一、中国光纤通信技术的现状及未来（论文文献综述）
徐瑞[1]（2021）在《HT光电集团国际化战略研究》文中研究表明
陈光[2]（2021）在《光载射频信号处理若干技术及应用研究》文中认为光载射频信号处理是一门涉及射频技术和光子学的新兴交叉研究领域,其包括了光纤通信、无线通信、微波工程、模拟与数字信号处理、光电融合、光电子材料与器件、光载射频通信系统及网络应用等多个方面。光载射频技术的研究初衷是在射频系统中引入强大的光子技术,从而消除电子瓶颈的同时带来诸多优点,如高速率、低损耗、大带宽、小尺寸、低功耗、轻重量、高集成度、优良稳定性、抗电磁干扰、频率响应平坦、易于混合集成等技术优势。因此,通过采用基于光子学的射频信号处理技术可实现以前在电域内很难甚至是无法完成的功能或任务。正是由于这种巨大优势,光载射频通信自上世纪90年代开始研究以来,在信号处理、民用通信、国防军事、航空航天和医疗卫生等领域已得到了广泛的应用,并引起国内外学者的广泛关注。光载射频信号处理关键技术与光载射频通信（RoF）系统应用作为微波光子学两个重要的研究分支,近些年引起了研究者们的极大兴趣,并成为当前微波光子学的研究热点。本论文针对光载射频通信、光纤射频混合接入网络和微波光子雷达等民用和国防军事应用需求,依托国家自然科学基金重大项目等国家级课题,重点对光载射频信号处理关键技术和光载射频通信系统设计应用两方面开展研究工作。本论文的研究内容及创新点如下:一、提出了基于光串联单边带调制和光正交单边带复用的多模态相干光载射频通信系统为了解决多制式射频信号收发和传输面临的需求及挑战,提出一种采用光串联单边带调制（OTSSBM）和光正交单边带频谱复用（OOSSBM）的多模态相干光载射频通信系统方案,并在接收端采用数字信号处理算法辅助的相干检测,对多路相位调制码型信号的混叠信道进行识别和分离,实现了在相干光载射频通信系统中的多速率信号收发、调制解调与传输。（1）设计了相干RoF系统并进行了数值仿真,分析了 RoF系统中光载射频信号的频谱结构,并通过数字信号处理算法在接收端恢复了发射的2 Gbit/s和5 Gbit/s的BPSK码型信号,给出了信号发射前和接收后的时域波形图和眼图对比。搭建了光载射频信号发送、传输、接收和处理的多信道高谱效相干光载射频通信实验平台。实验结果表明,对于所提出的不同类型及条件（单信道与双信道;OTSSBM与OOSSBM;40 km单模光纤传输与背靠背系统等）下的复用信号,经40公里单模光纤传输后系统性能良好,均满足误比特率（BER）低于10-9,品质因数达到6以上。（2）分析了采用OTSSBM和OOSSBM时,传输2 Gbit/s和5 Gbit/s的BPSK信号,在保持能量效率适中的前提下,两种复用方案各自分别的频谱效率达到了 4.2 bit/s/Hz和4.9 bit/s/Hz,综合利用OTSSBM和OOSSBM两种方案达到7.4 bit/s/Hz。在提高光单载波射频通信系统的频谱效率和信道容量的同时,使用数字信号处理算法辅助的相干检测进行信号解调与恢复,没有增加额外的混叠信道分离硬件或光电器件,简化了系统结构和复杂度。二、设计了基于硅基光电子的相干光载射频通信集成发射模块和接收模块采用级联硅基微环谐振腔（MRR）结构,设计了具有波长选择性的高Q值、超窄带、可调谐的三通带光带通滤波器,并实现了基于MRR的光多载波产生的技术方案;设计了用于调制高速射频信号的硅基双电极马赫-曾德尔调制器（DE-MZM）;利用所设计的MRR滤波器和DE-MZM等硅基光电子器件,设计了一种发射多路多制式射频信号并提供多类型射频信号接入功能的光载射频信号集成发射机;利用硅基平面光波导设计了混合集成数字相干光接收机,并对所设计的集成发射模块和接收模块的性能做了系统品质因数（Q-factor）和误码率（BER）的验证和测试。（1）利用上下分插型（或称作“上传下载型”）硅基MRR设计了超窄带可调谐光带通滤波器,所设计的单微环谐振滤波器中心波长为1552.52nm,3dB带宽为0.04nm,FSR为10nm,并拥有陡峭的滤波窗口上升沿和下降沿,利用热光效应可调谐滤波通带。通过将三个硅基单微环级联,形成具有波长选择性和可重构性的三通带可调谐窄带光带通滤波器。三个通带的中心波长分别为1550.7 nm,1551 nm和1551.3 nm,其平坦度良好,通道间隔FSR达到10 nm,吸收损耗低于3 dB/cm,每个微环谐振滤波器的精细度Finesse为250,Qtotal达到38750,级联多频带微环谐振滤波器产生多载波光源,其尺寸在毫米级。（2）设计了高速硅基双电极马赫-曾德尔调制器（DE-MZM）,其带宽达到30 GHz,对于BPSK信号的数据速率接近10 Gbit/s。以三个频带作为光载波分别调制不同频段和类型的射频信号,以BPSK调制码型发射则每路信号达到10 Gbit/s的数据速率。设计了亚微米尺寸硅基波导可调谐光衰减器（VOA）,并分析了其特性。设计了双平行双电极马赫-曾德尔调制器,其被用于构成I/Q调制器。将有三个频带的微环谐振滤波器和三个硅基调制器串联后再并联,构成了在三个光载波上调制,同时加载多路不同类型宽带信号（如WiFi,WiMAX等射频信号,或数字信号和模拟信号的任意组合）的光载射频通信集成发射机,整个芯片尺寸为7.8 mm2的毫米量级。（3）为了解决相干光载射频通信系统对于数字相干接收机在集成度、功耗、工作稳定性、灵敏度、响应度波动、相位误差方面的进一步需求,设计了一种基于硅基平面光波导的集成数字相干光接收机前端,并测试了所设计的集成相干接收机前端模块的性能和参数指标。在1520 nm～1620 nm宽波长范围内,相位漂移在±1°,保证了相应端口良好的相位正交性。当温度在-5℃～80℃时,响应度幅度波动在±0.25 dB;相邻光电探测器端口之间的响应度偏差在0.4 dB之内。测试了对于112 Gbit/s PDM-QPSK调制码型信号的接收性能,得到了偏振正交方向X信道和Y信道上清晰且易于判决的星座图,以及品质因数（Q值）和信号光功率（光信噪比）的近似线性对应关系。三、设计基于DP-DPMZM和SOA-MZI的光载射频信号处理技术方案为了在一个光载射频信号处理系统中实现多项功能,并提高系统集成度及降低成本,对光载射频信号处理的三种核心技术——移相、滤波和倍频进行了综合方案设计。（1）基于双偏振双平行马赫-曾德尔调制器（DP-DPMZM）,设计了具有倍频功能的宽带光载射频信号移相器,不仅对射频信号进行2-6倍频调控,且在光域实现了 360°相位控制。仿真验证了其相移范围和倍频效果,相移量与相位调控参量接近线性关系,多倍频与相位控制这两种处理同时进行。分析了消光比的变化、90°混合器的幅度和相位不平衡性对相位漂移、幅度抖动及系统稳定性的影响。（2）借助MZM的单边带（SSB）调制（用于加载射频信号）和半导体光放大器（SOA）的光学非线性效应（慢光效应和相干布居振荡）,设计了一种滤波通带（中心波长）和3 dB带宽均可调谐的射频光子滤波器,该滤波器中心波长在15 GHz-20 GHz的频率范围内调节,并具有超过15 GHz的自由频谱范围（FSR）,中心波长不同,其FSR不同,最低的FSR亦超过15 GHz。调节SOA的注入电流,实现了其频带和3 dB带宽可调,在SOA驱动电流为420 mA左右时,FSR=15.44 GHz,滤波器通带的3 dB带宽BW3dB=2.45 MHz,品质因数Q-factor>6300（对于单通带滤波器,Q-factor=Finesse=FSR/BW3dB≈6302）,滤波器带外抑制比达到41 dB。（3）采用偏振分束器、偏振耦合器与两个SOA构成马赫-曾德尔干涉仪型结构（SOA-MZI）,设计了宽带射频光子移相器,数值模拟仿真结果表明:相移的动态范围达到360°、调控精度达到0.1°、相移带宽接近30 GHz,相位变化量与SOA驱动电流呈现良好的线性关系,且依照相移精度对相移量进行连续调节。这些特性均优于传统方案。此外也对所设计的射频光子移相器非线性失真原因做了初步分析。上述三个创新点不仅提升了光载射频通信系统的信道容量、频谱效率和多模态应用,丰富了光载射频信号发射和接入服务的多样性,还提高了系统集成度,降低功耗、减小器件尺寸,增强系统的稳定性和可靠性。实现了对射频信号的相位在光域进行连续精确调控,同时进行倍频和滤波等处理,增强了光载射频信号处理系统的综合功能。本论文针对基于光载射频通信的超宽带无线接入网络、微波光子雷达、光控相控阵、电子对抗系统以及其它需要高性能光载射频信号处理的领域开展研究,所取得的研究成果在未来相关研究领域中具有一定的实用价值和应用前景。
