抵御降质攻击的DWDM系统设计方法

为了提高光网络物理层的安全性能,提出了适当提高DWDM系统发送端单波长光功率,减弱降质攻击对光网络攻击的设想。分析了DWDM系统攻击光对光网络攻击原理,提出抗攻击理论及实施方法。用光网络系统构建了系统模型,严格按标准进行仿真,验证了提出设想的可行性。     

用MEMS光开关实现高性能光互连网络

建立了1Gbps传输结构的高性能光互连网络，来提高计算机群系统的网络性能。它利用微机电系统(MEMS)光开关和PCI总线全带宽网络接口卡构成光互连链路。全带宽PCI接口卡总线峰值传输速率为132Mbytes／s，光信号传输速率可达1Gbps以上。用MEMS制做的全光开关减少了光—电之间的转换，提供的开关方式与数据的波长、速率和信号格式无关。因而，利用这种网络结构，可以最大限度地减少网络延迟和网络通信开销，极大地提升了机群系统的总体性能。     

采用电光调制器产生光毫米波的全双工通信光纤无线通信系统

实验研究了一种采用单个电光调制器产生光毫米波的方法和相应的全双工无线通信系统。在中心站采用电混频器产生电毫米波,然后再利用电光制器产生双边带信号。利用光交错复用器将中心载波和双频一阶边带信号分离。双频一阶边带用于产生2倍射频信号的光毫米波,而中心光载波用来作为上行链路的光载波。实验显示采用频率为20GHz射频信号产生光毫米波的频率为40GHz,而且将下行链路和上行链路中2.5Gbit/s的数据在单模光纤中传输距离达20km,而功率代价均小于0.5dB。     

基于LDPC-TCM OFDM的60GHz光载毫米波传输性能实验研究

提出采用低密度奇偶校验码-网络编码调制(LDPC-TCM)提高正交频分复用(OFDM)信号在60GHz光载无线通信(ROF)系统中的传输性能。研制了60GHz LDPC-TCM OFDM-RoF系统,实验比较LDPC-OFDM信号和LDPC-TCM OFDM信号在60GHz光载毫米波的性能,当误码率(BER)为10-3时,经过光纤传输20km后,LDPC-OFDM信号的接收机灵敏度比原始OFDM信息提高了15dB,而LDPC-TCM OFDM信号比LDPC OFDM信号提高1dB。结果说明,LDPC-TCMOFDM信号比LDPC OFDM信号在光链路传输系统中具有更佳的纠错能力和更能降低光链路中色散的影响。     

一种基于光载波抑制的ROF双工系统

为克服远距离光纤传输系统中色散效应的影响,研究了一种基于光载波抑制的单工ROF(光纤无线电)系统,并提出改进的双工ROF系统传输方案。在中心站,采用20GHz的射频信号将下行链路信号耦合至光载波抑制频段处,通过单模光纤传输50km至基站,并重复利用未调制边带传输上行链路信号。通过仿真得到的系统光谱图和误码率曲线表明:加入上行链路信号传输后,下行链路的光纤能量损耗降低,上、下行链路同时具有较好的抗色散能力。     

采用半导体光放大器进行直接调制的全双工光纤无线通信系统实验研究

提出并实验研究了一种将光源和光调制器集中于中心站,而基站中使用直接调制半导体光放大器的新型光纤无线通信系统,在中心站采用相位调制器和光交错复用器产生光毫米波,并同时将未调制信号的光载波与光毫米波一起发送到基站;在基站中将下行链路的光载波分离出来作为上行链路的光载波,并利用半导体光放大器将上行链路的信号调制到光载波上,同时对上行链路的信号进行放大.实验结果显示可以将下行链路中2.5Gbit/s的数据和上行链路中250Mbit/s的数据在单模光纤中传输40km.     

OFDM-ROF下行链路的性能研究

OFDM技术与ROF技术结合为实现低成本、高速数据传输的移动网络提供了可能,但光纤链路的非线性以及无线信道的多径衰落降低了系统性能。在建立ROF下行链路的传输函数模型基础上,分析ROF下行链路对OFDM信号性能的影响。传输模型包括激光器,光纤链路以及无线信道。分析在不同光调制指数、光纤长度及无线多径信道下接收信号的误差矢量、三阶非线性失真和互调失真。仿真结果显示：随着调制指数、光纤长度的增加,以及无线信道的多径衰落使得接收信号性能下降。此分析为OFDM-ROF下行链路的线性化以及无线信道均衡方案选择提供了理论基础。     

噪声对消射频光子链路的噪声系数研究

噪声系数是宽带射频光子链路的重要参数,影响射频信号传输和处理系统的信噪比.提出了一种噪声对消射频光子链路,采用平衡光探测器对直流光和调制光转换的光电流相减处理,得到链路的噪声系数改善.从光信号调制、探测及噪声功率变化特性出发,建立了噪声对消射频光子链路的理论模型,并通过理论分析研究了噪声系数与激光功率、相对强度噪声、光...     

