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超100 Gbit/s相干PON系统关键技术研究

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光通信研究 2024年第1期 60-63页

作者：李明胡荣烽火通信科技股份有限公司宽带业务产出线武汉430074

50 Gbit/s无源光网络(PON)标准已趋于完善,后50 Gbit/s PON时代的技术标准尚属空白,亟待开展相关研究以推动整个产业链从系统、模块和芯片等方面提前进行布局。文章判断单波长200 Gbit/s速率和相干技术将会是继50 Gbit/s PON之后下一代... 详细信息

50 Gbit/s无源光网络(PON)标准已趋于完善,后50 Gbit/s PON时代的技术标准尚属空白,亟待开展相关研究以推动整个产业链从系统、模块和芯片等方面提前进行布局。文章判断单波长200 Gbit/s速率和相干技术将会是继50 Gbit/s PON之后下一代PON系统的两大关键特征。单波长200 Gbit/s速率对运营商具备更大的吸引力,而强度调制/直接检测(IM/DD)技术难以持续满足200 Gbit/s速率下系统对Class C+等级功率预算的要求,需要采用灵敏度更高的相干技术。然而PON系统是一种典型的点对多点(P2MP)拓扑架构,将相干技术下沉到PON还有许多关键技术需要攻克,其中,涉及PON系统设备和媒体访问控制(MAC)芯片的架构重构、相干PON光模块的单纤双向(Bi-Di)技术改造、突发模式的相干发送与接收技术以及相干PON系统的波长管控技术。时分复用(TDM)仍然是实现P2MP传输的推荐方式,在TDM基础之上可以叠加新的复用维度,例如子载波复用(SCM)。新复用维度的引入给PON系统带来了灵活性,但同时也增加了设计的复杂度,将会颠覆当前的PON系统架构。叠加了SCM的相干PON系统将不再采用数字化接口方式与光模块进行连接,光模块本身需要具备高度线性驱动和调制能力。此外,用户侧光模块需要具备瞬时开关能力,以避免对其他用户造成干扰,因此需要开发新型的支持突发控制功能的相干光芯片。考虑到上行P2MP的突发相干接收环境,需要从系统层面实现对多个用户激光器的波长管控,避免上行方向因多用户波长快速切换造成的局端频偏估算偏差问题。综上,将相干技术应用于PON将会是一个全新的复杂系统工程,难以直接继承现有相干系统架构,需要匹配P2MP的应用需求,从芯片、模块和设备多个方面实现技术创新。

关键词：相干技术 50 Gbit/s无源光网络时分复用突发模式

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光接入网调顶AMCC技术及应用

光通信研究 2024年

作者：刘新峰沈琼霞郑艳烈李明李家辉华中师范大学计算机学院烽火通信科技股份有限公司宽带业务产出线

【目的】基于调顶技术的辅助管理和控制信道（AMCC）与承载数据业务无关，具有超低时延抖动的优点，契合接入网大带宽、低时延、智能化的发展趋势。本研究旨在探讨光接入网中调顶AMCC技术的原理、实现方法和技术验证，深入分析了调顶AMC... 详细信息

【目的】基于调顶技术的辅助管理和控制信道（AMCC）与承载数据业务无关，具有超低时延抖动的优点，契合接入网大带宽、低时延、智能化的发展趋势。本研究旨在探讨光接入网中调顶AMCC技术的原理、实现方法和技术验证，深入分析了调顶AMCC在接入网中的新型应用。从而为调顶AMCC在接入网中的进一步研究开发和工程应用提供参考。【方法】通过文献综述和实验数据分析，对调顶AMCC的技术原理进行了系统性阐述。研究集中于探讨其在光接入网络中的低成本实现路径，包括直接调制激光器和分光探测器等技术在内。此外，分析了调顶AMCC技术在不同接入光网络系统中的应用及其对网络性能的影响。还进一步阐述了相关技术在接入网系统中的多通道监测、反射及光功率推算以及时分复用无源光网络（TDM PON）静默窗口规避的应用方法。【结果】研究显示，调顶AMCC技术能在接入网中有效地提供有别于传统方法的支持多通道监测和管理途径，特别是在5G前传承载、光线路在线监测和低时延TDM PON系统中能够有较好的应用。该技术能在支撑网络高速率传输的同时，实现对光层通道的感知和管理，尤其在处理TDM PON静默窗口问题上展现的技术潜力显著。【结论】调顶AMCC技术可以说在一定程度上实现了高速数据和低速信号在接入网中的低成本多维复用，在光接入网中具有广泛应用前景，它在满足对网络的大带宽和低时延通信的进行智能化管理水平同时，还可在光层实现一定程度的感知。该技术的实施有助于提高网络效率和稳定性，顺应F5G-A和未来F6G的发展。如果对其在PON拓扑结构、更多的调制格式、更多应用场景等进一步研究以优化其性能和适应性，将可以推动其大力发展。

