情注光通信——记中国工程院院士、武汉邮电科学研究院高级技术顾问赵梓森

1997年7月6日,邮电部武汉邮电科学研究院呈现出节日的气氛。因为这天是武汉邮电科学研究院所承担的国家"863"计划重大科技项目之一的2、5Gb/S同步数字系列(SDH)光纤传输设备在汉顺利通过出厂验收。这是我国光纤通信技术领域进入第二次创业的新起点,它的成功使我国成为世界上少数几个具有开发、生产2。

中国光纤通信的开拓者——武汉邮电科学研究院—烽火通信

一、世界光纤通信发展的回顾 1966年英藉华人高锟(CharlesK.C,现美藉)发表了一篇题为《光频介质纤维表面波导》(Dielectric-Fiber Surface Waveguide or OpticalFrequencies)的论文,提出可以用石英玻璃纤维(简称光纤)传送光信号来进行通信。

武汉邮电科学研究院六种新产品通过部级鉴定

1999年1月5～6曰,受信息产业部科技司的委托,鉴定委员会对武汉邮电科学研究院研制的三种光纤用户接入设备,一种无线用户接入设备和两种新型光缆共6项新产品进行了生产定型鉴定。 参加鉴定的用户接入设备是AN03P、AN03D和AN03S型光纤用户接入设备以及AN03W型无线用户接入设备。鉴定委员会一致认为。

基于遥泵技术的超长距光传输系统研究与实验

【目的】针对采用遥泵技术的超长距光传输系统传输距离受限问题,文章提出了100与200 Gbit/s业务混合传输的单跨无中继传输系统,实验在不考虑色散等其他因素的影响下,通过调整系统入纤功率和系统中遥泵增益单元的位置来测试系统最大跨段损耗。【方法】实验中关键放大技术主要为遥泵、掺铒光纤和拉曼放大技术,在传输中应用掺铒光纤放大器、拉曼放大器和遥泵增益单元对系统中光信号进行无中继放大,并通过调整遥泵增益单元的放置位置来进一步提升中继传输距离,实验采用能够更好提升遥泵放大增益的遥泵旁路接入方式。【结果】实验采用3种不同的模块共9个业务波,分别使用200 Gbit/s偏振复用—正交相移键控(PM-QPSK)、100 Gbit/s PM-QPSK和200 Gbit/s偏振复用—16正交幅度调制(PM-16QAM)调制格式,采用损耗为0.17 dB/km的G.654b超低损耗光纤搭建传输实验,并最终实现了总容量为1.5 Tbit/s、跨段损耗达到75 dB的单跨超长距传输。【结论】结果表明,通过设置最佳的入纤功率和调整遥泵增益单元的位置可以提升系统传输距离,实验结果为搭建基于遥泵技术的超长距光传输系统提供了参考价值,对基于遥泵技术的无中继传输发展提供了参考数据。

区块链共识算法研究综述

区块链已广泛应用于货币金融、通信网络、信息安全、物联网、电力运行管理和社会职能管理等多个领域,但依然存在许多急需解决的问题。共识算法是区块链的核心技术之一,是区块链各节点达成一致性最为重要的底层技术,是解决区块链吞吐量太小、通信存在延迟等一系列问题的关键技术,是区块链安全运行的重要保证。文中基于区块链共识算法的设计原理,主要介绍了区块链的构成、分类、架构、上链、节点处理流程及存在的问题,重点阐述了现有PoW、PoS、DPoS、PBFT、Raft、Paxos、Ripple等共识算法设计思路、共识理论及流程,对共识算法中的共性问题,即算法优化、算法效果进行了综合概述和分析,并对区块链共识算法研究进行了展望,希望开发出更加高效、安全的共识算法。

基于多模态视频分类任务的模态融合策略研究

尽管过往人工智能相关技术在众多领域取得了成功,但是通常只是模拟了人类的某一种感知能力,也就意味着被限制在处理单个模态的信息之中。从多个模态信息中提取特征并进行有效融合对于从弱/限制领域人工智能向强/通用人工智能的发展迈进具有重要意义。本研究基于编码器-解码器结构,在视频分类任务上对多模态信息的特征编码进行早期特征融合、对各模态信息的预测结果进行后期决策融合以及对两者相结合的不同多模态信息融合策略进行了对比研究;同时对音频模态信息参与模态融合的两种方式进行了对比,即直接将音频进行特征编码进而参与模态融合或音频通过语音转文本进而以文本的形式参与模态融合。实验结果表明,将文本和音频模态单独的预测结果与另外两种模态的融合特征的预测结果进行决策融合能够进一步提高分类预测准确率;此外,通过语音识别将语音转换成文本模态信息,能够更加充分利用其中包含的语义信息。

