期刊基本信息
创刊：
1975年 • 双月刊
名称：
光通信研究
英文：
Study On Optical Communications
主管单位：
中国信息通信科技集团有限公司
主办单位：
武汉邮电科学研究院有限公司
主编：
余少华 社长：王熹
ISSN：
1005-8788
刊号：
CN 42-1266/TN
电话：
027-87691537
邮箱：
地址：
湖北省武汉市江夏区高新四路6号烽火科技园
邮编：
430074
定价：
16元
本期栏目 2014, 40(6)
光通信研究 第40卷 第6期
所谓“三超”, 即超高速、超大容量、超长距离, 这三个主题是光通信乃至整个通信业一直追求的目标。三超光传输作为一种推动下一代互联网与宽带移动通信网发展和技术进步的新型光通信模式, 已成为国际高科技知识产权竞争的焦点和制高点。文章介绍了三超光传输中的科学问题、关键技术, 以及国内在这方面取得的重要成果。
超高速 超大容量 超长距离 光传输 高谱效率 光编码 光调制 ultra-high-speed ultra-large-capacity ultra-long-haul optical transmission high spectral efficiency optical coding optical modulation 
为了满足光通信系统对纠错码高码率、低误码率的要求, 基于伽罗华域中域的特征提出了一种结构简单、易于编码并且可以有效避免四环的QC-LDPC(准循环低密度奇偶校验)码的新构造方法。并运用该方法构造了适用于光通信系统的FC-QC-LDPC(基于域特征的QC-LDPC)(3969,3729)码。仿真结果表明, 在误码率=10-7时, 所构造的码率为0.937的FC-QC-LDPC(3969,3729)码的NCG (净编码增益)比QC-LDPC(4288,4020)码提高了约0.15 dB, 比Linshu-QC-LDPC(3780,3542)码和经典的RS(255,239)码的NCG分别提高了约0.35和2.1 dB。此外, 所构造的码的性能与Mackay码的性能相当。因而其纠错性能更强, 更适用于高速长距离光通信系统。
光通信系统 伽罗华域 QC-LDPC码 净编码增益 optical communication system Galois field QC-LDPC code NCG 针对光网络中的安全路由问题, 通过采用MaxLAR(最大光路攻击半径)准则, 运用人工鱼群算法的快速搜索和全局寻优能力, 提出了一种新的基于人工鱼群优化的光网络攻击感知路由算法。该算法可找出在给定条件下光路中最小的MaxLAR, 可增强光网络的攻击预防能力, 减少潜在物理层攻击对光路造成的可能损伤。算法分析及Benchmark测试函数实验表明, 该算法是可行的, 且取得了较好的性能。
光网络 路由 最大光路攻击半径 人工鱼群 optical network routing MaxLAR artificial fish swarm 智能光网络技术和P2MP(点对多点)技术的融合将能够极大地促进光组播业务的发展。文章针对多层多域光网络中的P2MP业务, 提出了一种MDMPH(基于分层PCE(路径计算元素)的多域最小代价路径启发式)算法, 并进行了仿真分析。与传统的PDB(基于逐域路径)算法、E-BRPC(基于扩展的反向回溯)算法以及CTB(基于核心树)算法相比, MDMPH算法能够计算出代价更小的P2MP路径树。
多层多域光网络 组播 点到多点 multi-layer and multi-domain optical networks multicast: P2MP 在分析SDN(软件定义网络)组网的国内外相关工作的基础上, 提出了一种新型融合宽带接入网络架构, 该架构遵从OpenFlow协议, 实现了光纤无线接入网络的智能管控, 相关的资源分配算法、路由选择协议和节能机制可以在该架构下有效实施并提升网络性能。
软件定义网络 光纤无线接入网络 OpenFlow协议 智能管控 SDN optical-wireless access network OpenFlow protocol intelligent management and control 针对多速率信号处理中抽取和内插过程对信号频谱的影响进行研究, 利用傅里叶变换对整数倍抽取和整数倍零值内插后的信号频谱进行了理论推导, 得出抽取和内插后信号频谱的变化规律及避免频谱混叠的方法。通过仿真实验对整数倍抽取和整数倍零值内插后信号的频谱进行分析, 验证了理论推导的正确性, 最后说明了在多速率信号处理中应注意的问题。
多速率信号处理 抽取 内插 频谱 傅里叶变换 multirate signal processing extraction interpolation spectrum FT 随着通信技术的快速发展, 如何在有限的带宽下实现信息的低成本、大容量的传输引起了人们的广泛关注。文章描述了在40 km单模光纤上采用IM/DD(强度调制/直接检测)和OFDM(正交频分复用)技术的40 Gbit/s光传输系统的设计, 实验中使用的是10 Gbit/s级别的EML(电吸收调制激光器)和APD(雪崩光电二极管)。通过MATLAB编程软件实现相关算法, 利用VPI仿真软件对系统进行仿真, 并对实验结果进行了分析, 验证了OFDM技术在未来低成本高速率的光传输网络中应用的可行性。