关键词：调顶辅助管理和控制信道光接入网静默窗口

基于DWDM的超100 Gbit/s混合组网分析

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光通信研究 2024年第1期 78-84页

作者：陈赟昌梅亮贺鸣文高继韬烽火通信科技股份有限公司武汉430073

【目的】近年来,数据通信量呈爆炸性增长,为了应对高速、高容量数据传输及网络应用场景多样化的需求,超100 Gbit/s密集波分复用(DWDM)混合组网作为一种高效的解决方案逐渐受到关注。文章通过对超100 Gbit/s DWDM混合组网的需求、关键技... 详细信息

【目的】近年来,数据通信量呈爆炸性增长,为了应对高速、高容量数据传输及网络应用场景多样化的需求,超100 Gbit/s密集波分复用(DWDM)混合组网作为一种高效的解决方案逐渐受到关注。文章通过对超100 Gbit/s DWDM混合组网的需求、关键技术及实际案例进行分析,为构建高容量、高效率的通信网络提供了技术支持和指导。【方法】文章首先阐述了网络发展在容量扩展和支持复杂网络设计方面的需求,其次重点介绍了超100 Gbit/s混合组网的关键技术,包括星座图整形、频谱整形和灵活栅格技术等。其中,为支撑混合组网的业务速率设计,提供了一种用于级联掺铒光纤放大器(EDFA)通信系统的光信噪比(OSNR)计算方法,仅利用信道配置信息、发端信号光功率、EDFA的增益及噪声等相关参数,即可计算出整个链路中各个波长的输出OSNR。最后,结合海外某网络案例,根据实际链路OSNR评估情况,合理进行混合速率网络设计,论证了超100 Gbit/s DWDM混合组网在实际工程中的应用效果。【结果】通过应用超100 Gbit/s DWDM混合组网,根据OSNR评估情况灵活配置传输速率和传输带宽,实现了200、600和800 Gbit/s混合速率网络部署,既满足了核心站点的大容量需求,也兼顾了边缘站点的长途大跨度需求,并在3年期间实现了网络的平滑升级和扩容。【结论】实践证明,超100 Gbit/s DWDM组网能够有效提升网络容量、灵活性及频谱资源利用率,同时也为网络的持续演进提供了空间,是推进大容量光传输网络发展的重要手段。

关键词：超100 Gbit/s密集波分复用混合组网光信噪比星座图整形频谱整形

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物联网入侵检测的随机特征图神经网络模型

计算机工程与应用 2024年

作者：罗国宇汪学舜戴锦友武汉邮电科学研究院信息安全系烽火通信科技股份有限公司预研部

目前入侵检测主要依赖传统深度学习方法，但这种方法忽略了数据记录间的关联。图神经网络方法虽然考虑了数据记录间的相互关系，但忽略了图节点间的特征关系。因此，提出了一种随机特征的图神经网络物联网入侵检测模型，以解决这些问题... 详细信息

目前入侵检测主要依赖传统深度学习方法，但这种方法忽略了数据记录间的关联。图神经网络方法虽然考虑了数据记录间的相互关系，但忽略了图节点间的特征关系。因此，提出了一种随机特征的图神经网络物联网入侵检测模型，以解决这些问题。首先，构建了网络通信数据集的图结构。接下来，引入随机特征以丰富图节点的特征，从而提高图神经网络的表达能力。通过提取的流量相互关系来训练图神经网络，构建了一个精确检测攻击流量的入侵检测分类器。最后，在ToN-IoT和NF-UNSW-NB15物联网数据集上进行了实验验证。实验结果表明，在二分类检测方面，与几种经典的机器学习和深度学习算法以及最新的图神经网络检测算法相比，提出的方法在准确率上最高提升了17.90%和1.43%。在多分类检测方面，在大多数攻击类别上的F1得分高于其他算法。此外，还通过实验确定了图神经网络的层数K和聚合器的最佳选择。

