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基于多波长分组的无源光网络故障监测系统设计及系统抗干扰性能分析

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光学学报 2024年第1期44卷 420-429页

作者：金哲怡毕美华滕旭阳胡淼杭州电子科技大学通信工程学院浙江杭州310018 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

提出了一种基于多波长分组的无源光网络系统监测方案,用于解决基于反射型的故障监测方案中用户之间易发生因干扰导致的链路状态误判的问题。该方案将不同波长分配到不同组,实现不同光网络单元(ONU)组之间的识别,从而避免不同组成员之间... 详细信息

提出了一种基于多波长分组的无源光网络系统监测方案,用于解决基于反射型的故障监测方案中用户之间易发生因干扰导致的链路状态误判的问题。该方案将不同波长分配到不同组,实现不同光网络单元(ONU)组之间的识别,从而避免不同组成员之间的干扰。在此基础上,将与光路终端距离相近的ONU分配到不同组内,以此降低组内ONU发生相互干扰的概率。此外,还研究了用户数量、传输脉冲功率和脉冲宽度对该系统性能的影响。通过理论推导与仿真可知,在检测波长通道数为4、检测光脉宽为10-8s、用户数量为16、最大距离差为2 km的无源光网络系统用户中,检测信号的信噪比为9.06 dB,识别精度为2 m。这些结果表明,基于多波长分组的无源光网络监测系统方案能够支持对大容量无源光网络系统的监控,并且在易发生干扰的用户数量较多的情况下具有较好的性能。

关键词：光通信光编码故障监测用户分布信噪比信号干扰比

基于联合损伤补偿方法的超奈奎斯特模分复用无源光网络

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中国激光 2024年第5期51卷 76-87页

作者：张倩武詹书成刘博洋陈冠文李智宇欧阳远江曹炳尧李正璇吴雅婷上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网重点实验室特种光纤与先进通信国际合作联合实验室上海200444

为了利用模分复用(MDM)和超奈奎斯特(FTN)传输技术提高无源光网络(PON)的传输容量和频谱效率,同时也为了保证系统具有良好的误码率性能,本文提出了基于矩阵分解预编码和MIMO预均衡器的联合损伤补偿方法,用于消除超奈奎斯特模分复用无源... 详细信息

为了利用模分复用(MDM)和超奈奎斯特(FTN)传输技术提高无源光网络(PON)的传输容量和频谱效率,同时也为了保证系统具有良好的误码率性能,本文提出了基于矩阵分解预编码和MIMO预均衡器的联合损伤补偿方法,用于消除超奈奎斯特模分复用无源光网络(FTN-MDM-PON)中存在的MDM信道损伤和FTN传输损伤。对于矩阵分解预编码技术,本文采用奇异值分解(SVD)预编码、带功率预分配的奇异值分解(SVD PA)预编码和Cholesky分解(Chol)预编码方式,分别将它们与MIMO预均衡器结合后对比三种联合方案降低FTN-MDM-PON系统误码率的效果。仿真实验结果表明:采用SVD PA预编码、Chol预编码与MIMO预均衡器结合的联合损伤补偿方法时,FTN-MDM-PON系统中的4个线偏振(LP)模式的FTN信号经过5 km少模光纤(FMF)传输后,接收端误码率能够低于7%硬判决-前向纠错(HD-FEC)门限3.8×10^(-3)。其中,Chol预编码与MIMO预均衡器结合的联合补偿方案降低误码率的效果最优,相比于表现较优的SVD PA预编码结合MIMO预均衡器方案,接收光灵敏度提升了1 dB~3 dB。

关键词：光通信无源光网络模分复用多输入多输出超奈奎斯特预编码预均衡

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智能技术赋能飞秒激光:表征与控制(特邀)

激光与光电子学进展 2024年第1期61卷 223-243页

作者：罗超义理林蒲国庆上海交通大学电子信息与电气工程学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

飞秒激光在学术领域和工业领域都具有极高的应用价值,对飞秒激光进行准确快速的表征与精确控制对其各种应用至关重要。飞秒脉冲的传统表征方法依赖非线性效应且光路结构复杂,而飞秒脉冲的控制则大多采用开环手动调试,无法实现稳定的最... 详细信息

飞秒激光在学术领域和工业领域都具有极高的应用价值,对飞秒激光进行准确快速的表征与精确控制对其各种应用至关重要。飞秒脉冲的传统表征方法依赖非线性效应且光路结构复杂,而飞秒脉冲的控制则大多采用开环手动调试,无法实现稳定的最优调控,极大地限制了飞秒激光的应用。近年来,智能技术的出现给飞秒激光研究提供了新范式,结合智能技术,低能量高重复频率飞秒脉冲序列的单帧全域测量与飞秒脉冲的按需智能调控有望成为现实。

