空间激光通信技术发展趋势分析

空间激光通信作为一种先进的通信手段,近年来发展迅速。重点分析了国际上空间激光通信技术的发展新动向,试图对国内开展相关研究提供参考和借鉴。

光子晶体光纤中基于SBS实现慢光的数值模拟

通过运用四阶龙格库塔法和特征线法对基于光子晶体光纤的受激布里渊散射耦合方程组进行数值求解,讨论不同纤芯直径的光子晶体光纤在相同的Stokes波功率和相同的Stokes波强度下对受激布里渊散射慢光产生的影响,发现芯径越小PCF的时延特性越好,但是伴随着较大的脉冲展宽,对于Stokes波脉冲,较小的输入Stokes波功率具有更大的时延.考察不同的脉冲宽度对光子晶体光纤中的慢光的影响,发现较短的脉冲具有更大的相对时延并伴随着较大的脉冲展宽.通过改变小芯径光子晶体光纤的占空比,讨论光子晶体光纤的结构变化对受激布里渊散射慢光的影响,发现小芯径PCF的占空比越小,对应的SBS慢光的时延越大,脉冲展宽也越明显.以上结论可以为慢光缓存器的设计提供理论参考.

改进型蜂巢晶格结构光子晶体光纤的色散与非线性特性

结合蜂巢晶格与不同空气孔直径晶格二者的优势,提出一种改进型蜂巢晶格结构光子晶体光纤,采用矢量光束传输法对该光纤的色散与非线性特性进行了数值模拟,分析了色散、非线性系数与其晶格参量之间的关系。数值结果表明,该光纤在1.2～1.6μm波段内可以实现大负色散、色散平坦、正色散等多种色散特性;此外,晶格结构中空气孔直径的减小使得基模有效面积增大,从而降低了非线性系数。因此,通过调节该光纤的结构参量可以灵活地调整其色散与非线性特性,为设计光子晶体光纤提供理论参考。

可用于大型Grid over OBS光子网格网络的自组织资源管理技术

针对目前以光突发交换(OBS)为基础的光子网格(grid)网络中基于客户/服务器(C/S)模型的资源管理技术的缺点,在已有工作的基础上提出了一种改进式的基于P2P技术的自组织资源管理技术。该技术利用P2P的特点以及通过对资源所进行的特定描述,从而使资源信息分散存储在多个节点上,同时利用该技术可以较快地实现资源查找。仿真结果表明,该方案不但可以解决传统C/S资源管理方案扩展性不足和容错性较差的缺点,同时可以进一步地缩短资源查找时间,因此可以更好地支持未来面向普通消费者群体的大规模网格业务。

信号与本振光振幅分布对星间相干光通信系统混频效率的影响

星间相干光通信系统中,信号光与本振光的不同分布将影响外差混频效率。在假设信号光与本振光偏振一致、相位匹配、几何中心重合的前提下,详细推导了信号光振幅为平面波(Uniform)、高斯(Gauss)分布,本振光为艾里斑(Airy)、Uniform及Gauss分布时的6种外差混频效率关系式,其中4种得到了精确的解析式。在此基础上,通过数值仿真,全面对比分析了各种组合的外差混频性能,结果发现,Airy+Airy和Gauss+Gauss具有最佳外差混频性能,理论上可以达到100%外差混频效率;Uniform+Uniform的最大外差混频效率为72%,Guass+Uniform最大外差混频效率是82%,它们具有相似性;而Airy+Gauss组合是系统中常用的分布模型,其外差混频效率同时受探测器半径及Gauss束腰的制约。这将为设计星间相干通信系统提供必要的理论依据。

像差对星间相干光通信接收系统误码性能的影响

以空间链路方程为基础,详细推导了具有不同像差时的星间相干光通信接收系统信噪比表达式。以通信距离为60000km、速率为2Gb/s的2PSK零差同步轨道接收系统为例,通过数值仿真,全面比较了接收天线的倾斜、离焦、彗差和像散等像差对接收系统误码率(εBER)的影响。结果表明,不同像差单独作用时,倾斜像差的影响最大,象散的影响最小;不同像差相互作用时,它们中的某些能部分实现相互校正,从而降低误码率。以εBER≤10-6为比较标准,当彗差W31/λ≤1.00时,调整倾斜像差能实现它们之间的部分校正;当像散W22/λ≤0.53时,调整离焦能对像散进行部分校正。因此,在设计接收系统时,接收天线的像差所产生的影响不容忽视。这将为设计星间相干通信接收系统提供必要的理论依据。

