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 2015, 41(3)
光通信研究 第41卷 第3期
基于FTN(超Nyquist)方案是一种高频谱效率传输方案.文章总结了目前国际上最新的基于FTN传输方案:级联多模盲均衡FTN、数字FTN和SOFTN(软输出FTN).其中,级联多模盲均衡FTN方案能有效地抑制噪声和信道间串扰,数字FTN方案能有效地简化系统结构,而SOFTN方案的频谱效率最高.对这三种方案的性能和原理进行了详细分析和比较,以期作为未来长距离、大容量光纤通信系统设计的依据.
超Nyquist信令 频谱效率 数字超Nyquist 软输出超Nyquist FTN signaling spectral efficiency digital FTN SOFTN 
针对高速相干光通信系统中激光器相位噪声和频偏估计的补偿问题,设计了基于MSDD(多符号差分检测)的相位恢复算法,研究了在ASE(自激发射放大)噪声、激光器线宽和频偏等因素影响下的系统性能和MSDD算法的补偿能力.仿真结果表明,自适应MSDD算法对激光器线宽和频偏的补偿效果显著,对线宽为1 MHz、频偏为100 MHz的20 GBaud QPSK(正交相移键控)系统,误码率为10-3时的OSNR(光信噪比)代价仅为0.6 dB.
相干光通信 激光器相位噪声 相位恢复 多符号差分检测 coherent optical communication laser phase noise phase recovery MSDD 提出了一种全新的MR-BPSK(受控旋转二进制相移键控)方法.通过预定义的二进制序列,将BPSK(二进制相移键控)信号随机进行0°或者90°旋转,所得到的伪QPSK(四相相移键控)信号能够通过传统CMA(恒模算法)进行恢复.采用上述方法,成功实现了2 Gbit/s速率、440 km的无中继传输.
相干检测 超长跨距 二进制相移键控 coherent detection repeaterless transmission BPSK 针对高速率OTDM(光时分复用)系统中的一些关键技术问题,如时钟提取、时分解复用和色散补偿等,提出了8×40 Gbit/s的OTDM系统技术方案.结果表明,通过选择合适的时钟提取方式和基于对称性色散位移光纤的色散补偿技术,能够实现在一个时隙内对每个信道的40 Gbit/s归零码信号的解复用,且解复用后的信号质量较好.该系统实现了320 Gbit/s OTDM通信.
光时分复用 色散补偿 时钟提取 OTDM dispersion compensation clock extraction 为了研究大容量超长跨距无中继光传输技术,采用超低损耗光纤作为传输介质,使用EFEC(增强型前向纠错)技术、Hybrid(混合)光放大器及前置旁路ROPA(远程光泵浦放大器)技术,首次实现了40×10 Gbit/s OTN(光传送网)系统286 km无中继超长跨距传输,系统连续运行24 h无误码.该应用成果为衡量超长跨距大容量光纤传输ROPA系统的性能指标和应用标准等提供了依据.
超长跨距无中继光传输 增强型前向纠错 远程光泵浦放大器 ultra-long span repeaterless optical transmission EFEC ROPA 针对支持流量疏导的EON(弹性光网络),提出了一种改进的共享保护策略.改进策略针对不同粒度级别(如光隧道级和低速子载波级)的路径进行分级的共享保护,以保证对网络中隧道级路径进行隧道级保护.仿真结果表明,文章所提保护算法比传统的共享保护算法在阻塞率及资源利用率方面都有明显改善,其中业务阻塞率最大降低了0.47;在保护带G为16个频隙的情况下,资源利用率可节约10.95%.
弹性光网络 流量疏导 共享保护 资源利用率 EON traffic grooming shared protection resource utilization rate 随着DWDM(密集波分复用)技术的发展,系统单波已从10 Gbit/s、40 Gbit/s向100 Gbit/s演进,DWDM系统容量已不再是网络发展的瓶颈,如何实现波长端到端的动态配置和调度、提升网络的安全性和利用率则成为关注的焦点.文章简要描述了WSON(波长交换光网络)的关键技术,通过试验网对WSON功能进行验证,并对WSON应用策略进行了探讨.
波长交换光网络 通用多协议标签交换 选路与波长分配 路径计算单元 WSON GMPLS RWA PCE 通过同步仿真技术建立同步设备和时钟链路的数据模型,模拟同步网的定时链路传送情况,可为现有同步网的优化和扩容提供定量分析数据.文章采用中国电力科学研究院研发的电力通信规划软件,分析了国家电网公司一级骨干网络结构对时钟同步的适应性,以及时钟优化调整后的网络节点和链路的时钟状态,计算出极长链路相位误差的统计结果,检测了错误时钟设置情况,可为同步网络规划建设提供有力的数据支撑.
