研究了基于高速相干光接收的100 Gbit/s PDM-QPSK(偏振复用-正交相移键控)系统在不规则跨段配置条件下的传输性能优化技术, 得到了不规则跨段下的最优链路配置解析计算模型, 并进行了系统仿真验证。仿真结果表明, 与传统的跨段衰减完全补偿方案相比, 该配置方案Q因子性能可提升1.3 dB。该配置方法可应用于当前100 Gbit/s PDM-QPSK系统的链路设计和在线优化, 能有效提升不规则跨段链路下的系统传输性能。

虚拟化是在通用服务器平台上实现路由器主控单元功能的主要方法之一, 虚拟化的实现首先要解决路由器代码的移植。基于x86服务器和通用操作系统的纯软件虚拟化开发, 可以利用英特尔在处理器和虚拟化领域的技术积累, 获得在网络功能虚拟化领域的竞争优势。高端路由器主控单元的基础是收发数据包及相应的处理功能, 移植的重点在于网卡驱动。文章分析了如何实现高端路由器主控单元代码运行在虚拟化平台上, 并就调试程序过程中可能出现的技术问题做了深入的探讨。

如何合理布局随特高压工程建设的电力通信光缆线路资源, 完善电力骨干通信网络整体架构, 是“十三五”期间电力通信专业部门面临的主要任务。文章以电力通信业务需求测算为出发点, 通过网络仿真, 将业务需求预测结果作为网络拓扑规划优化的重要输入参数, 分析了当前湖南电力省干通信网网络架构对业务需求的适应性, 给出了该省干通信网容量配置、关键站点和链路的优化建议。所用研究方法可为“十三五”期间电力通信网的规划与建设提供指导及参照。

针对经典P圈构造的Grow算法的缺陷, 提出一种改进的NewGrow算法, 利用先验效率对备选圈进行筛选, 并在实际网络拓扑中进行了仿真。结果表明, 该方法提高了备选P圈的质量, 减少了构造P圈的数量, 减轻了网络节点的负担, 提高了网络资源利用率。

生存性是WDM(波分复用)光网络的核心技术之一, 对多播业务而言, IpC(智能P圈保护)是一种具有快速、高效等特点的保护算法。文章提出一种EIpC(增强型智能P圈)保护方案, 包括分段和路径IpC算法, 分段和路径IpC算法分别为每个分段和路径寻找新的P圈。理论分析和仿真结果表明, 路径IpC在资源利用率、P圈构造个数以及圈平均覆盖度等方面最优, 分段IpC次之, 传统(链路)IpC最低。在先验效率方面, 链路IpC最优, 分段IpC次之, 路径IpC最低。

数字同步网是现代通信网的重要组成部分, 文章从数字同步网建设的必要性入手, 概述了数字同步网的几种主要传送技术, 结合当前网络传送技术的发展趋势, 提出了数字同步网的部署原则及策略, 并结合运营商网络给出了组网优化建议。

针对海底电缆的故障诊断问题, 提出了一种基于小波包与神经网络的诊断新方法。该方法将海缆中光纤的布里渊频移转换成温度和应变数据, 首先使用六层小波分解对监测信号降噪, 然后对故障数据进行三层小波包分解和重构, 再通过提取能量、标准差和Shannon熵等构造特征向量并输入BP(反向传播)神经网络进行训练和测试。实验分析表明, 在海底电缆故障诊断中, 采用标准差作为特征向量输入BP神经网络中的诊断方法性能最佳。

介绍了一种通过有限元软件进行温度场建模计算载流量的方法。对温度场建模时, 由于材料参数的不确定性, 会导致建模结果存在误差, 文章提出一种根据弦截法原理来修正载流量计算参数的算法, 通过与分布式光纤传感测温设备获得的实测数据比对, 得出参数修正后的误差小于修正前, 验证了该算法的有效性。

PAM4(四阶脉冲幅度调制)为100/400 Gbit/s以太网提供了一种有效可行的解决方案。介绍了400 Gbit/s以太网的技术标准进展和两种400 Gbit/s光模块的封装形式, 阐述了PAM4光收发模块的基本原理和结构框图, 通过分析不同速率的技术方案和参数,表明28 GBaud PAM4是实现400 Gbit/s以太网传输较好的方案;综述了模块设计所需的器件、芯片、测试仪器和测试方案的现有技术水平, 为100/400 Gbit/s PAM4光收发模块的设计和实现提供参考。

