Experimental demonstration of single-mode fiber coupling using adaptive fiber coupler

Coupling plane wave into a single-mode fiber （SMF） with high and steady coupling efficiency is crucial for fiber- based free-space laser systems, where random angular jitters are the main influencing factors of fiber coupling. In this paper, we verified a new adaptive-optic device named adaptive fiber coupler （AFC） which could compensate angular jitters and improve the SMF coupling efficiency in some degree. Experiments of SMF coupling under the angular jitter situation using AFC have been achieved. Stochastic parallel gradient descent （SPGD） algorithm is employed as the control strategy, of which the iteration rate is 625 Hz. In closed loop, the coupling efficiency keeps above 65% when angular errors are below 80/3tad. The compensation bandwidth is 35 Hz at sine-jitter of 15 ~rad amplitude with average coupling efficiency of above 60%. Also, experiments with simulated turbulence have been studied. The average coupling efficiency increases from 31.97% in open loop to 61.33% in closed loop, and mean square error （MSE） of coupling efficiency drops from 7.43% to 1.75%.

基于光纤的传感物联网吞吐量最大化中继节点选择

中继节点是传感物联网通信的中转中心,其选择的合理性对保证物联网通信稳定和信息吞吐量具有重要意义。提出基于光纤的传感物联网吞吐量最大化中继节点选择方法。构建传感物联网模型,在平面中任意布局节点,利用所在点数据整合全部节点,在目标光纤传感器基站中找出主瓣,识别光源节点传输的信号。计算节点能量平均数,在自适应状态中将能量的分母最小化。在候选节点选取可将已知的光信道状态完整传输给其他节点的中继节点,基于统计独立分布获得系统平均接收信噪比,选择光纤传感器天线完成吞吐量最大化中继节点选择。仿真结果表明,所提方法在节点数量为22时的中断概率趋近于0;在光源节点功率30 dBm时,网络吞吐率达到98%。

光纤通信技术在计算机网络中的应用探析

光纤通信技术是利用光纤作为传输介质来实现信息传输的技术。相较于传统电信号传输方式,光纤通信技术具有多种优点,使其成为计算机网络中的重要技术。基于此,文章首先从光纤通信的概念及工作原理入手,分析光纤通信的特点;其次探讨光纤通信技术在计算机网络中的应用,包括计算机网络应用、广电领域应用及电力通信领域应用等;最后阐述光纤通信技术的发展趋势,包括向超大容量系统发展、向超高速系统发展及实现光联网等,以供参考。

Internet接入技术的分析与研究

该文分析研究了各种Internet接入技术或手段,其中包括电话拨号、DDN专线、x DSL、Cable-modem、光纤、无线、电力线接入技术,并比较了它们的优缺点。

应用于周界安防的防区型分布式光纤振动传感系统

分布式光纤传感系统由于其分布式和不易受电磁干扰的特点,被广泛应用于管道泄露、海洋检测和安全生产等领域。设计了一套基于迈克尔逊干涉仪的分布式光纤传感系统,通过对振动信号的采集和处理进行预警和定位。系统通过冲击性激励和周期性激励来探测振动信号,可以根据需要设置相应的防区数量,每个防区都可以实现150 m到2000 m固定范围中小振动信号的探测,且连续触碰、敲击两次以上探测率接近100%。网络传输单元以STM32F103为主控芯片,运用窄带物联网(NB-IoT)技术实现了传感系统的同步和通过移动设备实时查询的功能。

基于SPGD算法的自适应光纤耦合器阵列技术研究

自适应光纤耦合器(AFC)是一种可实现高稳定、高效的空间光至光纤耦合的新型自适应光学器件。研究了AFC阵列作为空间激光通信系统接收光端机的可行性。在不同的大气湍流强度下,利用SPGD算法,仿真研究了不同子孔径数AFC阵列的闭环控制过程。研究结果表明,AFC阵列技术可缓解大气湍流影响,改善光纤耦合效率并提高耦合过程的稳定性;当等效接收口径一定时,随着阵列子孔径数的增加,光纤耦合效率及控制算法收敛速率都相应提升。

