城域网中光纤链路的衰减与放大

针对城域网中终端用户的随机性地理分布，造成不同用户距光通信设备的距离相差悬殊，导致彼此光纤传输链路长度相差较多。为此，以光端机的接收和发送光功率为探讨对象，结合工程建设实际，阐述了不同长度光纤链路衰减与放大的解决方案。     

影响空地激光通信链路通信时段选择方案的背景光及大气湍流效应因素

对空地激光通信链路通信时段选择与背景光、大气湍流效应的关系进行了理论分析、仿真及实验研究 ,指出了空地激光通信链路通信时段选择方案一般应遵循的原则 :1)由于夜晚时段大气湍流强度较弱 ,空地激光通信可多选择夜晚时段 ;2 )晴天天气条件下 ,空地激光通信应避免在太阳光强烈的中午时段建立通信 ,建议多使用清晨和下午时段 3 )阴天天气条件下 ,背景光和大气湍流效应对空地激光通信链路的影响较小 ,因此只要链路通信光能量能满足链路功率分配指标要求 ,空地激光通信链路适合在阴天天气条件下进行     

雾环境下非视距散射光通信最佳链路分析

基于概率论和随机迁移理论,建立多次散射随机模型,采用蒙特卡洛方法仿真分析了辐射雾条件下,不同的通信距离条件时,近红外信号光在大气传输信道中传输的路径损耗与能见度之间的关系,指出在给定的通信距离以及给定的系统发送端发送仰角和发送光束束散角,接收端接收仰角和接收视场角等几何参数下,会存在一个能见度使得在这个能见度条件下信号光传输的损耗最小。在通信距离、能见度给定的情况下,针对大气散射通信几何构架中的各个参数的改变都会对非视距大气散射光通信链路路径损耗产生影响,通过模型仿真,提出辐射雾环境下最优化通信链路几何构架。仿真中采取808 nm 波长的激光二极管(LD)作为光源。     

喇曼放大对色散控制孤子系统非线性效应的影响

研究了色散控制高速光孤子通信系统中的非线性效应，对比分析了分别采用集总放大和分布放大两种放大模式对系统非线性效应的影响，并通过数值模拟分析了在这两种情况下非线性效应导致的定时抖动和振幅抖动随传输距离而变化的规律，证明了分布放大对抑制系统非线性效应的优越性能。     

光端机采用砷化镓器件后质量指标提高量试算

推导出光链路C/N指标的简化计算式,并计算光接收模块改用砷化镓材料以后、光发射机改用砷化镓放大模块以后,光链路C/N指标和CTB指标的提高量.同时还说明光接收机内光接收模块下面的电放大模块实际上是电缆网络中的第一级放大器,在系统指标设计时不宜将它并入光链路.     

1 Gbps实时传输的自由空间光通信链路损耗

远距离自由空间光学（FSO）通信系统面临的最大挑战是在大气湍流影响下信号传输会造成光强度衰减/波动,导致通信链路中断。文中提出了一种基于通信系统接收功率的对数正态统计来计算由湍流引起的通信链路损耗的方法,可评估指导FSO通信系统中的系统参数。文中模拟了不同强度湍流影响,接收终端口径为2 cm、20 cm条件下,850 nm、1 550 nm波长的光通信链路损耗与传输距离的关系。然后利用模拟分析结果设计了一个接收口径为20 cm的FSO通信系统,在强湍流条件下完成~2 km距离传输高清图像和视频。FSO通信系统的传输速率为1 Gpbs,与4 G网络相比,可以满足大量无压缩数据流传输的清晰度和实时性。     

基于2×2放大转发中继的混合RF/FSO系统性能分析

基于放大转发中继方式,研究了2×2中继条件下混合RF/FSO航空通信系统性能。FSO链路服从适于孔径平均条件下的Exponentiated Weibull大气湍流分布模型,RF通信链路为Nakagami-m衰落信道。建立2×2中继混合RF/FSO通信系统模型,利用Meijers’G函数推导求出航空激光通信系统信噪比的概率分布函数及累积分布函数,进一步推导混合通信系统平均误码率和中断概率的闭合表达式。通过仿真分析了不同大气湍流强度、孔径尺寸和调制方式对平均误码率和误码率的影响。仿真结果表明,混合系统中断概率及误码率受湍流强度影响较大,孔径平均效应可有效改善混合RF/FSO传输系统的性能;固定增益中继方式下,混合RF/FSO系统性能主要由RF链路决定;在固定增益中继混合RF/FSO系统中起主要作用;可变增益中继混合RF/FSO系统中,具有较小信噪比的链路在对系统性能的影响起主要作用。     

