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期刊信息/Journal information
光通信研究
武汉邮电科学研究院企管部
光通信研究

武汉邮电科学研究院企管部

毛谦

双月刊

1005-8788

bjb@wri.com.cn

027-87691537

430074

武汉市洪山区邮科院路88号

光通信研究/Journal Study on Optical CommunicationsCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是武汉邮电科学研究院主办的光通信专业刊物，是我国最早创办的以高新技术光纤通信为内容的科技期刊。宗旨为在坚持党的基本路线原则的前提下，活跃光通信领域的学术研究和技术交流，促进我国光通信事业的发展。主要刊载光通信领域的学术论文、研究成果的技术报告、工程设计技术方案、施工及维护经验，综述国内外光纤通信技术的最新进展和有关理论及最新动态等。面向从事光纤通信工作以及相关学科的科研、设计、生产、施工、维护等方面的科技人员和大专院校师生。本刊是湖北省、信息产业部优秀科技期刊，中文核心期刊。
正式出版
收录年代

    面向光纤光栅传感线性拟合度的PSO-GPR算法

    钱敏桂林连枭轩丁美琪...
    62-67页
    查看更多>>摘要：[目的]为了提高光纤布拉格光栅(FBG)传感系统中反射光谱中心波长与外部环境变量之间的线性拟合度,文章提出了使用粒子群优化的高斯过程回归模型应用于FBG应力传感领域.[方法]针对FBG的反射光谱特性,文章研究了对于FBG传感系统在光谱拟合中线性拟合度的影响,通过粒子群算法去寻找高斯过程回归模型中的最优超参数以提升对反射光谱中心波长的预测性能.文章搭建了 FBG应力传感实验平台,将FBG铺设在强度梁上,在等强度梁一端施加不同重量的砝码对FBG产生轴向应变,通过光谱仪采集反射光谱数据并使用文章所提模型进行线性拟合分析处理,将未优化的高斯过程回归模型、最大值法、高斯拟合法和质心法得到的结果作为对照组.[结果]结果表明,在掺铒光纤放大器输出功率为10 dBm、传输光纤距离为50 m、光谱仪采样点个数为501的条件下,反射光谱中心波长与砝码重量之间的线性拟合度均优于对照组,文章所提模型的线性拟合度最高能达到0.951 9,相较于对照组均有所提升.在501、251、167和126点的光谱采样点条件下,文章所提模型能将系统的线性拟合度提升到0.990 0,相较于最大值法最大提升了 0.258 7.[结论]分析结果表明,使用粒子群优化的高斯过程回归模型能够有效提高FBG应力传感系统的线性拟合度.

    光纤布拉格光栅高斯过程回归粒子群算法线性拟合度

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    2 μm波段Ge-on-SOI光电探测器的TPA探测

    胡志涛王柱天欧阳越华黄龙鑫...
    68-72页
    查看更多>>摘要：[目的]随着光通信技术的快速发展,工作在传统通信窗口的光通信系统未来可能会面临通信"波段紧缩"的状况.而在2μm波段,空芯光子带隙光纤的损耗可以低至0.2 dB/km,掺铥光纤放大器(型号为CTFA)在2μm波段的增益峰值可达30 dB,这些高性能器件的出现使得2μm波段有缓解通信"波段紧缩"的潜力,同时也对制作难度小且利于大规模生产的2μm波段硅基光电探测器提出了需求.硅基光电探测器的工作波段扩展主要方案有采用具有可调谐带隙的Ⅲ-Ⅴ族材料、引入低带隙宽度材料作为吸收区和利用吸收区材料在2μm波段新的光吸收机制等.而Ge具有非常高的双光子吸收(TPA)系数(1 225 GW/cm@2 μm),并且Ge-on-绝缘体上硅(SOI)光电探测器结构兼容标准硅光器件制作工艺,具有制作难度较低和成本较低的优势,是2μm光电探测器的一种较优方案.文章的研究目的是验证Ge-on-SOI光电探测器利用TPA这一特殊光吸收机制实现2μm波段光电探测的可行性.[方法]文章基于Ge材料在2μm波段较高的TPA效应产生电流的物理机制实现了 2 μm波段的光电探测.理论上,对Ge材料通过TPA效应产生的光生电流大小进行了分析与讨论;在实验上,基于片上硅基器件有源测试系统对商用波导型Ge-on-SOI光电探测器的光输入端(光栅耦合器)施加经过掺铥光纤放大器放大后的高功率2μm波段输入光,并调整光纤与光栅的对准以及输入光偏振态以尽可能减少输入光传输到Ge吸收层的损耗,最终通过探针获取探测器的TPA光生电流.[结果]在功率为21.9 dBm的2μm光信号输入下,该商用波导型Ge-on-SOI光电探测器在2 μm波段产生了高至651 nA的TPA净光生电流,并近似获得了＞10 mA/W的响应度.[结论]文章验证了通过Ge材料TPA效应实现2μm波段光电探测器的科学可行性,为基于TPA的2μm波段Ge-on-SOI光电探测器的设计提供了实验支撑.