关键词：锁模激光器飞秒脉冲智能表征飞秒脉冲智能调控

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面向微波光子矢量网络分析仪的软件门控方案

光通信技术 2024年

作者：王嘉辉陈萧恩陈建平吴龟灵上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室

为了提高微波光子矢量网络分析仪（MPVNA）进行脉冲测量时的动态范围，提出了一种软件门控方案。该方案通过临时闲置接收通道接收与脉冲激励产生控制信号同源的脉冲方波生成门控信号，进而对采集的待测器件脉冲响应进行门控，有效提高... 详细信息

为了提高微波光子矢量网络分析仪（MPVNA）进行脉冲测量时的动态范围，提出了一种软件门控方案。该方案通过临时闲置接收通道接收与脉冲激励产生控制信号同源的脉冲方波生成门控信号，进而对采集的待测器件脉冲响应进行门控，有效提高信噪比和测量动态范围。对10 GHz带通滤波器的脉冲散射参数（S参数）进行了测量，实验结果表明：在占空比1%的脉冲激励下，应用软件门控的测量动态范围相比未应用门控时的提高了约20 dB；门控处理后测得的S11和S22参数曲线也因为信噪比的提升更加光滑和稳定。

关键词：微波测量矢量网络分析脉冲测量光采样软件门控

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计算机网络与通信系统的融合发展与风险防范

移动信息 2024年第6期46卷 154-156,171页

作者：卢伟上海精奥通信技术有限公司上海200235

计算机网络和通信系统的融合为人们提供了快速、高效的信息交流和数据传输手段,推动了社会和经济的发展。随着科学技术的进步,计算机网络通信系统也面临着一系列的安全风险。因此,研究和应用相关的风险防范措施,对确保计算机网络通信系... 详细信息

计算机网络和通信系统的融合为人们提供了快速、高效的信息交流和数据传输手段,推动了社会和经济的发展。随着科学技术的进步,计算机网络通信系统也面临着一系列的安全风险。因此,研究和应用相关的风险防范措施,对确保计算机网络通信系统的安全性和可靠性至关重要。文中从相关技术的发展趋势出发,分析了其中存在的各种风险,探讨了相应的防范对策。

关键词：计算机网络通信系统发展前景风险防范

基于CEEMDAN-GSA-LSTM和SVR的光伏功率短期区间预测

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上海交通大学学报 2024年第6期58卷 806-818页

作者：李芬孙凌王亚维屈爱芳梅念赵晋斌上海电力大学电气工程学院上海200090 中国船舶集团有限公司第七二二研究所低频电磁通信技术实验室武汉430205 上海师范大学数理学院上海200234 国网经济技术研究院有限公司北京102209

针对光伏输出功率存在间歇性和波动性的问题,提出一种光伏功率短期区间预测模型.首先,该模型采用自适应噪声完备集合经验模态分解将历史光伏出力数据分解为不同的分量并按照其与赤纬角、时角等时序特征量的相关性定义为时序分量和随机分... 详细信息

针对光伏输出功率存在间歇性和波动性的问题,提出一种光伏功率短期区间预测模型.首先,该模型采用自适应噪声完备集合经验模态分解将历史光伏出力数据分解为不同的分量并按照其与赤纬角、时角等时序特征量的相关性定义为时序分量和随机分量.其次,分别使用经过引力搜索算法优化的长短期记忆神经网络和支持向量回归模型对时序分量和随机分量进行预测.再次,叠加时序分量和随机分量的预测结果得到点预测结果.然后,对误差进行Johnson变换及正态分布建模后得到光伏功率区间预测结果.最后,利用算例验证该模型的有效性.结果表明:在不同天气情况下,上述模型比现有预测模型精度更高,具有较好的鲁棒性,能够基于预测值提供较为精准的置信区间.

