据指标对各属性的贡献度确定决策矩阵，提出有序加权平均—扩展逼近理想解排序（OWA-E-TOPSIS）的多属性决策方法，实现了指标的筛选；用层次分析法（AHP）对筛选出的指标进行权重分配，搜集实例，经效用函数法预处理后，进行指标值聚合，通过对比各实例的评估结果，验证了指标体系和评估方法的可行性，为电力通信网新技术的应用和新业务的支撑提供了依据。  
        关键词：软件定义光网络;电力通信网;业务承载性能;指标体系;多属性决策   
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        发布时间：2023-10-07
      • 黄旭,成梦虹,成芝言
        2023(5): 38-44. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.05.006
        摘要：随着算力网络的全新理念提出，算力和网络融合后如何管理、协同和应用部署成为了运营商当下亟待解决的问题。为了更好地解决网络、计算和存储等多维度资源的统一管理、感知调度和协同编排等问题，文章从算网管控方向展开研究，提出算力网络管控系统总体架构设计、核心能力研究以及底层网络技术演进等内容。以“网随算动、以网强算”为原则，借助管控系统能力形成算力网络“横向拉通、纵向调度”的协同模式，最终，有效支撑算力网络业务发展需求，助力国家“东数西算”工程发展。  
        关键词：算力网络;算网管控;架构设计;功能研究   
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      • 张国新,魏贤虎,王凡
        2023(5): 45-49. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.05.007
        摘要：针对现有光传送网（OTN）专线承载网络存在的时延性能差、业务开通效率低以及网络智能化程度低等问题，文章提出了新一代政企专线承载网络组网策略，给出了100/200 Gbit/s、分组增强型OTN、OTN集群和可重构光分插复用器（ROADM）/光交叉连接（OXC）等传输新技术应用的建议，并将相关成果应用在某运营商政企专线承载网络商用部署中。结果表明，新一代政企专线承载网络具有显著的经济和社会效益，该运营商网络重点金融方向时延性能达到了业内领先，专线业务开通平均时长由以往60天缩短至15天，同时还具备业务端到端自动开通能力。  
        关键词：政企专线;光传送网;可重构光分插复用器;光交叉连接   
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        发布时间：2023-10-07

        光纤光缆技术与应用

      • 卞正兰,杨苏航,初凤红,赵春朋,孙义盛,冯十
        2023(5): 50-55,62. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.05.008
        摘要：为了精确测量溶解氧（DO）浓度，提高传感器灵敏度和稳定性，文章采用改进的溶胶-凝胶技术，以钌（Ru）为荧光指示剂，研制了两种基于荧光猝灭原理的氟化改性干凝胶氧气敏感材料，分别为三氟丙基三甲氧基硅烷/正硅酸四乙酯（TFP-Tri-MOS/TEOS）和三氟丙基三甲氧基硅烷/1，2-双（三乙氧基硅基）乙烷（TFP-TriMOS/BTESE）氟化杂化干凝胶，采用浸渍涂膜法将敏感材料涂覆于塑料光纤表面制备氧气传感探头，并对其不同前驱体配比下的DO传感性能进行研究。实验结果表明，所制备的光纤氧传感探头均具有较好的DO传感性能，且检测下限分别为0.135和0.118 mg/L。与涂覆单一前驱体（TEOS、BTESE和TFP-TriMOS）的光纤氧传感探头相比，基于氟化改性干凝胶的光纤氧传感探头具有更高的线性度，以及更低的检测下限。对氟化改性DO传感探头的稳定性和在不同pH值下的抗干扰能力进行了研究，结果表明，所制备的两种光纤氧传感探头均具有较好的稳定性和抗干扰能力。  
        关键词：光纤传感;氧敏感膜;氟化改性干凝胶;溶解氧   
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        发布时间：2023-10-07
      • 崔东明,潘常军,孔明,谢康,刘志坚
        2023(5): 56-62. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.05.009
        摘要：针对传统光纤预制棒制造技术存在能耗高、污染大的问题，文章提出了一种以石英砂为原料的绿色环保光纤预制棒外包层制造技术。通过对石英砂原材料的选型分析表明，天然石英砂适用于光纤预制棒的制造。通过对天然石英砂制棒工艺的核心控制点进行研究，将石英砂装填到芯棒和石英薄壁管组成的预制组件内并经过高温融缩成功制备出了平均外径155 mm的大尺寸G.652.D光纤预制棒。所制备的光纤预制棒经过拉丝和测试验证，各项光学参数均达到低水峰光纤的标准要求。该工艺过程中无废气排放且石英砂原料可以得到完全转化，相较于传统制棒技术更为低碳环保。  
        关键词：光纤预制棒;天然石英砂;绿色制造;光纤   
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        发布时间：2023-10-07
      • 李晓娟,李建科,刘力军,李永倩,张立欣
        2023(5): 63-66,78. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.05.010
        摘要：为了提高输电线负载能力、防止电网事故发生，文章利用布里渊散射和相干检测的原理，设计了一种基于自发布里渊散射的架空输电线路弧垂在线监测系统。利用布里渊光时域反射（BOTDR）技术，实时采集沿光纤分布的应变信号，提取应变传感关键性特征，实现对弧垂异常点的精准定位和预警。实验室数据和变电站测试结果表明：系统能够实时检测和精准定位应变变化信息，可单端测量且操作简单；可精准定位应变突变点，实现电缆弧垂异常情况的预警，及时发现和处理故障隐患，保证输电线路的安全稳定运行。  
        关键词：光纤传感;自发布里渊散射;电力电缆弧垂;在线监测   
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        发布时间：2023-10-07

        光电器件研究与应用

      • 梁凤龙,郑少南,邱阳,钟其泽,董渊,贾连希,胡挺
        2023(5): 67-72. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.05.011
        摘要：针对集成光子滤波器在3～5μm大气窗口波段的应用，文章提出了一种基于切趾光栅辅助反向耦合器（contra-DC）的中红外上下话路滤波器。采用互补光栅错位的方法进行相位调制，实现光谱旁瓣抑制，同时消除了传统光栅错位调制方法造成的光谱变形。仿真结果表明，文章所提器件可以实现22 dB的高旁瓣抑制比（SLSR），并且带通滤波谱顶部平坦，滤波谱线接近箱形。器件具有较低的插入损耗，直通端口插入损耗约为0.4 dB，下载端口插入损耗约为0.45 dB。  
        关键词：大气窗口;中红外;切趾;反向耦合器;旁瓣抑制比   
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      • 孟玉锦,程雯
        2023(5): 73-78. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.05.012
        摘要：随着网络业务流量的增长，通信业务对密集波分复用（DWDM）的性能要求越来越高。为了提高传输效率，传输频谱逐渐向C+L Band传输扩展，Super C Band传输应运而生，但目前与之对应的掺铒光纤放大器（EDFA）相关研究较少。针对这一问题，文章提出了一种针对Super C Band传输的EDFA结构，基于Giles模型，分析了EDFA在Super C Band的特性，利用多级泵浦机制，设计了一种可以在Super C Band范围内进行放大的EDFA。结果表明，在-9.3 dBm入光时，该EDFA可以实现26 dB的平坦增益，16.7 dBm的输出功率，此时噪声指数小于5 dB，Ripple小于0.1 dB。并且根据需要，在入光处于-15.0～-3.5 dBm范围内时，通过调节泵浦功率与可调衰减器，均能够实现7～26 dB的可调增益。该EDFA可应用于5G传输和数据中心之间光纤通信等场合。  
        关键词：掺铒光纤放大器;Super C Band;光纤通信;数据中心互联   
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        发布时间：2023-10-07
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