    2μm波段双光子吸收Ge-on-绝缘体上硅光电探测器

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    全天候工作单光子计数激光雷达

    刘英见刘航宇蒋凯魏仁杰...
    73-78页
    查看更多>>摘要：[目的]单光子探测以及单光子测距系统在三维成像和超远距离空间遥感等方向有着广泛的应用.然而,由于器件本身的限制以及太阳光的背景噪声等因素,其应用场景大多处于夜间状态.[方法]文章通过改进传统激光雷达系统,使用全光纤光学系统,利用超窄带宽光纤滤波,大大提高了系统的稳定性,配合机械运动控制实现了超大视角和超高分辨率,且为可以在日间和雾天等光学环境恶劣环境下工作的单光子成像系统.同时,文章所提改进激光雷达系统基于大气穿透性好、传输损耗低的1 550 nm波段进行设计,提升了在雾天以及雨天的工作能力.[结果]文章所提系统在能见度为500 m左右的雾天状态实现了1.6 km外物体的三维成像,其成像距离是当时能见度的3倍.配合超高分辨率的时间/数字转换器,并根据激光雷达系统的系统响应函数构建模型,利用最小化负对数似然函数对直方图的强度信息和距离信息进行优化,可以大大提升距离分辨率,相比于最大值法得到的0.05 m的距离分辨率,文章所提系统结合最小化负对数似然函数方法将距离分辨率提升到了 0.006 m.同时通过对图像进行正则化处理来抑制光子技术的涨落对成像效果的影响,以此来消除图片中的噪点.[结论]基于1 550 nm的全光纤激光雷达系统具备很强的机械稳定性,具备在恶劣天气工作的能力,在远程遥感测绘、地面及车载激光雷达等领域具备极大的应用价值.

    单光子探测激光雷达光子飞行时间短波红外

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    基于KMeans的MG-Y激光器准连续调谐方法

    张子娇刘万泉张旭吕峥...
    79-84页
    查看更多>>摘要：[目的]光纤光栅传感系统的光源为系统提供能量,稳定且连续的光源对于整个解调系统的应用至关重要.当将调制光栅Y分支(MG-Y)激光器作为光纤光栅解调系统的光源时,需解决MG-Y激光器难以在所需特定波长范围内快速获得稳定且连续的波长调谐问题.[方法]为实现MG-Y激光器快速获得稳定且连续的波长,文章提出了 K均值(KMeans)聚类模型,并将其运用到MG-Y激光器快速获取高质量电流-波长查找表(LUT)的构建方法中.[结果]通过KMeans聚类模型方法结合MG-Y激光器调谐特性,可以快速获得构建LUT中相位调谐区域内最优调谐参数曲线的质心点,消耗时间约18.26 s,再依据MG-Y激光器自身的左、右和相位的调谐特性,采用均匀插值的方法来实现MG-Y激光器的波长精细调谐.使用KMeans聚类模型得到全调谐范围LUT,按照一定间隔筛选得到目标LUT.激光器按照该目标LUT下发命令的输出波长,实测波长的均值与目标波长的误差绝对值的均值为0.18 pm,误差绝对值的标准差为0.52 pm.从而可将MG-Y激光器作为光纤光栅传感系统的稳定光源来使用.[结论]经实验验证,传统的人工完成寻找每个相位调谐区域找到质心点的用时至少需要.30 min.通过KMeans聚类模型方法,完成同样操作,能大幅缩短寻找质心点的时间.并且通过该方法可控制MG-Y激光器实现输出准连续调谐的稳定波长.

    调制光栅Y分支激光器K均值聚类连续调谐查找表

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    基于氮化硅波导的超宽带偏振不敏感光分束器

    谢雅婷洪艺涵张翼曾志红...
    85-89页
    查看更多>>摘要：[目的]为了解决偏振不敏感光分束器带宽受限问题,文章提出了一种基于氮化硅(Si3N4)波导的超宽带偏振不敏感光分束器.[方法]所提光分束器采用绝热耦合波导结构设计,可在1 400～1 700 nm波长范围内实现横电(TE)模式和横磁(TM)模式的光均匀分束(光学带宽为300 nm).[结果]在工作波长范围内,TE和TM模式的损耗分别小于0.10和0.15 dB.而且文章所提光分束器的结构尺寸小,仅为60.00 μm×2.75μm,便于实现大规模集成.此外,文章还研究了所提光分束器各结构参数对器件性能的影响.[结论]仿真结果显示,各结构参数在±50 nm的范围内变化时,对光分束器的性能基本没有影响,表示该超宽带偏振不敏感光分束器具备较大的制备容差,易于制备.

