光通信系统与网络技术

  • 一种基于残差网络的改进网络流量分类算法

    陆煜斌;宣涵;王炎豪;徐凯;朱嘉豪;沈建华;

    基于卷积神经网络的网络流量分类算法中,为了提高分类准确度,其结构设计日趋复杂,容易出现梯度下滑甚至梯度消失,导致预测准确度不升反降。文章提出了一种基于残差网络的改进流量分类算法,引入残差网络层代替传统卷积神经网络中的卷积层和池化层,不仅缓解了传统卷积网络因层次太深导致难以训练的问题,同时与传统卷积运算相比,所提出的残差网络在训练时学习到的数据特征信息更加全面,训练后的模型也更加准确。仿真结果表明,改进后的算法比常规的神经网络算法表现更佳,分类准确度从92.05%提高到了96.18%。

    2021年01期 No.223 1-4+14页 [查看摘要][在线阅读][下载 352K]
  • CAP-DPIM可见光混合调制方案

    辛嘉珺;王旭东;吴楠;

    针对可见光通信系统传输性能问题,文章提出了一种无载波幅度相位(CAP)调制与数字脉冲间隔调制(DPIM)结合的混合调制方案。该方案分别利用两者频谱效率和功率效率较高的特点,发送端在脉冲间隔调制的脉冲时隙加载直流偏置光CAP(DCO-CAP)信号,实现混合调制信号的并行生成,接收端通过门限检测和最大似然检测完成混合调制信号的串行解调。推导了室内可见光高斯信道下混合调制方案的误码率(BER)及误帧率(FER)解析表达式。此外,从频谱效率和FER两方面对比分析了该混合调制方案与传统DPIM及DCO-CAP方案的性能优劣。数值仿真结果表明:当频谱效率相同时,混合调制方案较单一调制有更高的可靠性。

    2021年01期 No.223 5-9+35页 [查看摘要][在线阅读][下载 441K]
  • 光传送网北向接口信息模型研究

    徐云斌;赵星;王亚男;张庚;

    实现自动化的端到端业务编排和切片编排是第五代移动通信(5G)网络的基本需求,文章针对5G传送网络北向接口开放标准化问题,分析了北向接口的功能需求,提出了北向接口的建模方案,屏蔽5G传送网络不同的技术实现方案,该建模方案为5G传送网络北向接口的统一提供了参考。

    2021年01期 No.223 10-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 267K]
  • 电力光通信网中风险均衡路由算法研究

    张庚;王亚男;邢祥栋;吴红;朱敏;赵永利;

    在大力发展智能电网的背景下,支撑电网运转的电力光通信网规模日趋庞大,其承载的业务更加多样化。然而电力光通信网的业务路由规划主要以最短路径算法为主,导致电力光通信网存在业务重要度分布不均衡,从而导致网络局部风险过高的问题。针对上述现状,文章采用深度强化学习技术,以网络业务风险均衡为目标,提出了基于强化学习的电力光通信网风险均衡路由算法。该算法考虑业务重要度分布情况、链路容量和链路光信噪比,实现了电力光通信网风险均衡化。文章选取某省电力通信子网验证方案的有效性,研究结果表明,该方法能够有效地降低电力光通信网风险均衡度,为电网的安全运行提供有力保障。

    2021年01期 No.223 15-18+35页 [查看摘要][在线阅读][下载 337K]
  • 基于公共安全智能体的网络体系架构研究

    许德玮;

    城市智能体的发展对网络体系提出了新的要求。公共安全智能体作为城市智能体的一个重要分支也对网络有了更进一步的需求,需要网络能更主动、快速和灵活地支撑其发展,需要网络朝着更加智能化的方向发展。基于此,文章对基于公共安全智能体的人工智能(AI)网络体系架构进行了研究,在此基础上给出了公共安全智能体的平台框架和基于公共安全智能体的AI网络体系架构。

    2021年01期 No.223 19-24+57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1161K]
  • 基于集群架构的OTN设备管理系统的实现

    徐胜军;邓庆林;刘华;