杨婧翾[3]（2021）在《模分复用系统中轨道角动量模式传输理论分析与应用研究》文中提出现如今,随着信息互联网络技术创新开展的如火如荼,人工智能、高清视频、网络直播等新应用方式引发大众的广泛关注,高速移动通信互连网络的推广,信息化社会的飞速发展,光通信技术也在不断的革新,人们对通信信息容量的不断需求,网络容量的局限性越来越明显,基于轨道角动量（OAM）模式的模分复用（MDM）技术作为一种新的复用形式,为扩大信道容量、提升通信质量提供了一种新的方案。MDM系统应用的关键问题是不同通信链路对OAM模式产生的影响,包括以光纤为代表的有线信道及以自由空间为代表的无线信道,因此,需要深入研究OAM模式的传输特性。针对以上存在的问题,本论文围绕MDM通信系统中的关键技术这一主题,主要进行了两个方面的研究,一是光纤通信系统中OAM模式传输特性,深入剖析外部扰动产生的物理机理,建立了一套相对完善的处理OAM光纤应力应变及扭转效应的理论计算及仿真分析模型。并在此基础上,提出了一种新型光子晶体OAM光纤模式选择耦合器的设计方案。另一个是针对自由空间通信系统,建立了OAM涡旋电磁波空间传输模型,提出了一种自适应补偿算法用于缓解空间信道中湍流效应的影响。本论文的主要研究工作如下:（1）OAM光纤应力应变及扭转特性研究研究了 OAM光纤在应力应变和扭转效应等外部扰动下的传输特性。建立了复杂结构OAM光纤应力双折射数学理论分析模型,并以一种性能良好的环形光子晶体OAM光纤为例建立仿真分析模型,最后分析了该光纤在实际应力作用下的模场质量和传输特性,主要包括:强度、相位、偏振、限制损耗、色散、非线性系数及应力双折射等。另外,在光纤应力特性理论分析基础上,建立了复杂结构OAM光纤扭转效应理论分析模型,分析了不同强度扭转效应下,扭转OAM光纤中的模式基组成,建立了扭转OAM光纤仿真分析模型,最后分析了该扭转OAM光纤的模式组成和传输特性,并与理论计算结果进行对比分析。（2）光子晶体OAM光纤模式选择耦合器设计设计了一种新型双平行结构的光子晶体OAM光纤模式选择耦合器。首先研究了双平行结构光纤耦合器工作原理,利用模式匹配法实现矢量OAM模式的转换,设计方案中以一种高性能光子晶体OAM光纤作为基底通过侧边研磨法制作全光纤型耦合器。其次,针对耦合器的可调参数光纤间距和耦合长度进行结构参数优化设计,获得最优的模式纯度和耦合效率。最后,对该光子晶体OAM光纤模式选择耦合器性能指标进行分析,主要包括:模式纯度、耦合效率、损耗特性和工作带宽等。在C+L波段内,该耦合器可以激发三阶OAM模式,模式纯度达到52%,耦合效率可达51%,插入损耗大于-1.73dB,附加损耗小于0.175dB。（3）OAM模式空间传输特性研究根据大气湍流效应的实际情况,基于联合大气湍流模型,建立了自由空间无线通信信道中OAM电磁涡旋波传输理论模型。针对湍流信道扰动造成的波前畸变和信号串扰,提出了一种自适应补偿算法,用以缓解大气湍流效应产生的影响,实现湍流信道中传输OAM模式波前扰动的有效恢复。并且,给出了自适应补偿前后单一OAM模式和多个OAM模式复用传输的模场质量和传输性能。最后,研究了自适应补偿后,自由空间无线通信系统中的重要性能参数的变化,包括:信噪比和信道容量等,用以验证该补偿方案的有效性及可行性。
王祥青[4]（2021）在《光网络物理层安全认证及加密技术研究》文中进行了进一步梳理信息技术的快速发展,给人类生产生活带来了巨大的变化,新技术和新应用存在大量的信息和数据的产生、传输、交换、处理等环节。光通信速率和距离大幅提升,光网络开放能力显着增强。由于信息窃听手段的层出不穷,现有光通信无法抵御线路或节点窃听攻击,对关键信息基础设施的高速互联安全构成严重威胁。为了实现数据的安全传输,开发光纤通信中的数据保护方案已迫在眉睫。采用物理层安全手段,其安全程度与数据信息内容无关,可以对光纤线路上的所有传输信号实施安全防护。在物理层,不仅数据传输链路存在安全漏洞,接入端也存在安全漏洞。未经授权的访问设备、注入攻击和伪装可能严重威胁整个系统的安全性能。因此,需要适当的身份验证与加密机制。开发能够抵抗克隆和其他模拟攻击的安全认证与加密协议是物理层安全中一个重要的研究方向。传统的光纤网络的安全性主要依赖经典密码算法在协议栈上层实现的,其安全机制主要利用算法的计算复杂度。如RSA公钥算法,由于攻击者计算能力有限,无法及时破译密钥,但是不能抵御量子计算机的攻击。密钥分发被认为是一种有效的安全方案,量子密钥分发（QKD）能够实现无条件安全性。然而,它与长距离的光放大器不兼容,并且系统设计成本高和系统复杂。因此,在经典信道中需要设计一种更简单、更经济的密钥分发方案。目前仍有以下问题需要解决:（1）现有的认证方案很难抵抗暴力攻击,因此在光网络传输之前,需要更可靠的安全认证方案。（2）现有的密钥分发方案存在密钥速率低、一致性不高,因此需要抗攻击、高速率的基于物理层密钥分发方案。（3）现有的加密和密钥分发方案是相互独立的,因此需要密钥分发与加密一体化的保密通信方案,并且能够与现有的系统进行兼容。针对以上问题,本文提出了光纤通信物理层安全认证方案,完成了认证特征提取和对被认证方的判断;提出了基于光物理层密钥分发方案,完成了密钥的提取、量化、编码等,最终生成了一致性和成码率高的密钥序列;提出了基于光通信物理层密钥分发与加密一体化的方案,通过将生成的密钥使用Y00加密协议对传输数据进行加密,并且方案在实验方面进行了验证。本文最终完成了三项创新性工作。1.基于光网络信道特征提取的物理层安全认证方案针对于传统的基于密钥算法的安全认证容易被破解等问题,本文提出了一种通过测量通信双方的误码率（BER）变化来实现物理层安全认证方案。利用信道的短时相关性,通过分析光纤环路的BER变化来识别接收机的合法性。本文采用了一个强度调制直接检测-正交频分复用（IMDD-OFDM）的相位调制光传输系统。分析了窃听者（Eve）额外引入噪声造成的干扰、分光窃听以及替代攻击的情况下的认证效果。仿真与实验结果表明,该方案对上述攻击都很敏感,并且具有较高的检测概率PPD和较低的误报率PFAR。随着频率测试的增加,PPD和PFAR趋于稳定,可有效的实现安全认证。在激光器的发射功率为1mW、波长为1550nm和光纤链路为200km时,检测概率PPD接近98%,虚警率PFAR接近0.1。在此基础上本文又提出一种基于光网络信道特征信噪比（SNR）物理层安全认证方案。该方案解决了安全认证与安全传输联合兼容性问题。认证方经过信道特征提取、量化降噪等方法,计算出SNR的变化率,将SNR变化率作为光纤物理层认证的关键指标,可以准确的反映信道动态特征。仿真结果表明,系统在使用I/Q调制器和相干解调的情况下,可以使检测概率PPD接近98%,虚警率PFAR接近0.1,可有效的实现安全认证。同时,SNR具有测量方便快捷的特点,非常适合推广应用,具有更高的经济效益。2.基于光通信物理层信道特征提取的密钥分发方案针对传统物理层密钥分发系统的复杂性,传输距离短、密钥成码率（KGR）低等问题,本文提出了一种基于光纤信道BER测量的密钥分发方案。通过在发送端和接收端进行环回BER测量,对BER进行量化和编码,生成一致性（KCR）较高的随机密钥。利用光纤信道的随机性,提高了系统生成密钥的安全性。该系统与现有通信设备兼容,并且具有很高的密钥生成速率,测量简单。采用10Gb/s-200km相干光通信系统测量提取信道安全特征信息BER。实验结果表明,在激光器发射功率为10dBm、波长为1550nm、光纤损耗为0.2dB/km的条件下,系统的KGR达到2Mbps,KCR达到98%。为了进一步解决传输性能问题,本文又提出了一种基于光纤信道物理层特征SNR测量密钥分发方案,这样系统的SNR可以比较高,不影响正常的传输。SNR密钥分发优点就是不需要系统的BER很高,在低BER的情况下也可以进行特征SNR的测量,因此不影响正常的传输,所以可以实现密钥分发和加密传输的结合。仿真结果表明,在激光器发射功率为1mW时,系统最终的KGR达到了 25Kbps,KCR最高达到了 99%。3.基于光通信物理层密钥分发与加密一体化方案针对密钥分发与加密联合的兼容性差的问题,本文提出了一种基于光纤信道物理层的密钥分发和加密联合控制系统,可有效解决通、密一体化难题。本文采用10Gbps-200km的光纤通信系统,通过环回测量系统信道特征BER,然后对BER进行量化编码生成密钥。采用量子噪声流加密方法,将正交相移键控（QPSK）信号调制为1024 ×1024高阶正交振幅调制（QAM）信号。利用高阶QAM信号容易被噪声掩盖的特性来进行加密传输。信道各种物理特征如噪声、色散、偏振等可以反映信道的BER变化。实验结果表明,在任意信号发生器发射电压为400mV、EDFA功率为10dBm和光纤损耗为0.2dB/km时,系统的KGR达到了 400Kbps。利用BER得到的密钥对系统进行量子噪声流加密,实现200km的安全传输,并且传输系统BER低。在此基础上,在EDFA发射功率为12dBm和光纤损耗大小为0.16dB/km时,本文又验证了 300km长跨距一体化传输协商性能。实验结果表明,系统的KGR能够达到400Kbps,安全协商KER小于2%。系统中使用高性能光纤传输设备,极大的提高了系统的传输性能,纠错后系统远噪BER为0。