逆向调制激光通信作用距离及误码率分析

为了分析逆向调制激光通信系统中OOK调制方式下的误码率特性,在分析回波功率模型和误码率性能的基础上,利用Optisystem仿真软件建立了逆向调制激光通信链路。链路采用NRZ码对不同通信距离、不同能见度下的100 Mbps和1 Gbps通信速率进行了仿真,根据所得信噪比值计算出不同条件下的误码率,并结合“眼图”特征得出不同条件下可实现的逆向通信距离。结果表明,误码率随着大气能见度的增大而减小,随着通信距离增大而增加。在大气能见度为10 km的条件下,系统可以实现通信速率为100 Mbps、距离为2 km的逆向通信。     

电力超长距离光纤通信遥泵放大系统设计

光纤通信是电力输电线路保护及控制信号最重要的传输手段。由于遥泵放大技术在国内电力系统中尚无正式运行案例,设计经验较少,因此,如何设计可靠的超长距离遥泵放大光纤线路,成为电力系统通信亟待完善的课题。文章介绍了遥泵放大技术的基本原理,提出了一种适合在电力系统超长距离光纤通信工程中采用的遥泵放大系统方案,并结合实际工程案例进行分析。所提出的设计方法可作为电力系统超长距离遥泵放大系统设计的重要参考。     

AF双向中继网络中一种新的中继选择算法

通过高信噪比条件下AF双向中继网络总速率的近似表达,给出了链路增益乘积和系统总速率之间的关系式。基于此关系式提出一种最大化链路增益乘积中继选择算法(Maximum Relay Selection,MRS),在中继处引入门限,将链路质量超过门限的中继选出建立可靠候选集。在建立的可靠候选集中以两跳链路增益乘积最大化为标准,实现最佳中继选择。通过仿真将该中继选择算法与现有AF双向中继网络3种不同中继选择算法进行性能比较。仿真结果表明,该中继选择算法能在同时保证AF双向中继网络两跳链路质量的前提下,提高系统的总速率。     

HAP-GEO-HAP全光中继放大链路模型及其误码性能

针对几何传播损耗和指向误差联合效应对空间激光链路性能的影响,研究了HAP-GEO-HAP全光中继放大链路通信模型的误码性能。建立了基于GEO卫星全光中继放大转发的高空平台激光链路通信模型,在考虑背景光辐射与放大器引入的自发辐射等因素的条件下,研究了信道衰减系数的统计特性和各类噪声的强度,获得链路模型的Q因子,推导出误码率表达式。仿真分析了在不同发射功率、抖动标准差和波束宽度等参数条件下,链路误码率与比特速率的关系。研究结果表明:当比特速率较低时,增大发射功率、降低抖动标准差或减小波束宽度,对链路误码率性能的改善程度较为明显;当比特速率大于4 Gbps时,上述措施对链路误码性能的改善程度较为缓慢。     

近距离激光通信链路能量分析与试验

针对收发口径固有位置偏差对城市近距离激光通信系统的影响进行了分析,建立了链路能量与固有位置误差模型,计算了不同误差下的链路能量情况,并分析了二者关系。以固有位置误差15 mm为例,计算了不同距离下的链路能量,在基础上,进行了实际的通信验证试验,给出具体试验操作流程,并得到了距离10~40 m的实测数据。实验数据表明,与理论偏差不超过0.52 dB,验证了理论能量模型的正确性。该能量模型可用于指导近距离通信端机的设计和链路搭建,同时,小型化光端机的成功研制及通信试验可有效加速城市间近距离下的民用通信领域应用。     