基于网络编码的双路径组播树生成算法

为了将网络编码技术引入到全光组播网络中,提出了能够在多项式时间完成的基于网络编码的双路径组播树生成算法.该算法主要包括两大步骤:首先,从给定的组播网络中根据节点间度平衡的原则为源节点和每个目的节点之间确定一条有向路径,从而建立一棵传统有向树并保证有向树中任意节点的出度尽可能小,减少节点之间的关联性;其次,在所建立的传统有向树的基础上,从每一个目的节点到源节点根据冲突回溯原则建立源节点和每个目的节点之间的第二条路径,并保证源节点到任意目的节点间的两条路径为分离路径.算法中包含的约束原则能够保证所建立的双路径组播树包含最少的编码节点,从而使得所建立的组播树支持光域网络编码高效率实现,实现基于网络编码的全光组播并提升全光组播的性能.

基于8PSK的新型高速正交光标记交换技术

提出了一种以八相移键控(8PSK)为净荷、ASK为标记的新型高谱效率高速正交光标记交换技术,首次实现了100Gbit/s的高速正交光标记信号的80km传输。分析了光信噪比(OSNR)、窄带滤波效应、信道中的非线性效应对标记与净荷性能的影响,并采用平衡相关探测和多符号相位估计(MSPE)技术实现了净荷8PSK信号的接收。与传统接收方式相比,8PSK净荷在相同误码率条件下,OSNR容限提升了约3dB。经过80km传输,ASK标记在BER=10-9,时OSNR为22.8dB,8PSK相应的OSNR为20.3dB。

T-MPLS网络中承载电路业务的最佳包长问题研究

该文基于ITU-T所制定的传送多协议标记交换标准,对客户端承载基于电路交换类型的业务进行了深入研究,比较了不同长度的电路业务分组对该业务延时和抖动的影响,并提出了一种动态改变电路业务封装包长的方案。该方案根据业务接收端数据的时延和方差统计情况,来计算一定范围内合适的电路业务净荷长度并反馈给源端的业务适配模块进行调整。为分析该方案的有效性,利用OPNET仿真软件搭建平台进行仿真。结果表明,该方案与固定封装包长方案相比在业务抖动特性和传输效率上具有明显的优势,能很好地适应电路业务的承载要求。

利用光纤偏振分束器和保偏光纤的传感解调系统

提出了一种利用光纤偏振分束器(PBS)和保偏光纤(PMF)中偏振模间干涉原理实现光纤布拉格光栅波长解调的方案,以提高光纤光栅传感解调系统的解调精度和稳定性。运用矩阵光学原理建立了数学分析模型,由此给出了系统输出信号与光纤光栅布拉格波长之间的关系。通过仿真分析,研究了保偏光纤长度、输入光相对于保偏光纤主轴的偏振角度和光纤偏振分束器主轴方位对系统输出信号的影响,明确提出了提高系统灵敏度的方法。根据设计方案搭建了实验系统,并进行了实验验证。结果表明:该设计方案可行,系统的波长分辨率<1pm,测量精度<1pm,温度可测量范围为90℃。该系统测量精度高,其稳定性优于利用M-Z型干涉仪的解调装置。

扫频法精确测量高速光调制器频率响应

同微波网络一样,可以用S参数来精确描述光电子器件的性能。根据微波网络的S参数,详细推导了光电子器件的S参数。搭建了40GHz高速测试系统,利用矢量网络分析仪(带宽40GHz)和作为参考的标准高速光探测器(带宽45GHz),测量了宽带光强度调制器(实测带宽35GHz)的频率响应。理论上,通过S参数和T参数的互相转换,扣除了微波放大器对测试结果的影响。在120MHz～35GHz范围内,测得的结果与出厂数据取得了很好的一致性。文中通过合理的简化,得到了光调制器频率响应的简明表达式,从而降低了数据处理的复杂度。

MPLS-TP的业务适配与标签转发机制

传送网承载的业务从以时分复用(TDM)为主向以IP为主转变,需要一种能够有效传送分组业务的新技术。传送多协议标记交换(MPLS-TP)作为一种面向连接的分组传送技术,具有高效的多业务适配能力和灵活的标签转发机制。从MPLS-TP技术特性入手,文章基于MPLS-TP标准化的最新进展,重点讨论了与MPLS-TP有关的数据转发平面,以及业务适配和标签转发机制等关键技术,包括信号适配、分组交换与转发和双标签信令传送实现等内容,说明了基于双标签传送模式的虚拟专用网的业务实现方法,并总结了MPLS-TP的应用情况。