正交频分复用 电吸收调制激光器 雪崩光电二极管 MATLAB软件 VPI软件 OFDM EML APD MATLAB software VPI software 光纤通信是电力输电线路保护及控制信号最重要的传输手段。由于遥泵放大技术在国内电力系统中尚无正式运行案例, 设计经验较少, 因此, 如何设计可靠的超长距离遥泵放大光纤线路, 成为电力系统通信亟待完善的课题。文章介绍了遥泵放大技术的基本原理, 提出了一种适合在电力系统超长距离光纤通信工程中采用的遥泵放大系统方案, 并结合实际工程案例进行分析。所提出的设计方法可作为电力系统超长距离遥泵放大系统设计的重要参考。
超长距离传输系统 遥泵放大 远端泵浦单元 掺铒光纤 拉曼放大 ultra-long-distance transmission system ROPA RPU Er-doped fiber Raman amplifier 智能ODN(光配线网络)技术是将电子标签技术应用到传统ODN中, 利用电子标签标识ODF(光纤配线架)设备端口资源。文章提出一种基于电子标签的新型光纤指环技术, 用其对光纤唯一性进行标识, 具有读取方便、稳定高效等优点。系统实现了光纤信息数据的自动存储与上传、监控光纤正确接入MUMM(熔配单元盘)和光纤资源信息校准等功能, 从而解决了智能ODN技术难题。
光配线网络 指环 电子标签 ODN ring electronic tags 为了确定多模光纤布里渊频移的取值范围, 进而评价多模光纤布里渊分布式传感系统的性能, 从多模光纤的结构出发, 根据射线光学理论分析了多模光纤中的布里渊散射过程, 提出了确定布里渊散射角取值范围的方法,得到了阶跃型和渐变型多模光纤布里渊散射角的取值范围为两倍的全反射临界角到π, 进而得到布里渊频移的变化范围为10.978~11.083 GHz, 该结论为多模光纤布里渊分布式传感系统的设计和优化提供了理论依据。
分布式传感 布里渊散射 多模光纤 散射角 布里渊频移 distributed sensing Brillouin scattering multimode fiber scattering angle Brillouin shift 为了进一步改进海底光缆磁探测技术, 研究了海底光缆和船锚的主要结构, 建立了船锚钩挂海底光缆的数学模型, 并利用MATLAB软件仿真了钩挂点周围的磁场特性, 计算出不同探测距离上的最大磁感应强度, 为提高海底光缆探测效率提供理论依据。
海底光缆 船锚 探测 submarine optical fiber cable anchor detection 文章利用基于布里渊散射原理的BOTDR(布里渊光时域反射仪)技术研究了OPGW(光纤复合架空地线)光缆内部光纤在不同环境温度条件下的布里渊频移变化特性。研究表明, 同一光缆内不同光纤的布里渊散射频移的温度系数与基础频移具有微小差异, 且日照区与非日照区的温度系数有比较固定的差异。
光纤复合架空地线 传感器 布里渊频移 温度系数 OPGW sensor Brillouin frequency shift temperature coefficient 文章介绍了近年来的部分新技术在OPGW(光纤复合架空地线)中的应用, 包括光纤传感技术在OPGW的温度、应力在线监测方面的应用, OPGW融冰新技术, 200 μm外径新型光纤在OPGW中的应用, 大余长光纤OPGW在OPGW中的应用。并对OPGW光缆应用领域技术的发展趋势进行了预测。
光纤复合架空地线 光纤传感 地线融冰 200 μm直径光纤 大余长OPGW光缆 OPGW optical fiber sensing ground wire ice-melting 200 μm-diameter optical fiber large excess-fiber length OPGW cable 深入研究了在1 550和1 330 nm波长条件下光纤传输中机械对准误差导致的损耗问题。MATLAB仿真结果表明：高阶模比低阶模有更严重的衰减, 单模光纤横向对准误差是最严重的损耗因素;较大的数值孔径时角度对准误差导致的耦合损耗减小, 而在数值孔径一样时匹配液折射率越高耦合效率越低, 这与端面间隙导致的损耗影响相反。文中的研究对于光纤通信的稳定性发展具有一定的理论和实际意义。