关键词：光伏功率预测区间预测自适应噪声完备集合经验模态分解引力搜索算法长短期记忆支持向量回归 Johnson变换

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高性能近红外聚合物超透镜的逆向设计

光学学报 2024年第8期44卷 199-207页

作者：魏鹤鸣胡文琛庞拂飞上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网省部共建国家重点实验室培育基地特种光纤与先进通信国际合作联合实验室上海200444

传统的光学透镜存在体积较大、聚焦效率低、焦点半峰全宽较大以及在高数值孔径的透镜中性能表现不佳等问题。而光学超表面凭借其自身的亚波长结构,具有强大的操控光相位的能力。相比于传统透镜,超透镜具有尺寸小、厚度薄以及聚焦性能好... 详细信息

传统的光学透镜存在体积较大、聚焦效率低、焦点半峰全宽较大以及在高数值孔径的透镜中性能表现不佳等问题。而光学超表面凭借其自身的亚波长结构,具有强大的操控光相位的能力。相比于传统透镜,超透镜具有尺寸小、厚度薄以及聚焦性能好等优点。本文提出一种基于目标优先算法的逆向设计方法,设计了一种基于低折射率聚合物材料的超透镜结构。其在传播方向上的厚度仅为3.2μm,在1550 nm的工作波长下,数值孔径为0.82,聚焦效率为72%。较传统设计方法而言,该方法具有计算复杂度低和设计效率高等优点。设计的器件可采用高精度微纳打印技术实现批量化的快速制造。考虑到超透镜在制备过程中存在制造容差,进一步讨论了超透镜轮廓偏移以及三维旋转操作对所设计的二维超透镜的影响。

关键词：超表面超透镜逆向设计目标优先算法偏振不依赖性

基于多混沌系统的多层置乱的OFDM-PON物理层加密方案

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光电子．激光 2024年第3期35卷 225-233页

作者：鄢诚浩毕美华周玉鑫滕旭阳胡淼杭州电子科技大学通信工程学院浙江杭州310018 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240 江苏省新型光纤技术与通信网络工程研究中心江苏苏州215000

针对正交频分复用无源光网络(orthogonal frequency division multiplexing passive optical network, OFDM-PON)系统中的数据传输安全问题,本文设计了一种基于多混沌系统及多层加密的数字序列加密方案,通过在OFDM信号生成的每个步骤都... 详细信息

针对正交频分复用无源光网络(orthogonal frequency division multiplexing passive optical network, OFDM-PON)系统中的数据传输安全问题,本文设计了一种基于多混沌系统及多层加密的数字序列加密方案,通过在OFDM信号生成的每个步骤都采用密钥集选择性对信号加密,可有效提升系统的加密空间进而增加系统的保密性。首先,将明文进行分组,利用Logistic混沌系统选取构建混沌序列集中的混沌序列对每组明文进行异或加密调制成16-QAM(quadrature amplitude modulation)信号;然后,对QAM信号分组,利用Logistic混沌系统对每组QAM信号进行判定是否进行星座图置乱加密;最后,对OFDM的子载波进行分组,利用Logistic系统对每组进行判定是否需要进行频域置乱加密。搭建了仿真系统以进一步验证方案的可行性。仿真实验结果表明,该加密方法极大地增大了密钥空间,达10540,为数据传输提供良好的保密性。

关键词：混沌加密混沌系统正交频分复用无源光网络(OFDM-PON) 光通信

基于PbSe量子点掺杂环形芯光纤的涡旋模式放大

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激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 207-214页

作者：郭恒菲韦绘梅陈娜董艳华文建湘商娅娜陈振宜庞拂飞上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网重点实验室上海200444 上海大学特种光纤与先进通信国际合作联合实验室上海200444

采用改进的化学气相沉积法成功制备了PbSe量子点掺杂环形芯光纤,光纤为双包层结构,其环形芯与内包层折射率差约为2.2%。通过电子探针显微分析技术测试了光纤中的元素种类及含量,在高分辨透射电子显微镜下观测到PbSe量子点的晶格结构,同... 详细信息

采用改进的化学气相沉积法成功制备了PbSe量子点掺杂环形芯光纤,光纤为双包层结构,其环形芯与内包层折射率差约为2.2%。通过电子探针显微分析技术测试了光纤中的元素种类及含量,在高分辨透射电子显微镜下观测到PbSe量子点的晶格结构,同时测量了拉曼光谱,证明此环形芯光纤中成功掺入PbSe量子点。这为制备半导体量子点掺杂光纤提供了重要的参考价值。利用该光纤搭建了涡旋光放大系统,在信号光波长为1550 nm处实现了1~3阶涡旋模式放大,当泵浦光功率为634 mW时,所有模式的开关增益>13 dB,差分模式增益<2.45 dB。该实验系统有望促进涡旋模式宽带放大的进一步研究。

关键词：光纤光学 PbSe量子点环形芯光纤改进的化学气相沉积法涡旋模式增益特性