基于光学倍频技术的WDM-ROF-PON系统设计

设计了一种将光载无线技术融合于波分复用无源光网络结构的系统。在发射端,系统采用光学倍频技术生成40GHz光毫米波载波,加载2.5Gbit/s的基带数据信号,下行链路传输性能良好且受色散影响小;在接收端,利用光波重用技术从下行信号中提取上行光载波,加载2.5Gbit/s上行基带数据信号。采用光学倍频技术降低了毫米波生成成本,提高了系统的实用性。     

基于超长分布式2阶喇曼放大器的光载射频传输

为了提升光载射频传输链路的链路增益以及传输距离,采用了L波段的超长分布式2阶喇曼放大器结构对光信号进行放大。从理论上对分布式2阶喇曼放大器以及光载射频传输链路的原理进行了解释,利用信号光、1阶抽运光、2阶抽运光以及噪声之间的耦合方程组分析了它们之间的关系,并且得到了基于超长分布式2阶喇曼放大器的光载射频传输系统的1阶射频信号增益。通过数值仿真以及系统实验得到了抽运功率大小对超长分布式2阶喇曼放大器的开关增益的影响、光载射频传输系统在0GHz~7GHz范围内的频率响应及其射频增益以及该光载射频传输链路在应用超长分布式2阶喇曼放大器后的相位噪声情况。结果表明,光载射频传输在超长分布式2阶喇曼放大器的作用下获得了28.1dB的链路增益,在距离为80.94km的光链路上实现了近似无损传输,射频信号开关增益与射频信号频率无关。该研究在光载射频链路的长距离传输中有重要的应用价值。     

基于光环形器的光传送网通信偏振模色散抑制

为了降低光传送网传输过程中产生的偏振模色散对传输信号质量的影响,采用将光环形器置于光传送网光放大器前端的方法,对光传送网通信传输中的偏振模色散效果进行了仿真。经过偏振模色散抑制后,传输眼图具有更加明显的张开状态,系统的传输性能有一定的提高,在一定程度上抑制了光传送网中存在的偏振模色散,有效改善了信号的质量。结果表明,从添加光环形器前后补偿偏振模色散的误比特率计算结果发现,误比特率的效率提高了约1倍,光环形器对光传送网通信的偏振模色散现象具有显著的抑制效果。该方案对不同传输速度的偏振态光信号延迟进行等效补偿,最终实现补偿偏振模色散的效果。     

光控相控阵多通道芯片集成方案研究

光控相控阵的延时网络借助于光电子器件实现宽带微波模拟信号处理,有效突破了电子瓶颈的限制。针对光控相控阵中多通道光延时网络芯片全集成架构,进行了深入论证,研究了光延时网络中激光源、载波抑制及延时精度等因素的影响。提出了一种可用于光控相控阵设计的多通道全集成光芯片的架构方案,并搭建了S频段光链路实验平台验证。结果表明,基于该多通道架构方案的延时网络可实现宽带范围内射频增益合成。     

智能光网络中的自感知技术

现有的光网络虽然已经能够提供充足的传输容量,但其智能性仍然处于非常初级的阶段,远远不能满足具有随机性和突发性IP业务对承载网络的需求。光网络的自感知技术是实现真正意义上的智能化自组织光网络的首要条件。自组织光网络作为各种业务的承载网络,不仅需要实时监测和动态感知光链路物理参数、光信号质量、光网络拓扑及链路负载等光网络自身特性,还需要感知所承载业务的属性及其对光网络的传送需求（延时、抖动、丢包率等）,为实现动态高效灵活的。即插即用”自组织光网络提供充足的信息。     

Efficient time gating in ultrafast optical TDM networks

Ultrafast optical communication is the backbone of high-speed global networking infrastructure. Optical time division multiplexing (OTDM) is a popular technique for embedding data from many simultaneous users on a single optical channel. This paper studies the optimal clock signal used in optical time gating to extract the data of the desired user in an OTDM network. We show that the pulse width of the clock signal can be optimized to achieve a minimum bit error rate (BER) in these networks. In this paper, we assume that the optical clock signal used for time gating has jitter, and there is therefore a delay variation between the clock and data signals. We model this delay as a zero mean Gaussian random variable. Using this model, an analytical BER expression is derived for systems with Gaussian pulses. In the numerical results, we find the optimal values of the clock pulse width by evaluating the BER versus the pulse width for different variances of the delay. Simulation results are also presented to evaluate the accuracy of the analytical expression.     