光纤传感技术在物联网中的应用

物联网是当前的一个研究热点,而光纤传感技术在物联网中的应用已经引起了广泛关注。物联网的技术构成有4个层次,分别是用户与应用接口、数据处理技术、数据传输网络、传感网络。在物联网中要用到各种各样大量的传感器。传感器可用于感知各种各样的环境参数,如温度、重力、光电、声音、位移、振动等,为物联网提供最原始的数据信息。对光纤传感器的结构、分类以及其在物联网中的应用实例进行介绍,如光纤陀螺,光纤水听器、光纤光栅传感器、光纤电流传感器。最后介绍了基于布里渊效应的连续分布式光纤传感技术在物联网中的前沿应用。

应用于物联网的光纤布里渊传感系统设计

采用当前方法设计光纤布里渊传感系统时,系统在光纤中区分距离较近的2个点能力较弱,传感器到达设定测量精度花费的时间较长,存在空间分辨率低和时间分辨率低的问题。提出应用于物联网的光纤布里渊传感系统设计方法,对布里渊信号检测技术进行了分析,具体包括直接探测技术和相干探测技术。在此基础上通过选择光源、电光调制器、声光调制器、掺铒光纤放大器、光电探测器和偏振控制器构成光纤布里渊传感系统的结构,结合布里渊传感技术完成光纤布里渊传感系统的设计。实验结果表明,该方法设计的光纤布里渊传感系统的空间分辨率高、时间分辨率高。

物联网环境下的光纤通信系统设计

当前数据传输的规模越来越大,普通通信系统已经无法满足该要求,光纤具有数据传输速度快、稳定等优点,针对当前通信系统存在数据传输效率低、稳定性差等弊端,设计了一种物联网环境下的光纤通信系统。首先对通信系统的工作原理进行分析,构建了光纤通信系统的总体结构,然后结合大数据传输的特点,引入物联网技术设计数据传输网络,以加快数据处理和传输速度,最后对光纤通信系统一些关键技术进行详细设计,并进行了光纤通信系统仿真对比实验。结果表明,与其它光纤通信系统相比,本文光纤通信系统大幅提升了数据传输速度,数据传输的稳定性得到有效改善,能够满足大数据通信的实际应用要求。

新型光因特网适配技术的分析研究

IP业务的爆炸式增长使人们意识到需要有新的高速IP网来满足需求,光因特网(即IPoverWDM)技术的出现,使光纤通信的容量大大增加。如何使高速WDM网络与IP数据业务适配,成为当前业界研究的一大热点。文章分析研究光因特网的几种新型适配技术,包括一些正在研究或标准化的技术。

光纤传感器在物联网关键技术中的应用

随着近年来光纤传感技术的发展,光纤传感器越来越多的应用于物联网中原始数据的采集。为了可以将光纤传感器更好的应用于物联网技术,文中在描述了物联网技术和光纤传感技术基本概念和理论的基础上,阐述了光纤传感器在石油工业、电力工业、建筑工程、军事安防和医疗领域的实际应用情况,最后提出了光纤传感器在物联网技术中的应用还需要解决造价高、产品集成化和实用化困难的问题。

基于物联网的光纤应变传感器节点覆盖技术

在采用传统方法对光纤应变传感器网络节点进行覆盖时,节点部署缺乏随机性,导致覆盖漏洞、覆盖准确度低和能量消耗大等问题。提出一种基于物联网的光纤应变传感器网节点覆盖技术。通过构建3D有向感知模型,调节几何形状的主感知方向,在光纤应变网络节点的半径符合3D有向感知模型,且节点位置不再发生变化的前提下,在3D空间随机部署节点,获取3D光纤应变网络节点的覆盖率,通过计算离散点简化光纤应变传感器网络节点的覆盖率。通过调度光纤应变网络节点位置关系,提高覆盖质量,最终完成光纤应变传感器节点高效覆盖。仿真实验证明,本文研究的覆盖方法具有较高的可行性和有效性,能够很好的解决光纤应变传感器网络中节点覆盖的问题。

面向绿色数据中心创建的节能技术和能源管理集成应用

从提升数据中心能效水平的目标出发,介绍了国家绿色数据中心试点项目的创建思路和原则,通过上海地区某电信类IDC机房的创建案例,详述了在上海地区绿色数据中心建设和运营的节能技术和能源管理措施的集成应用情况,分析了几项节能创新技术的应用技术要点,为绿色数据中心推广提供了参考。