关键词：图神经网络入侵检测随机特征物联网

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高速光通信低复杂度软信息解调技术

光通信研究 2024年第1期 64-71页

作者：黄健朱齐雄陈登超烽火通信科技股份有限公司武汉430205 武汉飞思灵微电子技术有限公司武汉430205

【目的】常用的max-log-map与log-map算法相比降低了软信息计算复杂度,但对高阶正交幅度调制(QAM)资源消耗仍较大,如8QAM、16QAM概率整形(PS)和64QAM PS。【方法】8QAM采用星座区域划分的方式,文章中,软信息采用接收符号到最近比特0与比... 详细信息

【目的】常用的max-log-map与log-map算法相比降低了软信息计算复杂度,但对高阶正交幅度调制(QAM)资源消耗仍较大,如8QAM、16QAM概率整形(PS)和64QAM PS。【方法】8QAM采用星座区域划分的方式,文章中,软信息采用接收符号到最近比特0与比特1中垂线的距离信息表示,利用角度旋转和区域对称性简化计算距离信息;非麦克斯韦玻尔兹曼(MB)分布的16QAM PS和64QAM PS,比特1所在区域两侧边缘之间的中心界线与区域两侧比特0之间的中心界线不再重合,对区域进行合并近似,处理两界线间区域归属,展开max-log-map算法因式简化距离差计算软信息;基于MB分布的16QAM PS和64QAM PS的软信息可由非MB分布的软信息表达式化简得到。【结果】经上述简化后,与max-log-map算法相比,8QAM软信息计算乘法次数48次和加减法次数75次分别缩减为12和16次,解调性能仅退化约0.05 dB;MB分布的16QAM PS乘法次数192次和加减法次数260次分别缩减为2和4次,解调性能仅退化约0.05 dB;更高阶的64QAM PS资源消耗缩减程度更大,乘法次数1152次和加减法次数1542次分别缩减为3和6次。【结论】文章提出了适用于8QAM、MB分布的16QAM PS、MB分布的64QAM PS、非MB分布的16QAM PS和非MB分布的64QAM PS软信息计算方法。当概率满足MB分布时,非MB分布的软信息计算方法可转化为MB分布计算方法;当PS因子为0时,基于MB分布的表达式可转化为均匀分布软信息计算式,非MB分布、MB分布和均匀分布的软信息计算可使用同一电路统一设计,提高电路复用率,降低硬件资源消耗。

关键词：光通信数字信号处理正交幅度调制对数似然比概率整形

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基于机器学习的OTN网络性能劣化预测

光通信研究 2024年

作者：陈丽萍廖亮张鹏朱德瀚彭智聪周浩华中科技大学电子信息与通信学院烽火通信科技股份有限公司中国信息通信科技集团

【目的】文章旨在解决光传送网络（OTN）性能劣化（即误码）预测难题。OTN误码类性能值依赖于OTN帧开销中的比特交叉奇偶校验（BIP）字节检测，并由网络管控系统周期性统计计算得出。在OTN网络正常运行的绝大多数情况下，误码类性能值... 详细信息

【目的】文章旨在解决光传送网络（OTN）性能劣化（即误码）预测难题。OTN误码类性能值依赖于OTN帧开销中的比特交叉奇偶校验（BIP）字节检测，并由网络管控系统周期性统计计算得出。在OTN网络正常运行的绝大多数情况下，误码类性能值保持为零，这无疑为传统方法及最新AI技术预测OTN误码相关性能带来了挑战。【方法】本文创造性地提出了利用OTN光层与电层之间对应关系进行误码概率预测的方法。首先，借助深度学习技术预测光信道误码率的变化趋势。随后，基于预测的光信道误码率，运用本文所提出的机器学习模型进一步预测OTN误码概率。【结果】通过仿真实验验证，该方法的预测准确性超过90%。【结论】本文所提出的方案达到工程化应用的要求，为OTN网络性能劣化预测提供了新的有效方法，并为OTN网络预测性维护提供了有力依据。