张志海[5]（2021）在《TD-LTE技术在配电自动化系统的应用研究》文中认为随着人们生活水平的提高,人们对于电力系统的稳定性和故障恢复能力提出了更高的要求。配电自动化系统是利用先进的通信技术和手段,来提升配电管理的水平,是配电故障快速修复的重要保障。本文以柳州地区配电通信网为研究对象,以第4代移动通信技术—分时长期演进技术（Time Division Long Term Evolution,TD-LTE）为技术手段,对柳州配电通信系统进行了升级改造,完成了基于TD-LTE技术的配电通信网络系统的设计与实现。主要内容如下:首先,对配电自动化系统和配网通信技术进行了研究,明确了配电自动化系统的特征及功能需求;对不同的配网通信技术进行了对比分析,明确了与配电自动化系统需求相契合的技术指标,并分析了TD-LTE技术应用在配电自动化系统中的可行性。其次,对配电自动化系统的复杂电磁环境进行了分析,明确了配电自动化系统对通信终端的抗干扰能力和可靠性的要求,对TD-LTE技术的抗干扰能力进行了分析,并进行了站点覆盖情况的仿真测试分析。然后,在仿真分析的基础上,以柳州地区的配电自动化系统为例,设计了该地区的TD-LTE配网通信系统架构,解决了现有配网通信通道不稳定、不可靠以及抗干扰能力不强的问题。最后,对改造后的TD-LTE配电自动化系统进行了测试运行。以柳州供电局周边为测试区域,确定地理和网络环境,对整个系统的网络连通性和网络响应速度进行了测试,验证了网络的稳定性,得出了该配电自动化通信系统的网络时延。结果表明,TD-LTE技术在柳州配网通信系统中运行稳定,且网络通信质量较高。
周洪航[6]（2021）在《单载波高速光通信系统中数字信号处理技术研究》文中认为随着物联网、云计算、虚拟现实、超高清多媒体和移动数据通信等新兴业务和新技术的迅速发展,网络带宽的需求出现爆发式地增长。高速光通信系统作为目前通信网络的基础物理层,正在朝着大容量、高速率等方向不断发展。其中,数据中心光互联和光接入网等短距离传输网络面临着容量和部署成本快速增长等多重压力,下一代短距通信系统成为当下研究热点之一。本论文围绕单载波高速光通信系统,聚焦于短距离高速低成本PAM传输系统中数字信号处理技术,进行了涉及时钟恢复、均衡、FEC编译码和概率整形调制模块的分析与研究工作。本文的主要工作内容与创新点如下:1.研究了 PAM传输系统的总体架构,对发射端和接收端的不同方案进行了对比,分析了链路中常见的包括时钟相位偏移、带宽受限、啁啾效应、幅度相关噪声、色散与功率衰落效应等信号损伤因素。分别对数字信号处理技术中的时钟恢复、均衡、FEC编译码和概率整形调制模块在PAM系统中应用现状进行了调研,分析了不同时钟恢复算法的应用场景,对比各种均衡技术的性能和复杂度,总结了前向纠错编码方案的发展趋势,研究了概率整形调制技术在PAM传输中的特性,分析了现有模块存在的问题。2.提出了基于均衡器抽头权重的全数字时钟恢复与信道均衡联合处理算法（CR-FFE）,在基于10 GHz带宽DML的50 Gbit/s速率PAM4传输系统中进行了离线实验验证,采用CR-FFE实现了 40 km光纤传输后1000 ppm的时钟频率偏移容忍度,相对传统方案将容忍度提升了 50倍,实现了时钟恢复与信道均衡的同步进行,解决了 PAM传输中时钟恢复与信道均衡先决条件不兼容问题。3.提出了基于多维基扩展和聚类的增强型硬判决方法,在基于10 GHz带宽DML调制50 Gbit/s速率下的PAM4传输系统中进行了实验验证。30 km传输后,在采用FFE均衡时,该增强型硬判决方法相对于传统硬判决,实现了误码率在3.8×10-3硬判决门限以下的可靠性传输;在采用VNLE均衡时,该增强型硬判决方法相对传统硬判决,在硬判决阈值处实现了 0.6dB的光功率预算增益。同时,相对于记忆深度为5的传统MLSE算法,该方法在二维基扩展下可实现了 2.5 dB的接收光功率增益。4.首次实验分析了 polar软判决编译码在PAM传输中的性能,基于商用10 GHz带宽DML调制器,完成了 polar编译码的28 Gbaud速率PAM4和PAM8系统C波段10 km单模光纤传输,通过研究非线性传输后PAM信号的概率密度函数,提出基于非等同高斯分布LLR估计的改进型polar软判决译码方法,实验结果表明,相对polar基于等同高斯分布LLR估计的传统译码器,所提出的改进型译码方法在PAM4和PAM8系统中分别获得了 0.7 dB和1 dB的额外光功率预算。5.研究并分析了基于CCDM的概率整形幅度调制方案和基于多对一映射的BICM-ID方案,提出了低复杂度的基于多对一映射的无迭代BICM方案用于概率整形编码调制,采用该方案搭建了 polar编译码的PS-PAM8传输实验平台,提出了针对PS-PAM8的时钟恢复优化技术对抗10 km传输后的眼图倾斜效应,在BTB、2 km和10 km传输后分别实现了 1.2 dB、0.8 dB、0.4 dB的整形增益。最后对概率整形下LDPC码和polar码在不同码长时进行了误码率性能和复杂度对比,实验结果表明,在码长为1024,512,256 时,polar码相对LDPC码分别实现了 1 dB,1.4 dB和2.2 dB的灵敏度增益,所需乘法器数量分别降低了 35%,27%和20%,反映出了所提方案在性能和计算复杂度上的优越性。
万智泉[7]（2021）在《机器学习辅助的高速光纤通信理论与技术》文中研究指明光纤传输网络作为信息通信的重要基础性设施,具有应用机器学习技术的广阔空间和潜力。在光纤通信系统中,传统分析模型受限于系统参量获取的准确性、建模的局限性以及计算的复杂度等问题,难以应用于大规模动态光网络及复杂链路系统中。而机器学习算法得益于其数据驱动特性,无需获取具体的系统参量、模型,即可实现复杂问题的动态映射。本论文基于光纤系统的理论分析及模型构造“知识”来实现传统数字信号处理（DSP）算法与机器学习算法的联合设计,并通过系统仿真和实验获取的“数据”进一步优化算法性能。基于此“知识驱动”加“数据驱动”所提出的“定制化”算法既能充分利用机器学习算法在解决非线性问题、分类问题上的优势,又能发挥传统DSP算法所具有的可靠性和鲁棒性等特点。论文围绕“利用机器学习技术来辅助传统DSP算法以实现高可靠、高传输速率和智能化的光纤通信系统”这一目标展开研究,探究机器学习技术在光纤传输链路损伤补偿和光性能监测领域的应用。论文具体研究内容和创新成果如下:1.机器学习辅助的光纤链路损伤补偿技术面向高速短距强度调制直接检测（IM/DD）传输系统对多种链路损伤补偿的需求,论文分别提出了一种新型接收机算法结构和一种基于剪枝神经网络的均衡方案,具体的研究内容如下:a)为解决数据中心商用低成本器件传输高速PAM4信号时带来的带宽受限问题,提出了由全响应均衡器、噪声白化后滤波器和最大似然序列检测（MLSD）算法组成的新型接收机算法结构。通过引入低复杂度的变步长多项式非线性均衡器,使得算法结构具有较强的非线性损伤补偿能力。单边带调制（SSB）PAM4信号传输的实验结果表明,在系统10dB带宽仅为13.5GHz的情况下,可实现64Gbps PAM4信号80km以上色散未补偿标准单模光纤（SSMF）的传输。通过将带宽预补偿方案与上述接收算法结构结合,在带宽受限及非线性更严重的垂直腔面发射激光器-多模光纤（VCSEL-MMF）系统中实现了 160m 100Gbps PAM4信号传输。本研究为低成本的数据中心光互连DSP技术工程实现提供了重要参考。b)鉴于多项式非线性均衡器在非线性损伤补偿上的局限性,提出了基于循环剪枝方案的神经网络均衡器以实现低复杂度、高鲁棒性的非线性均衡。112Gbps SSB-PAM4传输实验的结果表明在传输距离为80km色散未补偿SSMF时,此均衡器相较于Volterra均衡器可带来一个数量级的BER性能提升,且循环剪枝方案可在网络连接数减少90%的情况下保证BER低于HD-FEC门限。针对神经网络均衡器面临的异常性能提升问题,探究了其产生原因并通过仿真分析了此均衡器可带来的真实性能提升。