LCOS(硅基液晶)芯片的相邻像素之间存在电场边缘效应, 产生的寄生光栅效应劣化了WSS(波长选择开关)端口之间的串扰水平。文章建立了简化的2f光学模型, 并基于傅里叶光学方法仿真分析了LCOS芯片中电场边缘效应对WSS性能指标的影响。结果表明, 光束经LCOS光栅的衍射角越大, 则WSS输出端口间的串扰越大; 通过减小WSS端口间距或增大透镜焦距可以减小串扰, 继而增大WSS的端口数。该研究结果对WSS的参数设计和优化具有重要的参考价值。

现有SDICN (软件定义信息中心网络)技术方案难以支持海量内容分发、交换和缓存组件的分别升级。文章提出一种基于覆盖网络的SDICN系统架构, 由网络边缘的缓存节点转发内容请求和缓存内容数据, 缓存与交换不再耦合, 克服了现有技术方案的上述局限; 基于SDN(软件定义网络)的集中式控制, 避免了覆盖网络系统的次优控制问题。原型系统实验分析表明, 所提系统可直接运行于通常的SDN中, 少量的边缘节点即可有效减少内容分发响应时间。研究结果有利于SDN和ICN(信息中心网络)技术的扩展及应用。

FBG(光纤布拉格光栅)传感系统的解调过程中, 噪声的存在严重影响了系统的精度。为提高系统的测量精度, 去噪是解调中不可或缺的环节, 在传统小波阈值去噪算法中软、硬阈值函数以及现有文献所设计阈值函数的研究基础上, 构造了一个新的阈值函数, 该函数对噪声的处理具有更好的效果。对含噪FBG反射信号的去噪实验表明, 新构造的阈值函数比传统的软、硬阈值函数信噪比平均提高3~5 dB, 均方根误差平均降低0.1~0.3。最后将提出的方法运用到FBG传感测温系统中, 证明了该方法的可行性, 并且可使解调精度小于5 pm, 满足FBG传感系统的精度要求。

设计了一种工作于0.7～3 GHz、最高输出功率为23.6 dBm的CMOS(互补式金属氧化物半导体)宽带PA (功率放大器), 该PA由单级放大器组成, 采用全差分Cascode电路结构。PA的输入、输出端均采用开关电容并联片上变压器的形式实现宽带匹配, 通过数字信号控制改变容值大小, 进而调谐PA的工作频点, 实现宽带工作范围。该PA基于 TSMC 0.18 μm CMOS工艺模型进行设计, 采用Agilent ADS软件进行PA性能仿真和片上变压器的设计。版图仿真结果表明: 在0.7～3 GHz频段内, PA的输入完全匹配(S11＜-10 dB), 小信号增益S21在1.7 GHz达到27 dB, 芯片面积仅为0.75 mm2。

AOC(有源光缆)耦合效率对云计算环境下的数据传输性能有着重要影响。文章针对云计算环境下AOC耦合效率低于75%展开研究, 通过COB(板上芯片)技术, 对目前AOC的生产工艺进行优化, 所得多模粘装精度为±5 μm, 光损耗<1 dB,耦合效率>90%。对该工艺下的VCSEL(垂直腔面发射激光器)位置进行了分析计算, 首次得到VCSEL到光纤阵列的最大距离为117.68 μm。结果表明, 所采用的COB技术与45°反射面光纤耦合工艺能够满足低成本高效率的生产要求, 提高了AOC的耦合效率, 为大数据、云计算的进一步研究提供了思路。

基于GMM(超磁致伸缩材料)的FBG(光纤布拉格光栅)电流传感器具有光学电流传感器的优点。利用自行配制的环氧树脂胶将FBG与GMM封装为一体作为传感器探头, 通过增加偏置磁场改变传感器的静态工作点, 采用高频性能良好的铁氧体材料作为导磁回路, 约束交变电流产生的磁场并引导进入传感器探头, 进而将电流的变化转变成为FBG的波长变化, 通过FBG解调系统实现电流测量。通过实验对该传感器的静态和动态响应进行测试, 取得了良好的实验结果。