同步仿真 相位误差计算 时钟 synchronous simulation phase error calculate clock GPON(吉比特无源光网络)的宽带接入方式,是目前实现语音、数据和视频三网合一的理想方式.文章提出了一种基于PAS7401V的ONU(光网络单元)语音、数据和视频业务接入实现方法,其中,语音采用VoIP(IP网络上传送话音)方案,能够确保电话业务的服务质量,且电话业务接口的技术性能指标满足相关规范要求;数据支持10/100/1 000 Mbit/s以太网接入;视频也采用以太网方式传输.重点阐述了基于PAS7401V的ONU的软硬件设计方法;对ONU系统的吞吐量、过载丢包率和转发延时等特性进行了测试,验证了设计方案的正确性;电话接口的性能测试结果表明,所提方案在GPON中运行良好.
吉比特无源光网络 IP网络上传送话音 光线路终端 光网络单元 GPON VoIP OLT ONU PTN(分组传送网)是基于IP(互联网协议)技术的新一代分组光传送网技术,文章分别对城域PTN的核心层、汇聚层和接入层的流量预测建立了相应的数学模型,基于模型进行了流量预测和带宽测算,提出了PTN流量控制的相关策略,对于指导PTN的建设、运维期间的业务开通和业务配置工作有一定的参考价值.
分组传送网 服务质量 流量预测 流量控制 PTN QoS traffic prediction traffic control 针对光传输系统单波长信号全光加密的应用需求,基于流密码体制开展了光传输系统物理层全光加密技术的理论分析,设计了基于SOA-XGM(半导体光放大器－交叉增益调制)的全光A逻辑门的实验方案,并在实验室搭建了实验系统.实现了速率为10 Gbit/s的A逻辑处理,分析了探测光信号功率、泵浦光信号功率和SOA注入电流等主要参数对逻辑门输出信号质量的影响,实现了明文光信号的全光加密.
半导体光放大器 交叉增益调制 全光A逻辑门 全光加密技术 SOA XGM all-optical A logic gate all-optical encryption technology 介绍了一种新型非光子晶体结构弯曲不敏感单模光纤的设计与制备.采用数值计算方法分析了光纤的下陷型波导结构,通过PCVD(等离子体化学气相沉积法)工艺获得了1 310 nm波长的模场直径为4.3 μm、1 550 nm波长的模场直径为5.4 μm的光纤样品,与G.652D光纤的双点接续损耗低至0.15 dB,满足普通跳线的接续要求.该样品在2.5 mm弯曲半径条件下弯曲10圈,其1 550 nm波长的弯曲损耗优化至0.01 dB,可适用于任何苛刻的FTTx应用环境,并有替代铜缆成为消费电子中理想传输介质的潜力,同时还可用于各种光电器件中.
超低弯曲损耗 有源光缆 光纤 光纤到户 ultra-low bending loss active optical cable optical fiber FTTH 提出一种新型混合晶格结构的高双折射PCF(光子晶体光纤),该光纤的截面由矩形空气孔和圆形空气孔混合排列而成.使用基于有限元法的Comsol软件研究了该光纤在空气孔填充温敏液体时光纤的双折射特性随温度的变化关系.研究结果表明,用乙醇液体填充纤芯区域的圆形空气孔,当空气孔间距Λ为1 μm,圆形空气孔直径D为0.96 μm,矩形空气孔长宽比a/b为4时,工作波长λ为1 550 nm的PCF的温度灵敏度达到10-5数量级.该光纤可用于高灵敏度PCF温度传感器.
光子晶体光纤 混合晶格 乙醇填充 高灵敏度 温度传感 PCF hybrid lattice ethanol-filling high sensitivity temperature sensing THz(太赫兹)通信在高速、超宽带的无线接入网中有着重要的应用.THz光开关是THz通信的关键器件之一,对其进行研究具有重要意义.文章设计了一种新型的基于复式晶格光子晶体的多波长THz光开关,它能够有效地实现四波长THz波的开、关控制.利用RSOFT软件中的FDTD(有限差分时域)方法进行了仿真,结果表明,该开关的消光比达40 dB,插入损耗为0.109 dB,开关速率为5.55 GHz,在未来无线光通信方面有着重要的应用潜力.
多波长 光子晶体 太赫兹波 复式晶格 光开关 multi-wavelength photonic crystal THz wave compound lattice optical switch CO-OFDM(相干光正交频分复用)系统具有高效的数字信号处理能力,是未来100 Gbit/s高速光传输实现的备选方案.文章对PDM-CO-OFDM(基于PDM(偏分复用)技术的CO-OFDM)系统的传输机理及数学模型进行了分析,在此基础上对系统联合信号均衡算法进行了讨论,并通过数值仿真加以验证.结果表明,PDM-CO-OFDM系统采用联合信号均衡可有效抑制PDM带来的噪声影响,实现偏振信号的不敏感接收.在不需偏振控制器的条件下,通过SMF(单模光纤)传输960 km后,系统Q值较CO-OFDM系统降低了0.3 dB.