服务雄安·交通光电网创新发展论坛——“交通7+1论坛”第五十一次会议

雄安新区作为北京非首都功能疏解集中承载地,将建设成高水平社会主义现代化城市、京津冀世界级城市群的重要一极、现代化经济体系的新引擎、推动高质量发展的全国样板.论坛以"服务雄安·交通光电网创新发展论坛"为主题,说明了光电网是服务雄安新区建设,构建智慧交通、智慧城市的可靠、安全、稳定的基础网络;针对新能源和可再生能源技术特点,通过能源互联网建设,构建能源物理网和互联网融合平台,可实现整个能源系统效率的最优化;分析说明了分布式光纤传感技术可为城市管网、道路等基础设施的智能检测、灾害预警报警提供有力支持.

应用于物联网的光纤布里渊传感系统设计

为了解决当前光纤布里渊传感系统存在的通信速度慢,抗干扰能力差等缺陷,设计一种应用于物联网的光纤布里渊传感系统。该系统包括感知层、传输层、支撑层和应用层AD模块、FPGA模块负责物联网散射信号处理,基于BOTDA技术设计光纤布里渊传感器采集结构完成信号采集;传感器根据采集的数据提取布里渊散射光频移信息,计算光纤布里渊频移与温度和应变关系,基于此系实现物联网的大功率广播检测,最后仿真测试结果表明,系统采集数据用时均值为9.41 ms,散射信号噪声消除程度可达97.36%。

智慧校园智能化设计

通过对智慧校园总体框架的分析,提出智慧校园智能化设计要点。结合教学要求,总结现行主流信息技术,提出采用光传输网络建设校园网络,应用物联网、大数据、云计算、人工智能建设互联网教学环境的思路,总结智慧校园数据中心的设计内容和要点,分析校园物联网的拓扑结构,为智慧校园建设提供借鉴。

光纤激光非相干组束技术

光纤激光非相干组束具有结构简单、便于控制等特点,近年来研究进展迅速,组束功率已经达到kW量级。综述了光纤激光非相干组束技术的最新进展,介绍了各种组束方案的基本原理,包括外腔组束、PTR布拉格光栅组束和自适应光学元件组束等;从方案结构和实际应用2方面对各种非相干组束方案进行了分析比较,考虑到单模激光受大气条件影响较小,光束传输距离较远,所以自适应元件组束方案更适和用于定向能武器系统;最后指出要获得100 kW量级的组束激光必须解决的几个关键问题:包括提高单根光纤激光器的输出功率、解决组束元件在高功率下的形变问题和设计优化多阵元组束方案。

基于PSO算法的自适应PMD补偿系统设计

提出了一种应用于WDM系统中的自适应偏振模色散(PMD)补偿方法,用粒子群优化(PSO)算法来实现DOP的搜索和跟踪,并经D／A转换,将对应的电压施加在偏振控制器上,调制电压范围为0～10V,调节信号的基本偏振态,从而形成闭环反馈控制模块,通过多次迭代,得到DOP的最佳值,实现对PMD的自适应补偿。

基于多级衍射及自适应补偿的光纤光栅传感器解调技术

解调技术是决定光纤光栅传感解调系统速率、精度、容量等性能的关键因素。提出一种基于线阵光电探测器成像原理的光纤光栅传感器解调方案,通过多级衍射,结合弱曝光自适应超频技术和FPGA并行数据处理技术,实现了对传感信号的快速解调,同时可以实现对级联型光纤光栅传感器和长周期光纤光栅传感器信号的解调。使用温度、应力敏感光纤光栅传感器对搭建的铁路桥模型进行监测,实验结果表明,光纤光栅传感系统的解调精度可以达到10 pm量级,系统可测量光谱范围达50 nm,提高了传感系统的解调速率和精度,同时实现了光纤光栅解调设备的微型化。

光纤陀螺温度误差自适应神经模糊补偿方法

依据Shupe热致非互易性理论,研究光纤陀螺温度漂移产生机理,设计了-15℃～50℃温度范围内实验。将自适应神经模糊推理系统和分段建模思想相结合,以实测数据构建训练样本,建立光纤陀螺温度误差自适应神经模糊补偿模型。该模型解决了传统建模方法中模型适配性较差的问题,并有助于缩短陀螺进入稳态的时间。数据计算表明,用所建立的模型进行误差补偿后,温度漂移标准差降低了75.55%,补偿效果明显。