专题：新型光互连与光接入技术

<正>内容导读近年来,随着云计算、移动互联、虚拟现实等新型宽带业务的发展,大数据时代数据容量的增长逐渐从超长距离传输的核心网向中短距离城域网以及数据中心、超算中心转移。支撑数据中心、超算中心的光互连技术以及用于中短距离城域网的光接入技术是网络及通信领域的研究热点。     

BBO晶体Ⅱ类相位匹配光参量放大理论分析

理论研究了BBO晶体在Ⅱ类相位匹配下非共线情况时的参量放大特性。计算了在不同非共线夹角下的相位匹配角度。在增益谱分布的模拟计算中发现Ⅱ类匹配具有非常窄的增益带宽，并在其参量带宽的模拟计算中得到了证实。数值模拟了转换效率随晶体长度的变化曲线。分析了抽运光脉冲和信号光脉冲的时间不同步以及初始输入的信号光脉冲形状对转换效率的影响。选择最佳晶体长度和同步时间，最大转换效率可达到25％。研究结果表明BBO的Ⅱ类相位匹配具有非常窄的参量带宽和增益带宽，这对于窄带的激光参量放大的研究有重要意义，并拓宽了BBO晶体在光参量放大技术中的用途。     

对准误差对前置光放大卫星激光通信系统性能的影响

发射机及接收机的对准误差都会引起前置光放大卫星激光通信系统信号的衰落,在同时考虑发射机、接收机对准误差的条件下优化系统性能非常重要。将接收机对准误差引起的空间光耦合损耗用一个高斯函数近似,并同时考虑发射机对准误差引起的对准损耗,推导出了接收光功率概率密度的近似解析表达式,应用该概率密度函数,建立了基于平均误码率原则的前置光放大卫星激光通信系统的优化模型。仿真结果表明,在给定平均误码率要求及对准误差一定时,存在一个最佳发射光束宽度、接收天线直径及空间光耦合参数,使所需的发射功率最小,采用更大的接收天线并不能降低对发射功率的要求。     

自由空间激光远距离传输的地面模拟研究

根据透镜的傅里叶变换性质,提出了采用光学傅里叶变换加级联光学成像放大并结合有限口径接收的方法来实现自由空间激光光束远距离传输的实验室模拟。由此原理设计了自由空间激光远距离传输模拟装置,该装置主要由大口径、长焦距的傅里叶变换平行光管和三级成像放大镜所组成,最大等效传输距离达2.4×105km,可用于星间激光通信终端综合通信性能的评估,在设定的误码率下测量终端可能的通信距离,或者在设定的作用通信距离下检测通信的误码率。     

干扰条件下地域通信网链路阻塞率研究

链路是通信网络的重要组成部分。在干扰条件下,从理论上建立链路模型,并根据链路的分类和信道的误码率对链路阻塞率进行了研究。在此基础上,文章给出了某地域通信网一个四节点网络干扰时的链路选择示例,并进行了仿真。     

双稳态光信号放大器

利用氦氖—铌酸锂混合无镜双稳装置实现了恒定光偏置和脉冲光偏置两种方式下的，光信号放大，放大倍数分别达15和20—85。脉冲偏置下还观察到与放大伴随着的脉冲波形改善。从理论上计算了双稳态光信号放大器的工作条件和增益振幅特性，与实验定性一致。     

无线并行放大转发中继传输中基于信噪比的功率分配研究

在无线通信网中,高效的功率分配可显著降低资源消耗、获得更好的服务质量、并减少网络内干扰.本文以无线并行中继协作通信系统为背景,在目的节点目标信噪比的约束条件下,对如何最小化中继链路中各通信节点的发射功率进行了研究.文章首先建立了无线中继协作通信系统模型,推导出了无线中继协作通信系统中信噪比的表达式.接着,文章将功率分配...     

输入信号偏振态对半导体光放大通信链路的影响研究

入射光偏振角对半导体光放大通信链路的系统性能具有直接的影响。分析了自发辐射噪声限下系统的功率和噪声，进而得到了信噪比和误码率。从仿真结果看出。起偏器和自动温控设备可使通信链路的误码性能得到改进。