软件定义卫星光网络蚁群优化波长路由技术

针对卫星光网络中网络拓扑动态时变和业务类型多样化的问题,研究了在软件定义网络架构下保障服务质量的路由技术,提出了一种基于多业务的卫星光网络蚁群优化波长路由算法。通过改进蚁群算法的启发函数,将波长空闲率、时延、时延抖动、丢包率作为蚂蚁选路的重要依据,为业务选择了满足多种服务质量的最优路径;采用分组波长分配方法对不同等级的业务进行了区分服务,为不同业务分配了不同的波长集。仿真结果表明:与CL-ACRWA算法和Dijkstra算法相比,降低了卫星光网络的平均时延、平均时延抖动、平均丢包率,提高了波长利用率,同时也降低了高优先级业务的网络拥塞概率。     

网络隐写信息传递系统的高效攻击检测

提出了一种基于多路复用波束域约束指向形成的网络隐写信息传递系统的高效攻击检测算法,设计了网络隐写信息传递系统模型,提取信号的本征频率、群延迟和包络等信号特征,对链路层中的加密数据进行块内频率检测,为提高检测概率,对提取得到的多路复用波束域约束指向输出结果进行频分复用分解。根据最小均方误差准则,得到在网络隐写信息传递系统中攻击信号的波束域约束指向形成,实现正交频谱分离,抑制了干扰噪声,实现对攻击信号的高效检测。仿真结果表明,该算法检测出攻击信号波峰明显,抗噪能力强,检测概率高,在网络安全设计和信号检测等领域均具有一定的应用价值。     

5 Gbit/s direct optical DPSK modulation of a 1530-nm DFB laser

5 Gb/s direct optical differential-phase-shift-keying (DPSK) modulation of a 1530-nm distributed feedback (DFB) laser is demonstrated using injection current modulation with a bipolar signal format. Delay demodulation is performed using an interferometer with a delay time T equal to the duration of one bit. The input and differentially encoded nonreturn to zero (NRZ) signals are shown. The bipolar modulation current signal is basically the time derivative of the NRZ signal. There was no degradation of the optical DPSK signal due to thermal frequency modulation of the laser. The direct DPSK modulation technique avoids the insertion loss and systems complexity of external DPSK modulators     

2500 km-10 Gbps RZ transmission system based on dispersion compensation CFBGs without electric regenerator

The characteristics of chirped fiber Bragg gratings (CFBGs) are optimized so that the ripple coefficient of the power reflectivity spectrum and group time delay are less than 1 dB and |± 15| ps, group delay is about 2600 ps/nm, polarization module dispersion is very small, PMD<2 ps, -3 dB bandwidth is about 0.35 nm, and insertion loss is about 4-5 dBm. Using dispersion compensation CFBG, a 2500 km-10 Gbps RZ optical signal transmission system on G.652 fiber was successfully demonstrated without an electric regenerator by optimizing dispersion management and loss management. The RZ optical signal was generated through a two-stage modulation method. At 2081 km, the power penalty of transmission is about 3 dB (conditions: RZ signal, BER = 10-12, PRBS = 1023 - 1); At 2560 km, the power penalty is about 5 dB. It is superior to the system using NRZ under the same conditions.     

基于宽谱光源的光控微波延时技术

提出一种新型的基于宽谱光源和色散器件结合的光控波束形成网络(OCBFN)方案,与利用独立激光器的方案进行了比较,给出了该方案的工作原理和延时链路理论分析,并通过实验验证了该方案实现光控延时的可行性。实验中利用掺铒光纤放大器(EDFA)作为宽谱光源,10 km单模光纤(SMF)作为色散器件实现光路延时,可调谐光滤波器选择光路的工作波长,利用矢量网络分析仪产生微波信号并测量信号延时特性,在9.25~10.25 GHz微波频段中,实验测得的系统延时范围、延时精度及真延时特性(延时大小与微波信号频率无关)验证了基于宽谱光源的可调谐光控微波延时方案的可行性。