光纤信息传输 红外波长 传播模式 机械误差 损耗 fiber-optic transmission infrared wavelength propagation mode mechanical error loss 根据严格耦合波理论和等效介质理论, 提出了针对C波段、基于半导体材料氮化镓的亚波长导模共振滤波器结构及设计方法。详细探讨了在强调制光栅的高占空比作用下, 光栅周期和入射波角度对滤波器反射谱共振波长的影响。在保持滤波效果为高衍射率(共振波长峰值反射率达到99.5%以上)、低旁带和窄线宽的条件下, 利用其对入射波角度的敏感性, 结合仿真数值提出了一种通过MEMS(微机电系统)平面反射镜调谐入射角角度(0～4.07°), 从而线性地控制共振波长输出(调谐范围为36 nm),实现峰值半宽高低于0.8 nm的C波段可调滤波器。
导模共振 氮化镓 滤波器 微机电系统 guided-mode resonance GaN filter MEMS 提出并研究了一种线性腔结构的基于SESAM(半导体可饱和吸收镜)的被动调Q光纤光栅掺铒光纤激光器, 该激光器无需采用偏振控制器控制激光偏振态, 简化了调Q激光器的结构。该激光器的中心波长为1 549.975 nm, 阈值功率为143 mW, 斜效率为1.2％。当泵浦功率从149 mW增加到180 mW时, 脉冲重复频率从5.431 kHz增加到9.778 kHz。当泵浦功率为155 mW时, 激光脉冲的能量为5.6 nJ, 重复频率为6.538 kHz, 脉冲宽度为40 μs。
光纤激光器 被动调Q 半导体可饱和吸收镜 布拉格光纤光栅 fiber laser passively Q-switching SESAM Bragg fiber grating 在智能电网中, 电流测量是电力系统中继电保护、电能计量、系统监测和系统分析的关键, 其测量的精度与可靠性直接关系到电力系统能否安全、可靠和经济地运行。文章比较了电磁式电流传感器和光纤电流传感器的性能, 介绍了目前3种最主要的光纤电流传感器的测量原理, 并指出其各自的优点及存在的问题。同时, 综述了国内外关于光纤电流传感器的最新研究现状及进展, 最后对光纤电流传感器的应用和研究前景进行了展望。
光纤电流传感器 Rogowski线圈 光纤Bragg光栅 Sagnac干涉仪 双折射效应 fiber-optic current sensor Rogowski coil fiber Bragg grating Sagnac interferometer birefringence effect 在Ad Hoc(无线自组织)网络中进行视频传输时, 视频流的丢包率是影响视频传输质量的关键参数。传统的AODV(按需距离矢量)路由协议仅依据RREP(路由应答)消息中的跳数等信息来进行路由更新, 容易导致网络负载不均衡, 增大了视频帧的丢包率, 造成视频画面不清晰。文章提出的V-AODV(用于视频传输的按需距离矢量)协议依据V-RREP(用于视频传输的路由应答)包中负载状态信息和跳数信息来进行路由选择, 避开了负载较重的节点, 使得整个视频网络负载均衡。通过NS2(网络模拟器)分别对V-AODV和AODV协议下的视频流传输进行了仿真对比, 结果表明, V-AODV协议降低了视频帧的丢失率, 有效地解决了视频传输中的负载均衡问题。
无线自组织 视频传输 负载均衡 按需距离矢量 Ad Hoc video transmission load balancing AODV 文章介绍了统一交换原理和实现统一交换的关键技术, 包括信元交换技术和SAR(切割与重组)技术, 给出了统一交换设备实现功能框图, 讲述了设计中需要关注的交换效率、时延、交换板冗余保护和交换容量计算等方面的问题。该文的成果已经在光传输设备上得到应用, 并取得了良好的效果。该技术具有明显的优势, 是构成下一代通信网络的关键技术之一。
统一交换 切割与重组 业务适配 多业务 信元交换 unified switching SAR service adaptation multi-service cell switching 介绍了基于多点协作的上行资源调度方式。从边缘用户与中心用户判定、无线资源分配模式选择、天线设置与接收数据处理和系统仿真结果四个方面进行了论述。重点分析了中心用户与边缘用户区分标准的设定和资源分配、频选模式的频选度量值设定以及多点协作方式的联合接收数据处理等问题。仿真结果表明, 通过合理设置和调整系统的控制参数, 多点协作可以有效地降低系统误码率、提升系统吞吐量。
多点协作 资源调度 误码率 吞吐量 仿真 multi-point cooperation resource scheduling BER throughput simulation 在紫外光通信中采用了纠错性能优异的Turbo码, 用gamma-gamma湍流模型仿真信道中的大气湍流, 考虑紫外光通信常用的PPM(脉冲位置调制)方式以及湍流的影响, 在紫外信道中, 分析了在相同的条件下折射率结构常数和波长等因素的变化给Turbo码性能带来的影响。仿真结果表明:在相同的条件下, 折射率结构常数越小, 波长越长, Turbo码的性能越好, 该结论可为实际实现提供理论参考。
紫外光 大气湍流 Turbo码 UV atmospheric turbulence Turbo code