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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

    4芯光纤WDM器件技术研究

    陈丽肖清明王敏蒋磊...
    66-71页
    查看更多>>摘要：空分复用技术是提高光通信系统传输容量的有效方法之一,主要技术包括多芯光纤(MCF)、少模复用和轨道角动量复用等,其中MCF技术是空分复用技术中较成熟的一种.[目的]为解决光通信传输系统中容量受限的问题,文章设计和研制了一种新型的4芯光纤波分复用(WDM)器件.[方法]文章首先对WDM、空分复用、MCF和MCF耦合技术等进行分析,选取了以毛细管、透镜和腐蚀光纤方案制作的4芯扇入扇出器件为媒介,然后利用MCF和WDM技术相结合的方法,从4芯光纤的选取、4芯 WDM调试原理和调试方法出发,最后利用4芯扇入扇出器件设计和研制了一种新型的4芯 WDM原样,并利用4芯扇入扇出器件使用差值法对文章研制器件进行了指标测试.[结果]根据实验样品测试的结果显示,该4芯WDM原样1的各反射端和透射端的插入损耗能够控制在0.8 dB以内,反射端的各路隔离度＞15 dB,透射端的各路隔离度≥40 dB.[结论]根据测试结果可得到以下结论:与传统单芯WDM方案相比,在同样器件体积下,新型4芯WDM原样可以实现4路通信,极大地提高了光通信容量,同时,填补了国内外对基于MCF技术的空分复用光器件研究的空缺,并且拓展了空分复用的应用范围,让MCF具有长距离传输的潜能.基于空分复用系统制作的WDM器件,在光纤通信系统中具有广泛的应用前景.

    空分复用多芯光纤波分复用技术光纤耦合技术

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    基于磁流体驱动的2×2微流控光开关

    石正万静俞廷杰周瑞...
    72-77页
    查看更多>>摘要：[目的]常见的光开关通常偏振敏感或结构复杂,基于此,文章提出了一种2×2微流控光开关.[方法]文章所提光开关采用波导结构,利用基于磁流体的微流控驱动技术和微量的液体与空气,实现了光开关的光路选择和开关功能.文章同时还研究和讨论了光开关的光传输特性,并做出了结构优化.[结果]研究结果表明,2×2微流控光开关两个输出端口的插入损耗分别为0.42和0.20 dB,串扰分别为-24.13和-42.63 dB.[结论]文章所提2×2微流控光开关结构简单,对偏振不敏感,且比一般光开关的插入损耗和串扰小,可以作为构建光交叉连接(OXC)设备的交换核心,实现光网络的故障保护功能.

    微流控光学光开关磁流体驱动波导

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    基于SPR原理的D型镀银光纤湿度传感器

    郭翔宇张祖兴
    78-84页
    查看更多>>摘要：[目的]为了获得更高灵敏度的光纤湿度传感器,文章提出了一种基于SPR原理的D型镀银(Ag)湿度传感器.[方法]文章将氧化石墨烯(GO)涂敷在D型镀Ag光纤表面,由于GO具有吸水特性且吸水后有效折射率(RI)会发生变化,当满足一定条件时会激发表面等离子体共振(SPR)效应,因此可以用作湿度传感.为了使传感器获得最大SPR灵敏度,首先通过COMSOL Multiphysics软件对D型镀Ag光纤的结构进行建模,采用有限元分析法探究抛磨深度和Ag膜厚度对传感特性的影响,然后通过实验验证结构参数的有效性和合理性,最后在D型镀Ag光纤表面再涂覆一层GO薄膜探究其湿度检测的性能.[结果]仿真结果表明,最佳传感器结构为抛磨深度为58.4μm、Ag膜厚度为50 nm,其在环境RI范围为1.34～1.40时获得的最大波长灵敏度为5 500 nm/RIU.在该参数的基础上通过实验验证RI传感特性,传感器获得了最大为3 668 nm/RIU的波长灵敏度,基准值R平方值为0.98,具有良好的线性.再在表面涂敷GO薄膜后,相对湿度由30％变化至90％,获得了 0.545 nm/％RH的湿度灵敏度,相对湿度升高和降低两种情况下的线性R平方值分别为0.961 1和0.971 1,重合度良好.[结论]仿真结果和实际实验的共振峰变化区间相同,说明了该传感器的有效性和合理性,GO隔绝了 Ag膜与空气的接触,防止了氧化,将其吸水特性和金属薄膜SPR特性结合所获得的光纤湿度传感器显示出了较高的灵敏度,为高灵敏度的湿度传感器设计提供了一种思路.