全光网中采用可信度模型的故障定位技术

宽带业务的飞速发展推动着光网络向着超大容量、超高速率方向演进.与此同时,在透明节点增加、光电再生设备减少的全光网络中,多故障定位的非完全多项式属性、网络拓扑的复杂性以及承载业务的多样性使得故障定位变得尤为困难.如何根据收集的告警信息,确切地找出故障的准确数目及其位置成为网络管理人员的难题.针对全光网中故障与告警的关系展开研究,在多故障定位的相关方向上完成了采用可信度推理方法对故障与告警之间的复杂映射关系进行梳理,建立了一种多故障条件下全光网故障定位模型,并以此为基础,提出了基于模糊隶属度以及联合可信度的两种启发式故障定位算法.通过不同的网络拓扑以及与其他的算法对比,对这两种算法以及可信度模型的正确性进行了验证.仿真结果表明,该模型能够很好地处理多故障定位问题的不确定性,且定位性能优越,具有很强的实际意义.

一种新型的基于PCE的多层多域GM-PLS/ASON光网络体系结构

随着大规模多层多域光网络的发展,基于策略和约束限制的路径计算变得非常困难,选路技术成为GMPLS/ASON光网络的核心问题之一。综合GMPLS控制平面和PCE的优点提出了一种适用于多层多域光网络的新型双路由引擎体系结构。通过群引擎和单元引擎的配合使用,可以有效地实现复杂多约束条件下路径计算的优化过程。论文给出了双路由引擎结构的功能组成,分析了其中群引擎与单元引擎之间的协作关系,针对多域和多层路由方案进行了性能仿真分析。

基于T-MPLS网络的多等级分组业务传送特性研究

基于国际电信联盟制定的传送多协议标记交换(T-MPLS)标准,在T-MPLS网络中电路业务和分组业务并存的情况下,对业务开关时间和数据包长服从帕雷托、对数正态、威布尔和指数分布的多等级分组业务传送质量进行了研究。理论分析表明,电路业务在边缘节点适配时被切割成的数据包的长度以及以业务源开关时间及分组数据包长分布为代表的流量特性,会对高等级分组业务的时延及其方差、路由器出端口处的队列长度和丢包率造成不同程度的影响。通过基于OPNET软件搭建的软件平台进行仿真,验证了理论分析的结论。

基于网络编码的波长冲突解决方法

通常在波分复用(WDM)组播网络中采用波长转换器解决组播请求和单播请求之间的波长冲突问题。然而,全波长转换器解决波长冲突代价大,受限波长转换器解决波长冲突力度不够。对此,将网络编码技术引入WDM组播网络中以解决组播需求和单播请求之间的波长冲突。该方法能够在降低波长转换代价的基础上大幅提升解决波长冲突的能力,从另外一个角度提供一种切实可行、高效的方法解决WDM网络中的波长冲突,在实现代价、解决问题效果等方面均有显著的优势。

PON接入网P2P业务有效承载策略的研究

为有效承载P2P型业务,面向PON接入网应用的基于线速报文深度识别和P2P协议报文控制的P2P业务重定向策略(IC-P2PTRD)已提出,但IC-P2PTRD策略存在可能出现重定向失败的问题。在IC-P2PTRD基础上,提出了一种基于OLT与ONU协作的改进型P2P业务重定向策略(MIC-P2PTRD),并采用网络仿真工具NS2进行了仿真分析,验证了该改进型P2P重定向策略较IC-P2PTRD在降低核心网的数据流量负担等方面性能有所提高。

光正交频分复用技术在光网络中的应用研究

光正交频分复用(O-OFDM)技术是目前正在研究的热点技术之一。O-OFDM技术应用在光网络中可以有效地提高系统抵抗色散及偏振模色散等效应的能力,从而改善网络的性能。文章阐述了O-OFDM技术的原理,介绍了将O-OFDM技术应用在光骨干传输网中及光接入网中的研究现状,并对该技术的发展趋势以及应用前景做出了展望。

一种基于RSOA的新型波长自适应远端结构

提出一种基于反射型半导体光放大器(RSOA)的新型波长自适应远端结构,可用于单纤双向传输系统。首先介绍了该结构的原理,然后通过仿真分析,研究了基于此远端结构的传输系统的性能,分析了关键元件RSOA的重要参数对系统性能的影响,最后给出相应的取值参考。

光缆链路PMD_Q的计算与分析

文章介绍了用已成缆光纤偏振模色散(PMD)系数估算链路PMD系数分布的3种方法:蒙特卡罗数值法、伽马分布分析法和模式独立分析法,从而计算出光缆链路PMD系数设计值(PMDQ)。通过3组样品说明了3种方法及其近似解的计算过程和适用条件,分析了PMDQ值与已成缆光纤PMD系数的关系。结果表明,决定PMDQ值的关键因素是已成缆光纤PMD系数的统计分布而不是其平均值。