50 Gbit/s PON高性能接收技术的研究

【目的】为了应对不断增长的超千兆需求,从千兆走向万兆,从第五代固定网络(F5G)走向高级第五代固定网络(F5.5G),50 Gbit/s无源光网络(PON)被认为是F5.5G的重要组成部分。故文章针对当前接入网络发展状况,对50 Gbit/s PON技术进行了深入研究。【方法】文章首先介绍了实现50 Gbit/s PON高灵敏度面临的困难,并提出了解决方案。方案中,50 Gbit/s的非归零(NRZ)信号通过雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode,APD)探测器,在强电场的作用下形成可被检测到的宏观电流,该电流通过跨阻放大器(TIA)放大并转换成电压输出。对其进行均衡处理,采用光数字信号处理(oDSP)芯片的前馈均衡器(FFE)和判决反馈均衡器(DFE)对脉冲信号的拖尾现象进行补偿后,再通过DFE将码间干扰的影响降到最低。接着重点分析了APD、TIA和oDSP等关键技术,并采用25与50 Gbit/s APD对接收性能进行比较。【结果】两组实验测试结果显示,第1组实验25 Gbit/s APD在测试时间4 min内接收信号无误码,接收光功率为-8.48 dBm,当误码率(BER)为2.78e-2时,接收光功率达-26.61 dBm;在使用50 Gbit/s APD的情况下,4 min内接收信号无误码时,接收光功率为-8.97 dBm。当BER为2.78e-2时,接收光功率达到-27.05 dBm,第2组数据50 Gbit/s APD-2也达到了同样的实验效果。【结论】50 Gbit/s APD接收灵敏度更高,性能更好,更适合使用在50 Gbit/s PON光模块中实现高性能接收。最后文章针对未来降成本方案在均衡技术与APD上的应用提出了可行性分析。

面向芯片驱动的SDK仿真平台研究与实现

【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。

4芯光纤WDM器件技术研究

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。

基于鲸鱼优化的k-means初始聚类中心选取研究

传统的k-means算法存在两个主要问题:初始聚类中心的随机选取和在处理大规模数据集时的低运算效率。为了解决这些问题,提出利用鲸鱼优化算法来选取最佳的初始聚类中心,在改进后的算法中结合分布式计算框架Flink实现并行执行。为了进一步优化聚类效果和提高算法的可靠性,利用孤立森林算法进行异常数据检测,对数据进行分域处理。实验选取UCI机器学习库中的Iris扩张数据集,优化后的k-means算法的轮廓系数指数提升约23%,DBI指数下降约9%,聚类效果有显著提升。

超宽带拉曼光纤放大器的研究

【目的】新兴技术的涌现推动着光纤通信容量不断提高,这对光纤放大器的工作波长范围提出了新的要求,因此迫切需要能够实现超宽带放大的光纤放大器。【方法】为了实现增益范围覆盖Super-C band和Super-L band的超宽带拉曼光纤放大器(RFA),文章在理论上建立了RFA的传输模型,介绍了后向RFA传输模型的数值求解方法。考虑实际情况选择泵浦功率以及波长范围,文章使用6个泵浦波长和7个泵浦激光器,在G.652光纤中仿真得到了一组优化后的泵浦波长配置,根据这组泵浦波长配置,在G.652、G.654和大有效面积光纤(LEAF)3种光纤中进行了测试,并将仿真与测试结果进行了对比分析。【结果】在G.652光纤中测试得到了18.07 dB净增益和1.54 dB的增益平坦度;在G.654光纤中测试得到了13.9 dB净增益和1.21 dB的增益平坦度;在LEAF中测试得到了21.99 dB净增益和1.80 dB增益平坦度。仿真与测试结果净增益相差不超过0.2 dB,增益平坦度相差不超过0.4 dB。【结论】仿真与测试结果对比表明文章使用的后向RFA数值求解方法能够准确预测RFA的增益谱。文章使用的泵浦波长配置经过实验验证,在3种光纤中都有较大的增益和较好的增益平坦度,在商用超宽带RFA的波长选择上具有参考价值。