本研究为后续深入探究神经网络与均衡技术的联合设计提供了重要参考。2.机器学习辅助的光性能监测技术面向低冗余弹性光网络（EON）对多个网络性能参量监测的需求,论文分别提出了一种多参量联合监测方案和一种非线性区光信噪比（OSNR）监测方案,具体的研究内容如下:a)基于多任务学习神经网络（MTL-ANN）实现了低复杂度、高准确率、高稳定性的调制格式和OSNR联合监测。基于IM/DD和相干传输系统的仿真和实验结果表明,信号调制格式识别和OSNR监测的准确率分别达到了 100%和98.5%。针对手动调整MTL-ANN任务权重时带来的计算资源消耗问题,提出了权重自适应的MTL-ANN并验证了其泛化性。针对监测结果不准确带来的影响,提出了提高监测置信度的二阶段算法,实验结果表明OSNR监测结果在3dB置信区间的置信度达到1。本研究在实现高性能多参量联合监测的同时还大幅降低了计算资源的消耗,有助于实现EON中低成本的多参量联合监测。b)为解决光纤非线性对OSNR监测技术的影响,提出了自适应滤波器抽头系数辅助的非线性区OSNR监测方案,并通过特征提取技术简化了神经网络结构。在波分复用-双偏振相干光传输系统的仿真验证过程中考虑了不同的链路配置及损伤情况以模拟实际EON状况及验证算法泛化性。仿真结果表明此方案实现的非线性区OSNR监测均方误差为0.3dB,相较于未使用抽头系数辅助的情况,监测误差下降了 1dB。本研究可以和现有的相干接收算法有效结合,实现了灵活的低复杂度非线性区OSNR监测。
李依桐[8]（2021）在《光子毫米波/太赫兹波通信理论与关键技术研究》文中进行了进一步梳理近年来移动通信行业的飞速发展,给人们的生活带来了巨大的便利。在当前我国“互联网+”、大数据蓬勃发展的时代,对移动通信的传输容量及传输速度的需求日益增长。毫米波（Millimeter-wave,mm-wave）及太赫兹（Tera Hertz,THz）频段拥有丰富的频谱资源,将在“5G+人工智能”全面落地应用及下一代高速移动通信进程中发挥至关重要的作用。然而,毫米波及太赫兹信号具有较高的频率,容易在无线传输过程中受到各种损伤的影响,会限制其传输的距离。光纤无线融合通信（Radio over Fiber,RoF）,结合了光纤通信和无线通信的优点,能够同时满足未来通信网络对通信带宽、传输距离及移动性的需求,已经成为当今社会的研究热点。本论文研究了光子毫米波/太赫兹波通信过程中的理论和关键技术,通过结构改进、算法优化、器件减省等方式完成对毫米波/太赫兹信号生成系统的优化,并采用数字信号处理算法对信号传输过程中的损伤进行了补偿,提高了系统的频谱效率及传输容量;之后探究了自适应的光子毫米波/太赫兹技术,在调制格式自适应、生成频率多样化、波束追踪自反馈三个方面对光子毫米波/太赫兹波通信系统中的技术进行了创新;整个系统无缝融合光纤通信与无线通信,在提高传输过程中可用频谱资源的同时克服了光纤传输中可能存在的断裂问题,实现了高速率、低成本的光纤-无线一体化方案。主要工作和创新点如下:1、提出并通过实验证明了一种生成光学频率梳源的新结构,可在光传输系统中用来进行多载波调制。该方案将一个电吸收调制激光器和一个相位调制器相连,并运用共同的正弦射频信号对两者进行驱动和同步。文章通过VPI软件进行仿真得到了功率波动小于3 dB的光谱平坦度的最佳工作范围,并据此实验生成了 10个平顶锁频的光学频率梳,每个载波的频率间隔为12.5 GHz。利用所生成的光频梳源,可以实现3.125 Gb/s和12.5 Gb/s的开关键控（OOK）强度调制的毫米波信号在20公里标准单模光纤（SSMF）上的传输。2、提出并实验验证了一种新颖而简单的方法来实现D波段毫米波单边带（SSB）倍频矢量信号的产生。利用该系统生成的毫米波最高可达210 GHz,已经进入太赫兹领域。该方案使用一个单驱动的马赫-曾德尔调制器（MZM）和一个推挽模式的MZM级联,第一个MZM由20GHz的射频驱动,生成具有六个平坦化载波的光频率梳;再使用一个由10 GHz SSB矢量信号驱动的推挽MZM,实现对光梳的单边带调制过程。在运用光电二极管拍频检测后,得到频率为130GHz和150GHz的D波段SSB毫米波矢量信号。基于此方案生成的4 Gbaud D波段QPSK和16 QAM毫米波信号,分别在10公里/25公里的单模光纤加1米无线链路上进行传输,计算的误码率（BER）可达到小于3.8 × 103的7%硬判决前向纠错（FEC）门限阈值。3、提出并验证了一种基于光载波抑制和单边带调制的D波段毫米波信号产生方案。该方案省去了发射端的预编码过程,且不需要任何滤波器,从而使整个系统得到简化。首先,采用50 GHz射频信号（fRF）驱动的强度调制器来产生两个频率间隔为2 × fRF的载波,实现了光载波抑制的过程。随后,使用另一个由30 GHz射频信号驱动的同相/正交（I/Q）调制器,通过独立边带调制从而产生单边带矢量信号。在使用D波段光电混频器进行检测后,最终生成了 130 GHz的矢量毫米波。通过基于该系统产生的D波段毫米波信号,携带4 Gbaud/8 Gbaud的QPSK信息,在22.5公里的SSMF和1米的光纤无线距离链路上进行了传输。最后对传输结果进行了分析,并分别给出了在两种不同信号传输速率下,硬/软判决前向纠错门限下的误码率性能。4、提出并实验验证了一种可用于光子毫米波/太赫兹波通信系统中的自适应的N2-QAM调制格式的矢量信号生成技术。采用两个MZM及并联的移相器、衰减器和单个光混频器,实现了两个N-ASK信号合成N2-QAMW波段毫米波矢量信号的过程。该方案在发射端省去了数模转换器（DAC）及额外的数字信号处理过程,可以在用户端获得双倍的比特率。本文用N=2的情况举例,最终利用两个2-ASK信号,生成了 80 GHz 4 QAM的W波段毫米波,并完成了其在1米无线链路上的高性能传输,测量的误码率达到了低于3.8×103的7%硬判决前向纠错门限。5、探究了太赫兹波的应用前景,设计并实验验证了一种具有470 GHz大带宽的全波段发射机,涵盖Q、V、W、D波段的毫米波以及最高510 GHz的太赫兹波信号。该方案将独立的毫米波信道和太赫兹波信道结合起来,极大提高了无线网络的灵活性,同时也将促进功率放大器的发展。该方案可以同时产生多种频段的毫米波与太赫兹波,并集成了宽带多天线的发射系统和具有高工作带宽和动态范围的光混频器,可以实现频带的自适应切换与动态的无线传输,对于5G及6G具有巨大的应用价值。6、提出了一种基于机器学习算法的用于毫米波/太赫兹波束追踪的定位技术,可以为无线基站提供精准的方位来满足自适应波束赋形的需要。由于毫米波/太赫兹波的载波频率较高,在大气中衰减较大。波束赋形可以减小毫米波/太赫兹波的波束宽度,故需要知道用户的准确位置来进行波束赋形。本文结合室内高频电波应用场景,创新性的设计了基于人工神经网络（ANN）进行室内定位从而服务于光束赋形的系统。通过实验得到误差小于1厘米的精确度,是目前室内定位系统可以达到的精确性最高的方案,将为5G及下一代无线波束追踪提供新型的解决方案,对实现光载无线通信系统的高效率、大容量传输有着重要意义。
周嘉慧[9]（2021）在《探讨我国光纤通信技术发展的现状和前景》文中提出在我国光纤通信技术发展过程中,涌现出很多新兴技术,如波分复用通信技术、DM移动通信技术、单模与多模通信技术、光纤接入通信技术、光弧子通信技术,有效提升了我国光纤通信的发展可靠性与安全性。鉴于人工智能发展视域下,未来我国光纤通信技术发展过程中,应当依据市场发展趋势与用户的诉求,探索光纤通信技术的未来发展前景,如智能光纤联网通信技术、网络数字化同步系统、超大容量电网传输系统、新型光纤通信技术、光纤性能的持续升级等。本文就我国光纤通信技术的发展现状与未来发展前景进行分析探讨。
王耀声[10]（2020）在《巴彦淖尔地区电力通信网规划研究》文中研究说明电力通信网作为电网的重要组成部分,在保障电网安全运行、市场经营和公司现代化管理等方面发挥着重要的作用,随着巴彦淖尔大规模现代电网的建设,对电网自动化水平和各种信息传输的要求越来越高,这就对电网通信系统提出了更高要求。巴彦淖尔电力通信网升级改造需要紧紧围绕内蒙古电网发展的战略目标,优化网络架构、扩大覆盖范围、提升传输带宽,提高业务承载和保障能力。本文从传输网、业务网、支撑网三个方面详细介绍了巴彦淖尔电力通信网运行现状,归纳总结出电力通信网存在的问题和面临的新形势,进而分析各专业口业务扩展情况并进行业务需求分析,选取业务断面,对业务流量和带宽进行预测,为传输网升级改造提供理论依据。根据带宽预测结果,从传输网、业务网、支撑网三个方面制定巴彦淖尔地区电力通信网规划目标和规划建设方案。规划升级建设10G+2.5G A网、B网,形成传输双平面,以满足电力系统传输各种专线、网络业务信息的需求,符合传输网大容量、高可靠性要求;进一步扩大业务网和支撑网覆盖范围,提升业务网服务能力和支撑网一体化管控能力。本文通过引进先进的通信与信息技术,规划建设了一个满足智能电网需求的现代化综合业务通信网。规划后的电力通信网覆盖全地区、容量充足、接入灵活、安全可靠,可提高业务服务与传输能力,满足智能电网和现代公司对通信的需求,为整个巴彦淖尔地区电力的生产、经营和管理提供高效、优质的通信保障。
