1 重庆移通学院通信与信息工程学院，重庆 401520
2 重庆移通学院公共大数据安全技术重庆市重点实验室，重庆 401420
为加快物联网建设，提高物联网效率，设计基于光纤通信的物联网关键节点状态实时感知方法。针对物联网感知层、网络层以及应用层结构，在感知层中应用光纤传感器，实时采集物联网关键节点状态数据，实现初步关键节点状态实时感知；由感知层将这些数据提供至网络层，在网络层中通过光纤通信的波分复用光载无线网络实现感知数据传输，将感知数据安全传输至物联网应用层中，在应用层对这些感知数据进行存储与处理。经实验验证：该方法完成关键节点状态感知的时效较优，且误差相对较小；在传输过程中可以提供较高的通信效率以及吞吐量。因此，该方法具有良好的物联网关键节点状态实时感知能力。
光纤通信 物联网 关键节点 状态实时感知 波分复用 通信效率 optical fiber communication internet of things key node real-time status perception wavelength division multiplexing communication efficiency
1 昆明理工大学 理学院，云南 昆明 650500
2 昆明理工大学数据科学研究中心，云南 昆明 650500
波分复用/解复用器作为数据传输的核心器件，广泛应用于片上光互联网络中，其中最重要的指标就是器件的尺寸，插入损耗和串扰大小，为解决传统硅基阵列波导光栅尺寸较大，阵列波导光栅光强不均的问题，我们提出了一种基于绝缘体上硅（SOI）的环形反射器辅助多模干涉波导的四通道波分复用器，可以实现不同通道的波长分离。其核心尺寸仅为10 μm×34 μm，最小相邻通道串扰为-14.42 dB。
硅光子学 波分复用器 多模干涉耦合波导 串扰 集成光学器件 silicon photonics wavelength division multiplexer (WDM) multimode interference (MMI) coupler waveguide crosstalk integrated optical device
南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子（未来技术）学院，南京 210046
为了进一步提升正交频分复用（OFDM）在密集波分复用（DWDM）光纤通信系统中的表现，提出了一种基于16进制振幅移相键控（16APSK）的多维网格编码调制（TCM）星座整形相位共轭孪生波（PCTW）方案，并设计了一种基于OFDM子载波的多维哈夫曼概率整形（PS）方法。通过使用Matlab与OptiSystem构建仿真平台，对比分析了实施星座整形前后的系统性能。仿真实验结果表明：相比于未采用任何星座整形技术的系统，引入多维哈夫曼PS和几何整形策略后系统的频谱效率虽有所下降（减少了0.04），但误符号率显著降低了10.7 dB。
密集波分复用 振幅移相键控 网格编码调制 相位共轭孪生波 概率整形 dense wavelength division multiplexing amplitude phase shift keying trellis coding modulation phase conjugated twin waves probability shaping
1 武汉邮电科学研究院，武汉 430074
2 光通信技术和网络全国重点实验室，武汉 430074
3 武汉光迅科技股份有限公司，武汉 430205
空分复用技术是提高光通信系统传输容量的有效方法之一，主要技术包括多芯光纤（MCF）、少模复用和轨道角动量复用等，其中MCF技术是空分复用技术中较成熟的一种。
【目的】为解决光通信传输系统中容量受限的问题，文章设计和研制了一种新型的4芯光纤波分复用（WDM）器件。
【方法】文章首先对WDM、空分复用、MCF和MCF耦合技术等进行分析，选取了以毛细管、透镜和腐蚀光纤方案制作的4芯扇入扇出器件为媒介，然后利用MCF和WDM技术相结合的方法，从4芯光纤的选取、4芯WDM调试原理和调试方法出发，最后利用4芯扇入扇出器件设计和研制了一种新型的4芯WDM原样，并利用4芯扇入扇出器件使用差值法对文章研制器件进行了指标测试。
【结果】根据实验样品测试的结果显示，该4芯WDM原样1的各反射端和透射端的插入损耗能够控制在0.8 dB以内，反射端的各路隔离度>15 dB，透射端的各路隔离度≥40 dB。
【结论】根据测试结果可得到以下结论：与传统单芯WDM方案相比，在同样器件体积下，新型4芯WDM原样可以实现4路通信，极大地提高了光通信容量，同时，填补了国内外对基于MCF技术的空分复用光器件研究的空缺，并且拓展了空分复用的应用范围，让MCF具有长距离传输的潜能。基于空分复用系统制作的WDM器件，在光纤通信系统中具有广泛的应用前景。
光通信研究
2024, 50(6): 23006901
重庆三峡学院电子与信息工程学院，重庆 404020