    D型光纤表面等离子体共振氧化石墨烯湿度传感器

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    一种并行多路薄膜铌酸锂电光调制器

    杨鹏毅
    85-89页
    查看更多>>摘要：[目的]为了解决现有电光调制器体积大、集成度低和带宽小等技术问题,文章提出了一种并行多路薄膜铌酸锂电光调制器的设计方法,给出了薄膜铌酸锂电光调制器设计原理并分析了微波光传输链路增益和噪声系数指标.[方法]文章通过Lumerical Interconnect光学仿真软件,给出了微波光传输链路的仿真模型,分析研究了调制器半波电压对链路增益和噪声系数指标的影响,并对40 GHz 4路集成薄膜铌酸锂电光调制器的核心指标进行了测试.[结果]文章设计的4路集成薄膜铌酸锂电光调制器的插入损耗、半波电压、3 dB带宽和产品尺寸分别为4.5 dB、3.5 V、40 GHz和30 mm×20 mm×10 mm.使用薄膜铌酸锂电光调制器的微波光传输链路噪声系数约为30 dB.[结论]文章所提4路集成薄膜铌酸锂电光调制器比传统铌酸锂电光调制器性能更为优越.

    薄膜铌酸锂电光调制器并行多路微波光传输微波光子

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    集成可调谐滤波器的光开关器件技术研究

    胡荻肖清明郑洁
    90-96页
    查看更多>>摘要：[目的]在可重构光分插复用器(ROADM)下行传输中,可调谐光滤波器(TOF)是在一定光带宽范围内动态选择波长通过的滤波器,通过对波长选择开关(WSS)或多播切换开关(MCS)输出端口进行波长选择滤波筛选并对光强进行衰减均衡,使得ROADM各个输出端口光强一致.MCS基于光开关(OSW)原理,通过同时切换多个输入通道将数据传输到一个或多个输出端口,对多播数据实现快速、准确和可靠地传输.当前大多数MCS需要与TOF阵列一同工作,以避免意外信道,同时确保在MCS之后进入接收器的功率不会饱和或严重串扰.目前大多数TOF阵列尺寸较大,很难与MCS集成,影响了无色无方向性无竞争性(CDC)-ROADM的实现.为了降低ROADM下行传输系统的实现难度,需要解决模块体积臃肿的问题.因此,文章设计了一种集成TOF功能的OSW器件,减小了 MCS模块的体积并优化了结构.[方法]文章将TOF的功能集成到MCS模块中,设计了同时能实现光通道选择和光波长选择功能的器件.由于微机电系统(MEMS)可以分别实现OSW和TOF的功能,且MEMS器件相对容易实现,兼具调谐速度快、可调谐范围宽和体积小等优点,因此文章基于现有MEMS OSW和TOF方案设计了一种兼具二者功能的新器件.该器件基于MEMS技术,配以多芯准直器,使得器件的X和Y轴分别实现OSW和TOF功能,且功能间互相独立,干扰较小.文章介绍了此器件的基本原理和光学结构,并在此基础上进行了光学设计和仿真验证.[结果]仿真结果表明,该器件具有良好的光学性能,可以满足MCS器件的使用需求.[结论]文章所提采用TOF-OSW器件的MCS模块相当于在其中集成了 TOF的功能,因此省去了原本TOF的成本和空间,降低了成本并减少了占用空间及降低了系统复杂度,因此TOF-OSW器件有着广阔的应用前景及实际需求,也能更好地满足ROADM系统对实现CDC功能的需求.

    微机电系统光开关可调谐光滤波器

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    面向芯片驱动的SDK仿真平台研究与实现

    李文艺徐志生
    97-102页
    查看更多>>摘要：[目的]随着集成电路(IC)设计与制造工艺的不断升级,片上系统(SoC)的设计规模越来越庞大,相对应的软件开发工具包(SDK)也越来越复杂,缩短SDK的开发时间和快速应用是芯片研发成功的关键环节.[方法]文章设计了一种芯片SDK仿真平台,该平台支持对芯片逻辑设计信息进行自动化提取,基于设计的芯片数据结构实现对提取到的逻辑信息进行软件本地镜像、开发配置、告警和性能多线程来模拟实际单盘应用时的多任务轮询上报网管,通过虚拟串口连接SDK工程与串口工具,Shell命令集提供SDK仿真平台下开发人员与SDK工程的交互.[结果]基于光通信芯片的测试结果表明,该SDK仿真平台可实现脱离硬件环境下的芯片软件级仿真、多线程调试模拟和Shell命令集下的多功能交互等功能.[结论]文章研究与实现的SDK仿真平台可应用于芯片前期开发与后期应用维护,避免了硬件资源紧张对开发的阻塞,收敛了芯片转产的差异,提供了便利的SDK调测方法,对缩短研发周期和加速芯片快速应用有着重要意义.