二、中国光纤通信技术的现状及未来（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、中国光纤通信技术的现状及未来（论文提纲范文）
（2）光载射频信号处理若干技术及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光载射频信号处理的研究背景和意义 |
| 1.2 光载射频通信的发展动态及技术优势 |
| 1.2.1 光载射频信号处理与光载射频通信的国内外研究现状 |
| 1.2.2 光载射频通信技术的未来发展趋势 |
| 1.2.3 光载射频通信技术面临的挑战 |
| 1.2.4 射频光子信号处理在雷达系统中的应用及发展前景 |
| 1.3 论文主要内容及结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 光载射频信号处理的理论基础 |
| 2.1 RoF系统中光载射频信号的产生 |
| 2.1.1 光载射频通信系统中的调制器 |
| 2.1.2 双光源外差混频技术 |
| 2.2 光电上变频和下变频技术 |
| 2.2.1 MZM实现上变频 |
| 2.2.2 EAM实现上变频 |
| 2.2.3 光电下变频技术 |
| 2.3 射频信号的光域调制与解调技术 |
| 2.3.1 光载射频信号的直接调制技术 |
| 2.3.2 光载射频信号的外调制技术 |
| 2.3.3 光载射频信号的包络检波解调 |
| 2.4 光载射频通信链路中的信号失真原因及分析 |
| 2.4.1 谐波失真问题研究 |
| 2.4.2 RoF系统光纤链路中的传输色散 |
| 2.4.3 RoF链路中的噪声产生原因及特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 多信道高谱效相干光载射频通信系统 |
| 3.1 基于串联单边带调制的光载射频信号产生 |
| 3.1.1 光载射频信号串联单边带调制的方案设计 |
| 3.1.2 光载射频信号串联单边带调制的数学模型与理论推导 |
| 3.2 基于光正交单边带复用的光载射频信号产生 |
| 3.2.1 光载射频信号正交单边带复用的方案设计 |
| 3.2.2 光载射频信号正交单边带复用的理论推导与分析 |
| 3.3 多信道高谱效相干光载射频通信系统仿真与实验研究 |
| 3.3.1 相干光载射频通信系统仿真研究 |
| 3.3.2 多模态相干光载射频通信系统的设计及实验平台的建立 |
| 3.3.3 基于数字信号处理的光载射频通信相干接收与信号解调恢复 |
| 3.3.4 多信道高谱效光载射频通信系统实验结果及性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于硅基光电子的相干光载射频通信集成收发机 |
| 4.1 高Q值超窄带的光带通滤波器设计 |
| 4.1.1 基于硅基单微环的波长选择性光带通滤波器 |
| 4.1.2 基于串联多微环的可调谐超窄带光带通滤波器 |
| 4.2 基于硅基滤波器和硅基调制器的集成光载射频信号发射机设计 |
| 4.2.1 硅基双电极马赫-曾德尔调制器的设计与实现 |
| 4.2.2 硅基集成多信道光载射频信号发射机设计与实现 |
| 4.2.3 硅基光载射频信号发射机的仿真验证及结果分析 |
| 4.3 基于集成发射机的相干光载射频通信系统 |
| 4.3.1 集成相干光载射频信号发射机的实现 |
| 4.3.2 光载射频通信系统性能验证及结果分析 |
| 4.4 光载射频通信集成数字相干光接收机前端设计 |
| 4.4.1 集成数字相干光接收机的方案设计 |
| 4.4.2 集成数字相干光接收机前端的设计结构 |
| 4.4.3 数字相干光接收机前端模块的性能参数指标 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于DP-DPMZM和SOA-MZI的光载射频信号处理技术 |
| 5.1 基于DP-DPMZM的光载射频信号移相与倍频方案 |
| 5.1.1 基于DP-DPMZM倍频相移方案的机理分析与数学模型 |
| 5.1.2 倍频功能的数值仿真与验证分析 |
| 5.1.3 移相功能的数值仿真结果及分析 |
| 5.1.4 基于DP-DPMZM的倍频移相系统性能影响因素分析 |
| 5.2 基于MZM和SOA的射频光子滤波器的设计方案 |
| 5.2.1 基于MZM和SOA的射频光子滤波模块设计 |
| 5.2.2 基于MZM和SOA的射频光子滤波器仿真验证及结果分析 |
| 5.2.3 射频光子滤波器的应用分析 |
| 5.3 基于SOA-MZI结构的光载射频信号移相器设计 |
| 5.3.1 光载射频信号移相的机理特点及典型设计方案分析 |
| 5.3.2 基于SOA-MZI结构的射频光子移相器设计方案 |
| 5.3.3 基于SOA-MZI的光载射频移相器仿真验证及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文研究成果 |
| 6.2 不足之处及改进措施 |
| 6.3 未来展望 |
| 附录 |
| 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果目录 |
（3）模分复用系统中轨道角动量模式传输理论分析与应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光通信的研究现状与发展趋势 |
| 1.2 OAM光纤通信研究进展 |
| 1.2.1 OAM光纤及光纤特性研究进展 |
| 1.2.2 OAM光纤耦合器研究进展 |
| 1.3 OAM空间通信研究进展 |
| 1.3.1 OAM空间光通信研究现状 |
| 1.3.2 OAM空间无线通信研究现状 |
| 1.4 论文研究内容与创新点 |
| 1.5 论文结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 基于OAM模式通信的基础理论 |
| 2.1 OAM模式基本理论 |
| 2.1.1 矢量亥姆霍兹方程 |
| 2.1.2 矢量OAM模式求解 |
| 2.2 矢量模式耦合器原理及数值分析方法 |
| 2.2.1 双平行光纤耦合器原理 |
| 2.2.2 数值分析方法 |
| 2.3 自由空间信道基本理论 |
| 2.3.1 大气湍流理论 |
| 2.3.2 大气湍流谱模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 OAM光纤应变特性研究 |
| 3.1 OAM光纤应变特性研究背景 |
| 3.2 环形光子晶体OAM光纤应力特性 |
| 3.2.1 理论分析模型 |
| 3.2.2 光子晶体OAM光纤仿真分析模型 |
| 3.2.3 光子晶体OAM光纤应力特性分析 |
| 3.2.4 小结 |
| 3.3 环形光子晶体OAM光纤扭转特性 |
| 3.3.1 理论分析模型 |
| 3.3.2 光子晶体OAM光纤仿真分析模型 |
| 3.3.3 光子晶体OAM光纤扭转特性分析 |
| 3.3.4 小结 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 光子晶体OAM光纤模式选择耦合器设计 |
| 4.1 光子晶体OAM光纤耦合器研究背景 |
| 4.2 光子晶体OAM光纤模式选择耦合器结构设计 |
| 4.2.1 OAM模式耦合器结构与设计原理 |
| 4.2.2 OAM模式耦合器参数设计与优化 |
| 4.3 光子晶体OAM光纤模式选择耦合器特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 OAM模式空间传输特性研究 |
| 5.1 无线通信中OAM模式传输特性研究背景 |