针对ROF(光载无线通信)基站需要高功率大带宽光电探测器的问题, 提出π型光电探测器阵列功率合成电路。通过将探测器嵌入在用电感互连的人工传输线上, 即按照阵列式结构将单个π型光电探测器电路组合起来构成所需电路, 实现功率合成, 从而得到高功率大带宽的信号。电路首尾支路级联两个二极管来降低等效结电容以达到电路的最佳阻抗匹配。仿真结果表明, π型光电探测器阵列能在保持大带宽的同时对各级光电二极管功率进行有效地合成, 相比于同级的行波探测阵列合成效率更高。

相干光通信下的PDM-QPSK(双偏振复用正交相位键控)技术是光通信网络扩容的有效方式, 因而被广泛研究。文章针对MZI(马赫曾德干涉型)IQ(正交)调制器的调制过程建立数学模型, 分析了偏置电压及相位条件对调制信号的影响, 总结出针对IQ调制器直流偏置特性的快速测试方法及算法思想。实际工程应用表明, 该方法快速简单且准确性高。

结合实际LTE-A(增强型长期演进)系统, 研究了基于DFT(离散傅里叶变换)的信道估计算法, 针对其存在的CIR(信道冲激响应)能量泄露问题, 提出了一种改进的DFT算法, 利用递推数列重构CIR, 抑制噪声并减小能量损失, 并将处理后的CFR(信道频域响应)抖动点用LS(最小二乘)结果进行替换, 进一步抑制吉布斯现象。仿真结果表明, 改进算法的性能优于LS和传统DFT算法。

针对机会社会网络中RADR (机会社会网络消息传送算法)存在消息传输时延偏大和消息传输成功率偏低的问题, 提出一种ECRA (基于社区的高效的机会社会网络路由算法)。ECRA只选取与消息目的节点在同一个社区的邻居节点来计算重要度, 并且利用连通拓扑侦听相遇节点, 检测相遇节点的邻居节点中是否存在更高重要度的节点, 若存在, 则利用相遇节点将消息传递给具有更高重要度的邻居节点。理论分析和仿真结果表明, ECRA与RADR及相关对比算法比较, 在消息传输成功率、平均端到端时延等方面的性能均得到了提升。

介绍了LED(发光二极管)可见光通信系统和波分复用技术的原理, 利用Optisystem软件设计了波分复用技术在可见光通信链路传输中的系统结构, 实现了光路百兆级的实时通信。采用直接调制方式, 对NRZ(非归零)码和RZ(归零)码调制方式下的传输性能进行了对比研究, 分析了不同速率对系统的误码率和Q因子等因素的影响, 进而讨论了在不同传输距离下系统误码率的变化特性, 验证了波分复用技术应用在LED可见光通信系统中的可行性和稳定性。

文章主要利用HNLF(高非线性光纤)实现超宽带波长转换。从HNLF出发, 简单介绍了光纤的基本原理和参数, 利用光纤的耦合振动方程, 推导了FWM(四波混频)效应进行波长变换的理论依据, 并分析了影响波长转换效率的因素。针对这些因素, 利用Optisystem仿真软件在常规非线性光纤中进行仿真验证。通过调整相关参数, 在自定义参数HNLF中实现了较大带宽和较高效率的波长转换。

针对传统SLM(选择映射)算法降低SFBC(空频分组码)MIMO-OFDM(多输入多输出正交频分复用)系统PAPR(峰均功率比)且需要传输边信息的缺陷, 提出一种改进的不传输边信息且检测复杂度低的半盲SLM算法。为了将边信息嵌入发送信号并降低接收端半盲检测的复杂度, 所提算法将两根天线上的符号序列分成奇偶两部分, 并对其中一部分乘以相位因子用于接收端检测边信息。分析和仿真结果表明, 该算法大大降低了接收复杂度, 且有很好的BER(误码率)性能。

在蜂窝网络与D2D(设备到设备)网络构成的混合网络中, 针对小区内和小区间各用户之间的干扰, 研究了多小区D2D通信系统中的资源分配问题, 引入非合作博弈理论和定价机制, 设计了一种改进的带有干扰因素的效用函数对D2D用户进行功率控制, 同时考虑了公平性和系统干扰。通过验证功率控制模型中纳什均衡的存在性和唯一性, 得到D2D用户博弈之后的一个稳定状态。仿真结果表明, 所提算法不仅能提高用户的公平性, 还能提高系统的吞吐量, 提升系统性能。