基于数字孪生的云网智能运维技术研究

云网融合的加速发展,既推动着通信网络数字化和智能化转型升级,也带来了云网运维复杂性不断提高的问题。尽管近年来通过各种智能化技术手段取得了一定进展,使网络管理控制变得更加敏捷和高效,但大规模云网设施仍然面临着运行维护过程中效率低、周期长和成本高等挑战。针对上述挑战,该文提出基于数字孪生的自适应探测、双重评估、优化调整三种智能运维的技术,旨在提高云网运维的效率并帮助预测网络异常。在自适应探测技术中,利用数据统计方法构建历史时序数据样本,通过算法选择适应的概率分布,预测故障发生的概率。双重评估技术中,通过对孪生系统和物理系统进行双重评估,验证故障原因并进行故障朔源。优化调整技术中,通过张量分解处理大数据,优化数据样本,并通过机器学习训练样本数据来优化调整智能运维模型。实验验证表明,该技术能够预测网络异常、快速定位故障,并优化调整系统,从而实现智能运维的目标。

集成可调谐滤波器的光开关器件技术研究

【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。

基于LATTICE的文言文自动断句研究

随着社会主义文化强国的建设,利用自然语言处理技术实现对古汉语典籍的处理与挖掘越发受到关注。针对文言文自动化断句任务,论文提出一种基于BERT-LATTICE-LAN网络的深度学习模型,通过集成预训练模型和融入词向量的长短时记忆网络,实现对文言文语句的自动化断句处理。相比于传统的BiLSTM-CRF网络,其准确率和F值分别提高了8.03%和7.88%。

M-BFD在mLDP场景下的研究与实现

在网络规模和复杂性不断增加的背景下,确保网络的可靠性和高效性成为网络工程师面临的重要挑战。文中提出了一种多点双向转发检测(M-BFD)的链路检测方案,其可用于组播标签分发协议(mLDP)场景。该方案利用M-BFD实现快速链路倒换,能够提高网络可靠性和恢复性。实验结果表明,M-BFD能够准确检测链路故障,并在故障发生时快速进行倒换,减少网络中断时间。M-BFD比传统BFD具有更快的故障检测能力和更低的资源占用率。该方案在解决复杂业务环境下创建过多BFD会话的问题上具有重要意义,提高了链路检测速度和网络可靠性。

基于矩阵分解的协同过滤算法研究

针对协同过滤算法中相似度计算方式只考虑单一评分数据从而导致推荐效果不理想、且在数据稀疏条件下推荐结果不全、效率不高等问题,提出一种改进的协同过滤推荐方法,通过矩阵分解,构建用户表征向量来计算用户相似度。首先,构建用户表征矩阵和物品项目表征矩阵。其次,设置损失函数,使用户表征向量与物品表征向量内积拟合评分数据,最后,使用用户表征向量计算的相似度与传统相似度以特定权重相融合。在MovieLens数据集上进行实验,结果表明改进后算法在绝对平均误差MAE上有所提升,在数据稀疏的情况下提高了推荐的准确率。

基于BERT的黑灰产网页分类方法研究

本文提出了一种基于BERT模型的网站分类算法,用于识别特定网站。该算法利用BERT提取网页文本句子特征向量,并采用自注意力层,解决了计算机配置要求的问题。句向量经过核函数SVM分类器进行分类,使用Focal loss处理数据不平衡。实验结果表明,该方法在分类准确度方面明显优于传统机器学习算法和独立的BERT模型。

面向通信网资源数据的智能校验系统研究

随着软件定义网络规模的不断扩大,通信网的资源数据量也在迅速增长。通过北向接口能够同步海量网络资源数据,批量生成资源数据文件。同时,资源文件的正确性和准确性需要进行评估,准确、可靠的资源数据才能够有效评估通信网的运行状态。本文依托现有网管架构,通过对资源数据属性的分析,总结了相关校验规则,并设计了一个面向通信网资源数据的智能校验系统。通过搭建网络环境测试证明,该系统能够全面核查网络资源数据的规范性、正确性和完整性。

企业学习型组织建设研究

在中国经济进入新常态下,人力资源已成为企业的核心资源.企业要实现可持续发展以及提高自身竞争力,就要高度关注人力资源管理工作.人力资源管理是企业提高人员素养、培养具有活力组织的关键,建立学习型组织能够提高企业自身竞争力以及整体素质,促进企业实现发展的目标.文章探讨了学习型组织建设所存在的各类问题,重点分析了改进建议,对企业建立完善的学习型组织、促进各级人员终身学习具有一定价值.