| 5.2 自由空间无线通信信道建模 |
| 5.3 无线通信信道自适应补偿算法 |
| 5.4 OAM模式空间传输特性 |
| 5.4.1 单一OAM模式传输特性 |
| 5.4.2 复用OAM模式传输特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 缩略词对照表 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（4）光网络物理层安全认证及加密技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光网络快速发展面临的安全威胁与挑战 |
| 1.2 物理层安全光通信的发展状况 |
| 1.2.1 光网络安全认证技术的研究现状 |
| 1.2.2 光网络密钥分发技术的研究现状 |
| 1.2.3 光网络加密技术的研究现状 |
| 1.3 光纤通信物理层安全问题提出 |
| 1.4 论文的结构安排及章节研究内容 |
| 1.4.1 论文的研究内容 |
| 1.4.2 论文研究的组织结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 光网络物理层安全认证与加密建模分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光网络安全认证模型 |
| 2.2.1 窃听模型分类 |
| 2.2.2 安全认证窃听模型理论分析 |
| 2.2.3 物理安全认证过程及性能指标 |
| 2.3 光网络密钥分发技术 |
| 2.3.1 密钥分发信道安全特征量化技术 |
| 2.3.2 密钥分发的特征提取技术 |
| 2.3.3 密钥分发的“三性”分析 |
| 2.4 量子噪声流加密 |
| 2.4.1 噪声流加密协议介绍 |
| 2.4.2 量子噪声流加密分类 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于光网络物理层信道特征提取安全认证技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于光纤信道BER测量的物理层认证方案 |
| 3.2.1 环回测量的安全认证模型及系统架构 |
| 3.2.2 仿真结果分析与讨论 |
| 3.2.3 实验方案及结果分析 |
| 3.3 基于光纤通信信道特征SNR的安全认证方案 |
| 3.3.1 安全认证方案及仿真平台结构 |
| 3.3.2 信道特征提取技术及安全认证机制 |
| 3.3.3 仿真结果分析与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于光网络信道特征测量的安全密钥分发系统 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于光网络信道BER测量的密钥分发方案 |
| 4.2.1 信道BER特征提取技术 |
| 4.2.2 光纤通信物理层密钥分发模型 |
| 4.2.3 信道特征密钥生成技术 |
| 4.2.4 实验结果分析与讨论 |
| 4.3 基于光网络信道SNR测量的密钥分发方案 |
| 4.3.1 光网络信道密钥生成模型 |
| 4.3.2 密钥协商理论分析 |
| 4.3.3 密钥分发仿真平台 |
| 4.3.4 仿真结果分析与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于光网络密钥分发与加密传输一体化系统 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于光网络密钥分发与加密传输一体化系统原理 |
| 5.2.1 一体化控制系统总体设计原理 |
| 5.2.2 基于高阶QAM调制量子噪声流加密原理 |
| 5.2.3 抵近噪声微元模型 |
| 5.2.4 信道特征密钥生成方法 |
| 5.3 密钥分发与加密安全传输一体化系统方案设计 |
| 5.3.1 一体化实验方案介绍 |
| 5.3.2 一体化实验硬件平台 |
| 5.4 实验结果分析与讨论 |
| 5.4.1 光网络加密传输性能实验验证 |
| 5.4.2 协商与加密一体化性能实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 论文总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 附录缩略词对照表 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间学术成果 |
（5）TD-LTE技术在配电自动化系统的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 配电自动化系统的研究现状 |
| 1.2.2 TD-LTE技术的发展现状 |
| 1.2.3 TD-LTE技术在配网通信中的研究现状 |
| 1.2.4 配网通信发展趋势及要求 |
| 1.3 论文章节安排 |
| 第二章 配电自动化系统和配网通信技术 |
| 2.1 配网通信技术 |
| 2.1.1 有线通信方式 |
| 2.1.2 无线通信方式 |
| 2.2 配网通信技术的选择 |
| 2.2.1 配网通信技术指标 |
| 2.2.2 配网通信技术对比 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 配电电磁环境下的无线损耗 |
| 3.1 穿透损耗分析 |
| 3.1.1 穿透损耗 |
| 3.1.2 穿透损耗对覆盖能力的影响 |
| 3.1.3 不同入射角产生的穿透损耗 |
| 3.2 传输损耗分析 |
| 3.3 配电系统的电磁环境分析 |
| 3.3.1 电磁干扰介绍 |
| 3.3.2 配电通信系统电磁干扰分析 |
| 3.4 配电变压器电磁干扰分析 |
| 3.5 TD-LTE技术的抗干扰分析 |
| 3.5.1 干扰抑制技术 |
| 3.5.2 干扰协调算法 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于TD-LTE的配电自动化通信系统模拟测试 |
| 4.1 TD-LTE关键技术 |
| 4.1.1 OFDM调制技术 |
| 4.1.2 路由算法 |
| 4.1.3 MIMO技术 |
| 4.1.4 LTE网络同步 |
| 4.2 TD-LTE链路预算 |
| 4.3 TD-LTE覆盖半径测算 |
| 4.4 RS信号性能仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于TD-LTE的柳州配电通信系统的设计 |
| 5.1 柳州配电网现状 |
| 5.1.1 柳州配电网规模 |
| 5.1.2 柳州配电网运行管理现状及存在问题 |
| 5.2 柳州市配电网无线专网需求 |
| 5.2.1 网络架构规划 |
| 5.2.2 通道带宽需求 |
| 5.2.3 通道可靠性要求 |
| 5.2.4 通道安全性要求 |
| 5.3 柳州配电自动化通信系统总体设计 |
| 5.3.1 设计原则 |
| 5.3.2 柳州地区配电自动化通信系统方案 |
| 5.3.3 柳州配电通信网核心骨干层网络方案 |
| 5.3.4 柳州地区配电通信网无线接入层部署方案 |
| 5.4 TD-LTE基站站点现场测试 |
| 5.4.1 测试准备 |
| 5.4.2 测试结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
（6）单载波高速光通信系统中数字信号处理技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高速光通信系统研究背景 |
| 1.1.1 高速光通信的产业需求 |
| 1.1.2 高速光通信的发展历程 |
| 1.1.3 高速光通信的总体架构与先进技术 |
| 1.2 单载波强度调制直接检测技术 |
| 1.2.1 IM/DD系统中的先进调制格式 |
| 1.2.2 短距离PAM传输的研究现状 |
| 1.3 本文主要工作与结构 |
| 参考文献 |
| 第二章 短距离PAM传输系统中的数字信号处理技术 |
| 2.1 基于IM/DD的短距离PAM光传输系统 |
| 2.1.1 传输系统总体架构 |
| 2.1.2 收发机方案对比 |
| 2.1.3 DSP总体方案 |
| 2.2 传输系统常见信号损伤分析 |