    针对传统光传送网络(OTN)设备业务单盘数量过少,且槽位扩容会造成业务中断,成本过高的问题,文章提出了基于集群架构的光传送网(COTN)通信系统。COTN设备管理系统的设计是实现现网设备从OTN升级到COTN的可靠技术保障,是保障COTN中业务承载单盘的兼容性与扩展性的有效技术手段,文章采用单网元多子框的形式对COTN设备管理系统进行设计。对COTN与传统OTN设备在数据收集、框间保护和业务处理等方面进行了对比研究,研究结果表明,COTN设备业务槽位的扩展满足承载业务扩容的低成本与动态可持续化的需求。

    2021年01期 No.223 25-29+78页 [查看摘要][在线阅读][下载 609K]
  • 一种基于以太网传输提高时间戳精度的方法

    刘月明;董航;

    以太网传输对时钟同步精度的要求很高,不同时钟域的切换和数据位宽变换等因素会导致精确时钟协议帧中的时间戳抖动幅度过大,严重影响时钟同步的性能。针对这一问题,文章提出了一种可以消除时间戳抖动来提高时间戳精度的方法——均匀包络速率刻画,通过刻画均匀的数据包络来保证以太网传输数据分布的均匀性,从而消除时间戳抖动,达到时钟精确同步的效果。实验数据表明,对数据进行均匀速率包络刻画后,时间戳抖动幅度明显降低,抖动消除效果较为明显,抖动范围保持在±20 ns之内。

    2021年01期 No.223 30-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 597K]

光电器件研究与应用

  • 准相干技术在C波段25 Gbit/s光模块中的研究与应用

    孔令桥;卜勤练;

    针对传统C波段高速光模块传输距离过短的问题,文章对一种准相干接收技术进行了研究,结合现有25 Gbit/s光模块进行了实验,并讨论了准相干接收技术的应用方案。研究发现,准相干接收技术以外差相干检测技术为基础,具有结构简单和成本低等优点,在不使用额外的电或光色散补偿技术的前提下,准相干接收机也能有效减少色散对高速光模块传输距离的影响。实验结果表明,准相干接收机对因色散而劣化的光信号具有很强的处理能力,使用准相干接收机可以显著提高光模块的传输灵敏度,能够将采用传统强度调制技术的C波段25 Gbit/s光模块的传输距离从当前的10 km左右延长至25 km以上。

    2021年01期 No.223 36-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 4215K]
  • 多芯光纤扇入扇出技术发展现状及展望

    邱英;陶金;刘子晨;贺志学;

    基于多芯光纤的空分复用是解决当前光通信传输容量瓶颈的最有效方法之一,多芯光纤扇入扇出(FIFO)技术是实现多芯光纤空分复用系统的关键,它用于实现单个多芯光纤到多个单芯光纤的光耦合功能。文章总结了近十年来多芯光纤FIFO器件和装置的方法,将它们归纳为熔融、光纤束、自由空间光和三维集成波导4种类型,分析并比较了几种类型器件/装置的制作方法和性能,对未来可广泛应用的技术方向进行了展望。

    2021年01期 No.223 42-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 615K]
  • 蝶形激光器管脚振动疲劳寿命分析

    李长安;全本庆;关卫林;杨明冬;

    针对用引线连接的蝶形激光器管脚在扫频振动测试中发生齐根断裂的问题,文章建立了有限元分析模型,模型中用不同管脚长度反映引线的影响,采用模态叠加法分析了管脚在20 g、20~2 000 Hz正弦扫频振动下的应力。基于Miner准则,计算了管脚在振动条件下的寿命。分析结果表明:(1)原激光器管脚的固有频率高于2 000 Hz,连接引线后,固有频率降低到2 000 Hz以内,在振动条件下会发生共振;适当位置固定引线,可将其固有频率提高到2 000 Hz以上,从而避免共振;(2)原激光器管脚在振动条件下为无限寿命,用引线连接后的激光器管脚寿命大幅降低,在适当位置固定引线可以将管脚寿命提高到无限寿命。

    2021年01期 No.223 49-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 679K]

无线通信技术

  • 基于透镜天线阵的毫米波系统波束选择研究

    艾志杰;岳殿武;曹学敏;管伟;