    片上系统软件开发工具包芯片驱动光通信芯片

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    一种Ka频段宽带多波束相控阵的设计

    官劲孙杰杏晨廖屹...
    103-107页
    查看更多>>摘要：[目的]全球已步入第5代移动通信技术(5G)和卫星互联网时代,各领域对通信速率和容量的需求激增,传统抛物面和窄带平面相控阵天线系统的应用受到带宽和波束形成数量等因素的限制.文章基于相关产业领域的现状、趋势和宽带多目标的应用需求,对Ka频段宽带多波束固态相控阵技术展开了研究.[方法]文章从理论上建立并推导了相控阵天线方向图的通用矢量数学仿真模型,研究了相控阵天线的子阵划分、孔径效应和渡越时间等问题,设计了基于阵元级电移相与子阵级光延时相结合的宽带多波束相控阵系统.前端单个集成子阵采用不同材料基板的三维高密度异构瓦式集成方案,极大地提高了子阵集成度;子阵后级采用基于光开关、高精度光纤延迟线和波分复用等技术相结合的光真时延(OTTD)方法,实现了子阵级的多通道延时和多波束合成.[结果]通过对Ka频段宽带多波束接收相控阵系统原理样机进行集成与测试,验证了原理样机克服了孔径渡越时间和波束偏斜等带宽限制问题.原理样机可实现对Ka频段8个独立接收波束的宽角度扫描,每个接收波束的最高数据传输率可达1 500 Mbit/s.[结论]测试结果证明,文章所提系统具有集成度高、带宽大和可形成多个独立波束等优势.研究成果将有助于促进宽带多波束固态相控阵的进一步发展,为Ka频段宽带多目标相控阵的后续工程化和产品化奠定了理论和实践基础.

    固态相控阵Ka频段宽带多波束光真时延

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    麻雀搜索算法优化极端梯度提升的扩频码研究

    梁智儒边东明张更新
    108-113页
    查看更多>>摘要：[目的]直接序列扩频系统(DSSS)在军事和民用通信中都得到了广泛应用,因其具有对各种常见干扰较强的抵抗能力和安全性较高等优点,且易于实现,被广泛应用于码分多址(CDMA)之中.然而,在非协作通信的应用场景中,检测DSSS信号,对DSSS信号参数进行估计,甚至截获信息,都是文章需要考虑的问题.在DSSS中,正确识别所使用的扩频序列是正确解扩的重要前提条件.针对低信噪比DSSS信号扩频码识别成功率低的问题,文章通过结合m序列的三阶相关函数(TCF)峰值特性,在降噪预处理的前提下,通过功率谱二次处理识别DSSS信号的伪码周期作为先验信息,将扩频码的识别问题具体成为一个峰值检测分类的问题,进而对峰值识别分类进行了研究.[方法]文章提出了使用麻雀搜索算法(SSA)优化极端梯度提升(XGBOOST)的DSSS信号三阶相关峰值分类方法,提高了对m序列分类识别的准确率.[结果]通过在不同信噪比下对比常规峰值检测和决策树分类方法以及对比不同序列周期的识别分类准确率,仿真结果表明,经过预处理的SSA XGBOOST扩频码识别分类方法比起常规机器学习与峰值检测方法分类识别成功率更高,在高序列周期下性能逐步提升.[结论]文章所提方法能在较低的信噪比条件下更准确地识别分类扩频码m序列.

    m序列三阶相关函数麻雀搜索算法优化极端梯度提升

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    基于深度学习的非视距可见光定位系统

    黄伟杰林邦姜丁永棋骆加彬...
    114-120页
    查看更多>>摘要：[目的]可见光定位(VLP)技术在提供低成本、高精度的室内位置服务方面极具潜力,受到越来越多的关注.然而,传统的VLP系统依赖于直接视距(LOS)路径,在有障碍物遮挡的情况下无法正常进行工作.[方法]针对这一问题,文章提出了一种基于深度学习的非视距(NLOS)VLP系统,该系统创新地利用一次反射光来进行VLP,克服了 LOS路径被遮挡的挑战,提高了 VLP系统的鲁棒性.考虑到反射光信号信噪比较低,通过传统的图像检测方法来提取发光二极管(LED)光斑的准确度较低并且环境适应性较差,导致NLOS VLP的定位精度下降.因此,文章所提系统通过深度学习模型U型网络(U-Net)来检测LED光斑,通过采集不同环境下的数据集进行训练,U-Net模型表现出了很高的准确度和环境适应性,从而改善了系统的性能.在此基础上,文章所提系统利用三点透视几何(P3P)算法来估计接收端的三维(3D)位置.[结果]文章搭建了 1.84 m× 1.84 m×1.96 m的立体空间模拟室内环境,用于室内定位实验,实验结果表明,在NLOS路径下,系统3D平均误差和均方根误差(RMSE)分别为16.09和17.18 cm,二维(2D)定位误差小于21 cm时有90％的置信度,3D定位误差小于24 cm时有90％的置信度.[结论]文章所提系统具有较高的精度和鲁棒性,能够满足室内大多数应用场景的定位需求.

    可见光定位非视距深度学习三点透视几何算法

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