| 2.2.1 时钟相位偏移 |
| 2.2.2 带宽受限 |
| 2.2.3 啁啾效应 |
| 2.2.4 幅度相关噪声 |
| 2.2.5 色散与功率衰落效应 |
| 2.3 时钟恢复技术 |
| 2.3.1 PAM系统中时钟恢复算法研究现状 |
| 2.3.2 典型时钟恢复算法原理介绍 |
| 2.3.3 小结 |
| 2.4 均衡技术 |
| 2.4.1 PAM系统中均衡技术的研究现状 |
| 2.4.2 典型均衡器原理介绍 |
| 2.4.3 小结 |
| 2.5 前向纠错编码(FEC)技术 |
| 2.5.1 PAM系统中FEC技术的研究现状 |
| 2.5.2 典型FEC技术原理介绍 |
| 2.5.3 小结 |
| 2.6 概率整形调制技术 |
| 2.6.1 PAM系统中的应用 |
| 2.6.2 概率整形调制基本原理 |
| 2.6.3 技术分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于抽头权重的时钟恢复与信道均衡联合处理技术 |
| 3.1 时钟恢复与信道均衡技术研究背景 |
| 3.2 传统处理方案与联合处理技术基本原理 |
| 3.2.1 传统CR级联FFE方案 |
| 3.2.2 基于抽头权重的CR-FFE联合处理技术 |
| 3.3 基于均衡器抽头权重的联合处理技术性能仿真与分析 |
| 3.3.1 CR-FFE性能仿真 |
| 3.3.2 CR-FFE方案复杂度对比 |
| 3.3.3 CR-FFE收敛速度分析 |
| 3.4 基于抽头权重的CR-FFE技术实验平台验证及结果分析 |
| 3.4.1 实验平台设计与搭建 |
| 3.4.2 实验结果分析与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于聚类算法的高性能判决与译码技术 |
| 4.1 高性能判决与译码技术研究背景 |
| 4.2 基于多维基扩展的增强型硬判决技术 |
| 4.2.1 增强型硬判决的基本原理 |
| 4.2.2 多维基展开复杂度研究 |
| 4.2.3 传输实验平台验证及结果分析 |
| 4.3 基于非等同高斯分布LLR估计的改进型polar软判决译码技术 |
| 4.3.1 polar编译码的PAM传输系统 |
| 4.3.2 改进型polar软判决译码基本原理 |
| 4.3.3 传输实验平台验证及结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于多对一映射的概率整形编码调制技术 |
| 5.1 概率整形编码调制技术实现方案 |
| 5.1.1 基于CCDM的PAS实现方案 |
| 5.1.2 基于多对一映射的BICM-ID实现方案 |
| 5.1.3 基于多对一映射的无迭代BICM实现方案 |
| 5.2 PAM系统中概率整形调制技术理论性能分析 |
| 5.3 基于多对一映射的概率整形调制技术实验平台验证及结果分析 |
| 5.3.1 实验平台设计与验证 |
| 5.3.2 实验结果与性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 工作与成果总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 附录索引表 |
| 致谢 |
| 博士期间论文成果与工作 |
（7）机器学习辅助的高速光纤通信理论与技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤通信的演进 |
| 1.1.1 概述 |
| 1.1.2 光纤通信系统的发展历史 |
| 1.2 高速光纤通信系统的发展现状及趋势 |
| 1.2.1 短距高速光纤通信系统的发展现状及趋势 |
| 1.2.2 低冗余弹性光网络光性能监测技术现状及趋势 |
| 1.3 机器学习算法在光纤通信系统中的研究现状 |
| 1.3.1 机器学习算法在光纤传输链路中的研究 |
| 1.3.2 机器学习算法在光性能监测中的研究 |
| 1.4 论文研究意义与主要内容 |
| 1.5 论文结构安排 |
| 第二章 高速光纤通信系统的理论基础与机器学习算法 |
| 2.1 IM/DD光纤通信系统基本原理 |
| 2.1.1 IM/DD光纤通信系统的基本结构 |
| 2.1.2 高速IM/DD光纤通信系统的损伤分析及补偿方案 |
| 2.2 光纤通信系统中的典型数字信号处理算法 |
| 2.2.1 发射端奈奎斯特脉冲成型方案 |
| 2.2.2 时域自适应前馈均衡器 |
| 2.2.3 信号单边带调制方案 |
| 2.3 相干光纤通信系统基本原理 |
| 2.3.1 相干光纤通信系统的调制方案 |
| 2.3.2 相干光纤通信系统的接收方案 |
| 2.3.3 相干光纤通信系统的数字信号处理算法 |
| 2.4 机器学习算法 |
| 2.4.1 机器学习算法概述 |
| 2.4.2 典型的机器学习算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 面向高速IM/DD光纤通信系统的损伤补偿方案研究 |
| 3.1 基于带宽预补偿和多项式非线性均衡的方案研究 |
| 3.1.1 基于FIR滤波器的带宽预补偿原理 |
| 3.1.2 基于变步长多项式的非线性均衡原理 |
| 3.1.3 系统实验框图 |
| 3.1.4 实验结果与分析 |
| 3.2 基于带宽后补偿和多项式非线性均衡的方案研究 |
| 3.2.1 基于噪声白化后滤波器和MLSD算法的带宽后补偿原理 |
| 3.2.2 系统实验框图 |
| 3.2.3 实验结果与分析 |
| 3.3 面向VCSEL-MMF高速传输系统的损伤补偿算法实验验证 |
| 3.3.1 系统实验框图 |
| 3.3.2 实验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于剪枝神经网络的均衡算法研究 |
| 4.1 基于剪枝神经网络的非线性均衡原理 |
| 4.1.1 神经网络均衡器与传统均衡器类比 |
| 4.1.2 基于循环剪枝方案的稀疏神经网络原理 |
| 4.2 面向高速IM/DD系统的剪枝神经网络均衡器实验验证 |
| 4.2.1 系统实验框图 |
| 4.2.2 实验结果与分析 |
| 4.3 神经网络均衡器过拟合问题探究 |
| 4.3.1 PRBS码产生规律及神经网络均衡器过拟合问题 |
| 4.3.2 系统实验结果与分析 |
| 4.4 神经网络均衡器真实性能提升探究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于多任务神经网络的光性能监测技术研究 |
| 5.1 基于多任务神经网络的多参量监测研究 |
| 5.1.1 面向调制格式识别和OSNR监测任务的特征选取 |
| 5.1.2 多任务神经网络(MTL-ANN)原理 |
| 5.2 面向IM/DD光纤通信系统的MTL-ANN方案研究 |
| 5.2.1 仿真系统框图与结果分析 |
| 5.2.2 实验系统框图与分析 |
| 5.3 基于自适应权重的多任务神经网络研究 |
| 5.3.1 权重自适应MTL-ANN原理 |
| 5.3.2 调制格式自适应M-QAM信号及其AH |
| 5.4 面向相干光纤通信系统的自适应权重MTL-ANN方案研究 |
| 5.4.1 实验系统框图与分析 |
| 5.4.2 基于仿真系统的自适应权重MTL-ANN性能探究 |
| 5.5 提高光性能监测置信度的二阶段算法 |
| 5.5.1 二阶段光性能监测算法原理 |
| 5.5.2 实验系统框图与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 非线性区OSNR监测技术研究 |
| 6.1 基于幅度柱状图的特征提取方案 |
| 6.2 非线性区OSNR监测方案 |
| 6.2.1 非线性噪声对OSNR监测的影响 |
| 6.2.2 幅度噪声自相关函数 |
| 6.2.3 自适应滤波器抽头系数 |
| 6.2.4 基于神经网络的非线性区OSNR监测方案 |
| 6.3 面向PDM-WDM 16QAM系统的仿真验证 |
| 6.3.1 仿真系统框图 |
| 6.3.2 仿真结果与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读博士学位期间的学术论文目录 |