    透镜天线阵列下毫米波大规模多输入多输出(MIMO)系统通过波束选择可以大大减少所需的射频链数目,解决系统硬件成本和能耗过高的问题,然而,波束选择需要基站端获取准确的信道状态信息。对此,文章首先利用波束空间的结构特性,采用基于支持检测(SD)的信道估计方案,以较低的导频开销和计算复杂度对大尺寸信道进行更加可靠的估计;其次受仿生学中蚁群优化(ACO)算法的启发,文章提出了一种基于SD估计信道的ACO波束选择方案,该方案既能有效地避免用户间波束的干扰,又能最大限度地提高系统和速率;最后,仿真结果表明,该方案能够得到计算复杂度显著降低的近优解,在提高系统和速率方面优于现有方案。

    2021年01期 No.223 52-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 398K]
  • 无线光中继通信在弱湍流时的性能估计方法

    陈晓;胡晓英;

    对数正态信道是描述弱湍流条件下无线光通信衰落的有力数学工具。然而精确的对数正态信道性能表达式带有无法化简的多重积分,难以揭示信道参数和性能的联系,不利于性能估计。针对该问题,Wilkinson和Fenton近似被广泛应用于对数正态信道的性能分析,但Wilkinson和Fenton近似的应用范围却缺乏标准,这导致了系统设计时对理论性能的错误预判。为此,文章基于原点矩的积分表达式讨论了Wilkinson和Fenton近似的特点,提出了基于Wilkinson和Fenton近似来估计自由空间光通信中继性能的方法,对比了Wilkinson和Fenton近似在此类性能分析中的适用范围。仿真结果表明,在中低信噪比情况下,Wilkinson比Fenton近似更准确;在高信噪比情况下,Fenton比Wilkinson近似更精确。此外,仿真结果还表明,Wilkinson近似方法的精度和对数正态信道的方差密切相关。

    2021年01期 No.223 58-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 517K]
  • 变电站内5G终端通信信道建模与分析

    李欢;许越;孟凡博;任帅;李海军;庞晓静;

    以巡检机器人为代表的终端设备在变电站中应用广泛,第五代移动通信(5G)技术发展迅速,未来5G可移动终端在变电站的应用将会越来越多。通信系统的性能与无线信道息息相关,因此研究变电站中可移动终端的5G通信信道特性至关重要。文章针对变电站三维(3D)散射环境下5G可移动终端的通信信道的特性问题,基于多输入多输出技术,提出采用几何分析法建立3D信道模型,并推导出了信道的时间自相关函数、空间互相关函数。基于5G频段,仿真并分析了无线信道的自相关和互相关特性;研究了不同大小的莱斯因子对无线信道特性的影响。上述仿真结果表明了5G终端在变电站的可用性,拓宽了变电站场景下可移动终端运用5G通信技术的研究。

    2021年01期 No.223 63-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 661K]
  • 基于偏振调制器并联产生16倍频毫米波的研究

    刘晓蕊;陈新桥;狄晗;吕朝辉;

    针对高倍频毫米波的产生问题,文章提出了一种基于4个偏振调制器并联产生16倍频毫米波的方案,利用相关光边带极性的不同,使合成光信号中只保留载波和8n阶边带。经过适当选取调制指数值和光电探测器拍频后,获得16倍频毫米波信号。文章理论分析了产生16倍频毫米波信号的原理,推导出方案所产生的±8阶光边带信号的光边带抑制比为61.72 dB,16倍频毫米波信号的射频杂散抑制比为55.70 dB。仿真实验获得的光边带抑制比和射频杂散抑制比分别为60和53 dB。同时分析了射频信号相位偏移及调制指数对抑制比的影响。实验结果与理论分析吻合,验证了所提方案的可行性。

    2021年01期 No.223 67-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 542K]
  • 5G基站高精度地面授时链路构建方法及验证

    吴宇;

    为满足第五代移动通信(5G)基站和边缘计算节点对高精度地面授时的需求,文章提出了构建端到端高精度地面授时链路的方法和后续不依赖卫星的时间同步网组网思路,并通过苏州现网部署和实测展示了72 h内误差<28.4 ns的高精度链路传递授时指标,验证了构建方法的可行性。最后对不依赖卫星组网等后续关键问题进行了分析,指出了下一步改进的方向。

    2021年01期 No.223 71-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 461K]
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