    氮化硅波导光分束器偏振不敏感

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    50 Gbit/s SFP56光模块自动化测试系统设计

    郜轩曹珍张莉莉
    90-94页
    查看更多>>摘要：[目的]在50 Gbit/s小型可插拔(SFP)56光模块的实际生产测试过程中,测试需搭配的仪器设备较多,测试仪器孤立使用,且测试过程复杂,调试与测试分开进行,这些问题使得光模块测试的时间延长,效率较低,给测试人员带来诸多不便,同时也无法保证测试产品的一致性.为提高光模块的调试和测试效率,降低测试人员的工作难度,文章设计了 SFP56光模块自动化测试系统.[方法]文章所提测试系统使用Python语言,利用其强大的第三方库,如VISA、pyserial库等设计,该系统可在Windows操作系统下使用.[结果]该系统可对光模块进行调试和自动化测试,使测试仪器可并行使用,减少了时间和资源的浪费.也可以根据测试需求对光模块进行分步测试,在很大程度上提高了产线中光模块调试和测试的效率,也降低了对测试人员的要求.经验证表明,与传统光模块测试相比,每只光模块的测试时间降低了约70 s,大大提高了光模块的测试效率.在光模块测试中避免了人为操作带来的结果偏差,能够保证产品的一致性.[结论]与目前市面上比较流行的使用Labview语言设计的光模块自动化测试系统相比,文章所提系统可拓展性更强且更方便升级维护,其可拓展为100、200、400及800 Gbit/s等高速率的光模块测试系统,为后续高速率光模块的测试打下了技术基础.

    小型可插拔Python自动化测试

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    E波段毫米波远距离通信技术研究

    毛嘉智芦启超陶理李仁杰...
    95-99页
    查看更多>>摘要：[目的]E/W波段毫米波频率覆盖60～110 GHz,频带资源丰富,具备大容量传输的潜力,与激光相比,E/W波段毫米波波束较宽,兼具方向性、抗干扰性和易于对准的优势,是海上远距离无线通信极具发展潜力的频段.然而,大气吸收和海面多径等近海面信道特征制约了 E/W波段毫米波传输距离,导致E/W波段毫米波近海面传输存在瓶颈.文章聚焦海上远距离毫米波无线传输方向,运用微波光子技术提出了超宽带毫米波调制解调和变频系统结构,提高了毫米波变频和调制解调性能,进而研究近海面远距离传输系统中最优高阶调制格式,实现了大容量远距离传输.[方法]针对远距离通信系统中功率放大器会给信号带来非线性失真的问题,文章分析了固态功率放大器非线性特性对幅度相位调制(APSK)和正交幅度调制(QAM)等高阶调制格式性能的影响因素.研究了 16APSK信号的最优分布方式、欧式距离和内外径比例,还通过等效功率实验测试,对比分析了 16QAM和16APSK信号的抗非线性性能.[结果]实验证明,相对于QAM格式,APSK格式更加适用于远距离传输系统.[结论]文章基于16APSK格式,通过等效功率验证,实现了 16 Gbit/s和等效34 km的远距离传输性能指标,为海上大容量远距离传输提供了高价值的技术手段.

    微波光子毫米波近海面高阶调制格式

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    基于注意力机制的无线网络优化研究

    李明春李明王素椅
    100-103页
    查看更多>>摘要：[目的]无线网络设备故障诊断的意义在于帮助解决网络连接问题,提高用户体验,确保网络的稳定性和可靠性,然而现有方法的准确率有待进一步提高.[方法]针对该问题,文章在卷积神经网络(CNN)-门控循环单元(GRU)网络结构中引入了注意力机制,提出了一种基于CNN-GRU-Attention网络结构的无线网络设备故障诊断方法.[结果]相较于其他方法,文章所提方法在仿真实验中模型的准确率从91％提升到了 98％,提升效果明显.[结论]文章所提方法提高了无线网络设备运营的质量和效率,提升了网络容量、功能以及可靠性,满足了人们日益增长的无线网络通信需求.

    无线故障诊断准确率注意力机制

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    LED非线性幅度分解多项式预失真

    成院波查海朋保贤张昆...
    104-110页
    查看更多>>摘要：[目的]作为光信号发生器,发光二极管(LED)在可见光通信(VLC)系统中的关键作用不可忽视.然而,LED的静态非线性和频率响应问题经常引发VLC系统的信号失真和性能下降,迫切需要寻找创新的补偿方法.基于此,文章提出了一种前瞻性的解决方案.[方法]文章采用预失真方法进行VLC系统的非线性估计和补偿.文章详细分析了当前已有的相关解决方案,并将焦点放在LED非线性建模上,提出了一种基于幅度分解多项式(AFP)的自适应预失真器,旨在有效地弥补LED的非线性.[结果]数值仿真表明,文章所提方案在误码率(BER)、幅度调制/幅度调制(AM/AM)矫正和星座图性能方面表现出色.相对于传统的记忆多项式,文章所提方法具备更高的建模精度,归一化均方误差性能降低了 15 dB以上.[结论]文章证明了基于AFP的自适应预失真器作为LED非线性补偿的有效性,提高了 VLC系统的性能,而且为解决LED的静态非线性和频率响应问题提供了可行的解决途径.

    可见光通信发光二极管非线性失真记忆效应自适应预失真

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