（8）光子毫米波/太赫兹波通信理论与关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光子毫米波/太赫兹波生成与RoF传输 |
| 1.2.2 毫米波/太赫兹的波束追踪及定位 |
| 1.3 论文的课题来源和创新点 |
| 1.4 论文的主要研究内容和结构安排 |
| 第二章 光载无线系统的理论研究和关键技术介绍 |
| 2.1 光子毫米波/太赫兹波通信系统 |
| 2.1.1 毫米波/太赫兹波生成技术 |
| 2.1.2 毫米波/太赫兹波接收技术 |
| 2.2 信号调制方式 |
| 2.2.1 调制解调技术及相关器件 |
| 2.2.2 数字信号处理技术 |
| 2.3 毫米波/太赫兹信号的波束赋形与追踪定位 |
| 2.3.1 自适应高频天线波束赋形技术 |
| 2.3.2 基于机器学习的精密室内定位技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于电吸收调制激光器的平坦化光频梳源毫米波系统 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于EML和相位调制器级联生成光频梳的原理分析 |
| 3.2.1 平顶化脉冲串的产生原理 |
| 3.2.2 基于电吸收效应的强度调制器 |
| 3.2.3 基于EML和相位调制器级联的光频梳生成结构 |
| 3.3 基于EML和相位调制器生成最佳工作范围的仿真分析 |
| 3.4 平坦化光频梳源生成系统搭建和实验结果 |
| 3.4.1 实验装置 |
| 3.4.2 实验结果讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 D波段矢量毫米波生成技术及在RoF系统中的传输与探测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于强度调制器的D波段SSB矢量毫米波的生成系统 |
| 4.2.1 基于单驱动MZM产生光频梳原理 |
| 4.2.2 基于推挽MZM实现单边带调制技术 |
| 4.2.3 系统方案与实验装置 |
| 4.2.4 实验结果分析 |
| 4.3 基于I/Q调制器的D波段SSB矢量毫米波的生成系统 |
| 4.3.1 光载波抑制的原理分析与仿真 |
| 4.3.2 基于I/Q调制器实现单边带调制技术 |
| 4.3.3 系统方案与实验架构 |
| 4.3.4 实验结果分析与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于强度调制器的自适应N~2-QAMW波段矢量毫米波生成技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于单个强度调制器实现光子倍频信号产生方案 |
| 5.3 N~2-QAM调制格式生成原理 |
| 5.3.1 N~2-QAM格式的生成条件 |
| 5.3.2 N~2-QAM实现的公式推导 |
| 5.4 N~2-QAMW波段矢量倍频毫米波生成的实验装置 |
| 5.5 实验结果分析与讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 毫米波与太赫兹波的全波段发射与波束追踪定位 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于光混频器的毫米波与太赫兹波全波段无线发射机 |
| 6.2.1 全波段无线电波波发射机实验装置 |
| 6.2.2 实验结果讨论 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 图目录 |
| 附录一 缩略语列表 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（9）探讨我国光纤通信技术发展的现状和前景（论文提纲范文）
| 引言： |
| 一、光纤通信技术概述 |
| 二、光纤通信技术发展现状 |
| 2.1波分复用技术 |
| 2.2光纤接入技术 |
| 2.3光弧子通信技术 |
| 2.4单模与多模技术 |
| 2.5 DM传输技术 |
| 三、光纤通信技术发展前景 |
| 3.1智能光纤通信联网技术 |
| 3.2网络数字化同步系统 |
| 3.3超大容量电网系统 |
| 3.4光纤性能的不断升级 |
| 3.5新型光纤通信技术出现 |
| 四、结束语 |
（10）巴彦淖尔地区电力通信网规划研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 智能电网发展现状 |
| 1.2.2 电力通信网发展现状 |
| 1.3 本文主要内容与结构安排 |
| 第二章 巴彦淖尔地区电力通信网现状分析 |
| 2.1 传输网现状分析 |
| 2.1.1 光缆现状 |
| 2.1.2 光传输网现状 |
| 2.1.3 PCM接入设备现状 |
| 2.2 业务网现状分析 |
| 2.2.1 调度交换网现状 |
| 2.2.2 行政交换网络现状 |
| 2.2.3 会议电视系统现状 |
| 2.2.4 调度数据网现状 |
| 2.3 支撑网现状分析 |
| 2.3.1 数字同步时钟系统现状 |
| 2.3.2 通信运行管控系统现状 |
| 2.4 存在的问题 |
| 2.5 面临的新形势 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 巴彦淖尔地区电力通信网需求分析及预测 |
| 3.1 业务扩展分析 |
| 1.调度及自动化 |
| 2.信息化 |
| 3.配电、用电 |
| 3.2 业务需求分析 |
| 3.2.1 专线业务 |
| 3.2.2 网络业务 |
| 3.3 业务断面的选取 |
| 3.3.1 传送网架构 |
| 3.3.2 业务断面的选取 |
| 3.3.3 各业务断面的带宽预测 |
| 3.3.4 预测结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 巴彦淖尔地区电力通信网规划方案 |
| 4.1 巴彦淖尔地区电力通信网规划原则 |
| 4.2 巴彦淖尔地区电力通信网规划目标 |
| 4.2.1 传输网规划目标 |
| 4.2.2 业务网规划目标 |
| 4.2.3 支撑网规划目标 |
| 4.3 巴彦淖尔电力通信网规划方案 |
| 4.3.1 巴彦淖尔电力传输网规划方案 |
| 4.3.2 巴彦淖尔电力业务网规划方案 |
| 4.3.3 巴彦淖尔电力支撑网规划方案 |
| 4.4 本章小结巴彦淖尔地区无线专网规划建设方案 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 巴彦淖尔电力通信网性能测试和成效分析 |
| 5.1 电力通信网性能测试 |
| 5.1.1 设备光功率测试 |
| 5.1.2 通信光缆测试 |
| 5.1.3 再生段距离测试 |
| 5.1.4 网络保护倒换测试 |
| 5.2 规划成效分析 |
| 5.2.1 优化升级效果 |
| 5.2.2 经济效益分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、中国光纤通信技术的现状及未来（论文参考文献）
- [1]HT光电集团国际化战略研究[D]. 徐瑞. 云南财经大学, 2021
- [2]光载射频信号处理若干技术及应用研究[D]. 陈光. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]模分复用系统中轨道角动量模式传输理论分析与应用研究[D]. 杨婧翾. 北京邮电大学, 2021
- [4]光网络物理层安全认证及加密技术研究[D]. 王祥青. 北京邮电大学, 2021(01)
- [5]TD-LTE技术在配电自动化系统的应用研究[D]. 张志海. 广西大学, 2021(12)
- [6]单载波高速光通信系统中数字信号处理技术研究[D]. 周洪航. 北京邮电大学, 2021(01)
- [7]机器学习辅助的高速光纤通信理论与技术[D]. 万智泉. 北京邮电大学, 2021(01)
- [8]光子毫米波/太赫兹波通信理论与关键技术研究[D]. 李依桐. 北京邮电大学, 2021(01)
- [9]探讨我国光纤通信技术发展的现状和前景[J]. 周嘉慧. 中国新通信, 2021(04)
- [10]巴彦淖尔地区电力通信网规划研究[D]. 王耀声. 内蒙古大学, 2020(04)