关键词：光传送网帧误码概率预测光信道误码率预测长短期记忆网络逻辑回归

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通信设备总装标准工时系统及其应用研究

科技创新与应用 2024年第2期14卷 121-124页

作者：林斌翟迪俊烽火通信科技股份有限公司武汉430073

多品种小批量定制化生产模式下,为了标准工时能够更好地支撑企业的管理运营,该文以某通信总装车间生产过程为对象开展研究。通过对订单生产过程进行拆解,建立定制化生产模式下订单BOM随机的标准工时核算模型。基于MES系统开发的工时管... 详细信息

多品种小批量定制化生产模式下,为了标准工时能够更好地支撑企业的管理运营,该文以某通信总装车间生产过程为对象开展研究。通过对订单生产过程进行拆解,建立定制化生产模式下订单BOM随机的标准工时核算模型。基于MES系统开发的工时管理系统,实现订单标准工时实时、准确核算,并将订单工时数据与SAP、APS实时共享。该工时管理系统为企业排产、计件、成本核算提供准确工时数据。通过生产验证,设计开发的标准工时系统,能够有效支撑车间运营管理。

关键词：通信总装车间标准工时系统系统设计工时应用科学管理

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用户为中心的网络:体系架构与关键技术

无线电通信技术 2024年第3期50卷 439-452页

作者：何之源王志军王相卿王德胜华中科技大学电子信息与通信学院湖北武汉430074 烽火通信科技股份有限公司湖北武汉430205

随着全球通信技术的飞速进展,5G向6G的转变已成为通信领域的关键焦点。以用户为中心的网络(User-Centric Network,UCN)架构代表了通信技术的革命性创新,通过将用户需求和体验置于设计的核心,为6G环境下的多样化应用提供了全方位服务。... 详细信息

随着全球通信技术的飞速进展,5G向6G的转变已成为通信领域的关键焦点。以用户为中心的网络(User-Centric Network,UCN)架构代表了通信技术的革命性创新,通过将用户需求和体验置于设计的核心,为6G环境下的多样化应用提供了全方位服务。深入探讨了6G时代UCN的发展轨迹、架构特性及核心技术,涵盖分布式与去中心化网络架构、集中化控制与资源优化网络架构,以及诸如资源分配、无缝漫游和隐私保护等关键技术。介绍了一种创新的F5G下服务于UCN架构的无感漫游方案,仿真结果表明了该方案的优越性。通过系统综述与技术梳理,旨在阐明UCN在塑造未来移动通信领域中的重要作用,为6G网络技术的进一步发展提供理论支撑和实践方向。

关键词：以用户为中心的网络架构 6G无线通信网络资源优化无缝漫游方案隐私保护

硅酸盐/聚四氟乙烯/芳纶针刺毡复合滤袋的制备与性能

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安全与环境学报 2024年

作者：柳静献李亚霏吕超程姣东北大学资源与土木工程学院烽火通信科技股份有限公司奥卢大学纤维与颗粒工程研究所

为了研发适用严苛高温工业条件下使用的袋式除尘器用针刺毡滤袋，利用乳液浸渍后处理工艺制备了具有热电/压电特性的硅酸盐(Polar Silicate，PS)粉体/聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)涂层复合芳纶针刺毡滤袋，探究了PS粉体... 详细信息

为了研发适用严苛高温工业条件下使用的袋式除尘器用针刺毡滤袋，利用乳液浸渍后处理工艺制备了具有热电/压电特性的硅酸盐(Polar Silicate，PS)粉体/聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)涂层复合芳纶针刺毡滤袋，探究了PS粉体粒径及附着浓度对复合滤袋捕集效率及阻力特性的影响规律，研究了复合滤袋机械性能，并通过扫描电镜(Scanning Electron Microscope，SEM)对复合滤袋进行了微观形貌分析。结果表明：PS粉体粒径对滤袋的阻力影响不大；PS粉体粒径在＞21～32 μm时，滤袋的过滤效率最大；最优附着浓度为6 mg/cm2时，滤袋对0.3～1 μm粒子的过滤效率提升幅度≥12.58%，滤袋的品质因数最高；PS粉体/PTFE/芳纶复合滤袋的耐磨性比芳纶针刺毡滤袋提升了19.86%，挺度提升了22.22%，纵向拉伸强度提升了14.07%。本文所制备的复合滤袋能够适应严苛的高温工业环境，更好地控制工业排放的微细颗粒物。

关键词：环境工程学针刺毡滤袋极性硅酸盐粉体聚四氟乙烯涂层过滤性能机械性能