为降低基于波分复用全光网络中四波混频等非线性效应引起信道中的串扰，降低信道误码率和提高通信质量，针对波分复用全光网络传输系统，分析四波混频产生的机理，提出一种色散补偿光栅与波长分配相结合的方案。在2~7信道系统下分别对此方案与传统方案、波长分配方案、信道间距100 GHz方案、使用色散补偿光栅方案进行数值试验。随着波分复用全光网络系统中信道数的增加，波长分配方案效果逐渐降低，而利用色散补偿光栅对抑制四波混频效应的效果逐渐增加，并且色散补偿光栅的色散值也在逐渐增加。在信道数较小时，采用波长分配方案，信道的平均误码率为6.5×10-217，此方案的信道平均误码率可达1.07×10-235；当信道数较大时，采用色散补偿光栅方案，信道的平均误码率为1.36×10-51，此方案的信道平均误码率可达3.34×10-63。研究结果对于波分复用光网络中四波混频最小化具有重要意义。
波分复用 四波混频 色散补偿光栅 波长分配 误码率 wavelength division multiplexing four-wave mixing dispersion compensation grating wavelength assignment bit error rate
1 安庆师范大学电子工程与智能制造学院，安徽 安庆 246133
2 滁州学院机械与电气工程学院，安徽 滁州 239000
为满足波分复用（WDM）光通信系统对中、高质量信号传输的解复用要求，从凹面阶梯光栅（CEG）解复用器的消除串扰和改善波长漂移两方面入手，将消除串扰设计归纳为罗兰圆型、非罗兰圆型以及多个光栅级联三种结构，而将改善波长漂移的方法总结为抑制偏振、平坦光谱两种类型。在介绍凹面光栅解复用原理的基础上，综述了消除串扰、改善波长漂移的研究进展，分析了各个消除串扰、改善波长漂移方案所具有的优势，指出了消除串扰、改善波长漂移需要满足的条件，并展望了解复用器未来可能的发展方向。
波分复用技术 解复用器 凹面阶梯光栅 串扰 波长漂移 集成光学器件 激光与光电子学进展
2024, 61(23): 2300004
郑丽丽 1,2,3晋云霞 1,2,3,4,*孔钒宇 1,2,3,**莫建威 1,2,3[ ... ]孙静 1,3
1 中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜光学实验室，上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室，上海 201800
4 中国科学院超强激光科学卓越创新中心，上海 201800
记录在光敏热折变玻璃中的反射式体布拉格光栅是密集波分复用和解复用的优良器件，但光栅两端耦合强度突变引起的旁瓣会导致信道间串扰，进而对复用和解复用效果产生影响。基于F矩阵理论，建立了反射式体布拉格光栅切趾理论模型，通过定义有效折射率调制度实现了对不同切趾体光栅衍射效率的归一化，并对余弦、高斯、双曲正割3种函数的切趾效果进行系统的对比与分析。基于此模型设计了一套C波段通用体布拉格光栅型滤光片，为高信噪比的反射式体布拉格光栅滤光片的研制提供了理论设计依据。
波分复用 光敏热折变玻璃 反射式体布拉格光栅 切趾光栅 光学学报
2024, 44(21): 2105001
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部王之江激光创新中心，上海 201800
2 北京卫星导航中心，北京 100094
3 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室，上海 201800
4 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室，上海 201800
5 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
基于波分复用和时延波动的光学补偿方案，实现北京-廊坊-保定全长515.66 km的实地光纤链路中的时间频率信号长距离级联传递，实现长距离链路1 PPS（pulse per second）时间信号传输时延精确校准。在平均时间为1 s时，100 MHz频率信号的级联传输的附加不稳定度为6.49×10-14，在平均时间为10000 s时为5.22×10-17。在平均时间为1 s时，1 PPS时间信号的附加不稳定度为2.97×10-11，在平均时间为400 s时为2.46×10-12。515.66 km实地链路1 PPS级联传输时延的校准值和实测值之差仅为29.90 ps，单向传输时延的不确定度为9.49 ps。这是国内近期在超过500 km实地链路光纤时频传递系统中实现优于50.00 ps的时间同步准确度的研究。该工作为长距离实际光纤链路中时延精确校准和高精度精确时间同步需求提供可行的解决方案。
时频同传 波分复用 光学补偿 时延校准 中国激光
2024, 51(22): 2206005