相干光通信 正交频分复用 偏分复用 偏振模色散 coherent optical communications OFDM PDM PMD 提出一种基于液晶技术的新型WSC(波长选择交叉互连)结构设计,在传统1×N 波长选择交叉的基础上通过偏振态的复用实现2×4的WSC,可减少系统组网所需的器件数量,提高系统集成度,降低组网成本.理论分析与实验证明,该新型WSC整体插损＜5 dB,50 GHz栅格工作状态3 dB带宽＞40 GHz,与理论结果基本吻合.
可重构光分插复用 液晶 波长选择交叉互连 Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer (ROADM liquid crystal WSC 对于同样信道数的波分复用,采用三信道器件比用两信道器件更为简单.文章对一种能够实现三信道平坦输出的全光纤梳状滤波器的新结构进行了分析,推导了新结构的能量传输表达式,详细讨论了耦合器分光比的改变对滤波特性的影响.结果表明,当组成新结构的光纤干涉臂间的长度差和耦合器分光比取某些定值时,可形成一个复用间隔相等、通带平坦的三信道全光纤梳状滤波器,且波分复用的信道间隔仅仅取决于干涉臂长差的大小.
光纤耦合器 全光纤 梳状滤波器 通带平坦 fiber coupler all fiber interleaver flat passband 为了降低环境温度变化对外腔可调谐激光器波长稳定性的影响,采用有限元分析方法得出了外腔可调谐激光器的温度场分布特点和热变形机理,提出了一种优化的光具座结构,并对优化结构的散热性能和热变形进行了理论分析和数值模拟.结果表明,该优化的光具座结构具有高效的传热性能,大幅降低了热变形对腔长的影响,从而提高了激光器的在不同工作环境温度下的波长稳定性.
外腔可调谐激光器 有限元分析 光具座 结构优化 external cavity tunable laser finite element analysis optical bench structural optimization 利用980 nm半导体激光器作为泵浦源,测量了25 cm掺铒光纤的ASE (自发辐射)谱特性,采用L-M (莱文伯-马克特)算法和最小二乘法对实验数据进行拟合,得到了掺铒光纤ASE谱的经验公式.研究结果表明,掺铒光纤ASE谱双峰的中心波长分别为1 530.951和1 555.964 nm,R-square(拟合优度)的值达到0.980 72,残差平方和值为4.447 69×10-9.
掺铒光纤 自发辐射谱 谱线加宽 函数拟合 Er-doped fiber ASE spectrum spectral line broadening function fitting 针对光学原子钟的系统工程化需求,研制了一种集成LD(激光二极管)电流和温控驱动的全数字稳频电路系统,整个电路外形体积为120 mm×80 mm×40 mm.通过光抽运铯原子系统测试,可以得到高信噪比的ramsey干涉花样,测试结果显示,该电路系统的稳频精度小于1 MHz.
光学原子钟 激光二极管 稳频 optical atomic clock LD frequency stabilization 中继系统下的众多资源分配策略很少同时考虑多用户情形下的子载波配对和不同用户需求.针对这一问题,提出了一种基于QoS(服务质量)保证和比例公平的多用户子载波配对和功率分配算法,该算法既能保证QoS用户的最小速率要求,又能满足BE(尽力而为)用户之间速率比例公平的准则.该算法首先根据不同用户需求分配第二跳的子载波,然后利用匈牙利配对算法得到两跳子载波的最佳配对,最后用类似注水算法进行功率分配.仿真结果表明,所提算法在满足用户QoS保证和比例公平准则的同时有效提升了系统的吞吐量.
中继 匈牙利算法 子载波配对 比例公平 relay Hungary algorithm subcarrier pairing proportional fairness 针对延迟容忍网络中节点运动状态变化频繁、通信路径不完整,使得转发消息仅能通过节点相遇而获得连接机会来完成,以及在不知节点间相关性的延迟容忍网络中盲目转发消息易导致其转发成功率较低等问题,提出了基于相遇紧密程度动态估测的延迟容忍网络路由策略.通过设计节点间的条件相遇时间间隔和连接持续时间的计算模型,来确定节点间关系的紧密程度;定义延迟容忍网络模型,构造最短路径择取机制,动态地选出条件最短路径,对消息进行转发.仿真数据对比显示,所提策略可有效改善网络性能,提高消息成功投递率,降低传输时延和负载率.
延迟容忍网络 节点紧密程度 条件相遇时间间隔 条件最短路径 delay tolerant network node closeness conditional meeting time interval conditional shortest path 首先提出一种基于RoF(光载无线)技术在高铁车厢内实施分布式宽带无线接入的方案,该方案具有低发射功率、分布式微小区覆盖和多接入点等特点;随后,利用FDTD(有限差分时域)算法软件建立了一套高铁车厢电磁环境分析模型,对宽带接入环境下车厢内的电磁辐射进行了分析;通过对比RoF分布式方案和传统无线接入系统发现,RoF无线接入系统能够在产生更小功耗的同时降低车厢内耦合电场强度4～6 dB,从而有效降低了对车载设备的电磁干扰.
光通信 光载无线 无线接入系统 电磁环境 optical communication RoF wireless access system electromagnetic environment