摘要：波分复用(WDM)光网络具有波长和节点数目众多、传输路径动态重构、业务/资源动态调度等特点,亟须发展低成本、高可靠的在线监测技术,以保障光网络的安全稳定运行。本文提出了一种基于四进制脉冲幅度调制(PAM4)数字光标签的低成本、高可靠、高效率监测方案,并创新设计了PAM4光标签加载、探测和处理等整套机制与方法,配合所提出的基于PAM4光标签序列特征的光功率监测误差修正方法以及基于频谱峰值的功率计算方法,所提方案可以准确高效地监测波长通道光功率、估计光信噪比(OSNR)并恢复数字标签信息等。搭建了16 GBaud偏振复用QPSK/16QAM WDM光传输仿真系统和离线实验平台,验证结果表明所提方案在25跨段长距离传输后的通道光功率监测误差不超过0.65 dB,OSNR估计误差不超过0.6 dB,性能略优于传统的基于差分相移键控(DPSK)低阶调制格式的光标签监测方案。

摘要：针对白盒化通信网设备异常检测问题,提出了基于区块链的白盒化光网络故障检测方案。首先,设计了面向数据收集的区块链架构和基于区块链的数据收集与存储方案;然后,又设计了基于自编码器的数据异常检测算法;最后,将自编码器模型部署至区块链共识设备中,形成完整的基于区块链的异常检测机制。实验结果表明:在不同设备的采集数据下,所提方案可以快速实现数据上链存储,且能准确、快速地识别设备的异常数据,实现网络设备的实时异常检测。

摘要：高速光探测器以获得更高的3 dB带宽为目标,减小器件台面面积能够使结电容降低从而提高带宽,但同时也增大了系统中的光耦合损耗。针对该问题,在高速光探测器衬底背面单片集成微透镜结构是一种有效的解决方案,该结构可通过补偿对准偏差来提高器件的光耦合效率。设计了一种面向数据中心应用的,与1.31μm光探测器芯片单片集成的InP基微透镜结构;通过热熔法制作微透镜胶型,并利用电感耦合等离子体刻蚀实现微透镜胶型转移,电感耦合等离子体刻蚀过程选择SiCl4和Ar作为刻蚀气体以保证实验的安全性;制备了一种直径90.3μm、冠高18.5μm、表面形貌光滑的InP基微透镜结构。单片集成微透镜的PIN光探测器在1.31μm波长处,入射光偏离主光轴3°的情况下,光探测器的响应度仅下降4%。

摘要：提出一种基于训练序列相位差+调频Z变换(CZT)的两级频偏估计算法。该方案采用设计的时域训练序列块并结合块内和块间多次平均平滑噪声影响,以较低开销实现频偏的稳定粗估计,并进一步基于第一级频偏粗估计设定第二级CZT估计范围,以较低计算复杂度完成最终高精度频偏估计。三载波128 GBaud偏振复用十六进制正交幅度调制(PM-16QAM)超奈奎斯特(FTN)波分复用(WDM)系统的仿真结果表明,加速因子为0.95、0.90、0.85时,所提算法训练开销仅为1.56%,即可实现-8~8 GHz范围内的稳定频偏估计,残余频偏分别为2、2.5、3 MHz左右。与估计精度基本相当的传统盲四次方FFT频偏估计算法相比,所提算法的总体计算复杂度显著降低,约为传统算法的8%。

摘要：针对同一网络拓扑下不同网络负载的路由优化问题,在深度强化学习方法的基础上,提出了两种依据当前网络流量状态进行路由分配的优化方法。通过网络仿真系统与深度强化学习模型的迭代交互,实现了对于流量关系分布的网络路由持续训练与优化。在利用深度确定性策略梯度(deep deterministec policy gradient,DDPG)算法解决路由优化问题上进行了提升和改进,使得该优化方法更适合解决网络路由优化的问题。同时,设计了一种全新的链路权重构造策略,利用网络流量构造出用于神经网络输入状态元素,通过对原始数据的预处理加强了神经网络的学习效率,大大提升了训练模型的稳定性。并针对高纬度大规模网络的连续动作空间进行了动作空间离散化处理,有效降低了其动作空间的复杂度,加快了模型收敛速度。实验结果表明,所提优化方法可以适应不断变化的流量和链路状态,增强模型训练的稳定性并提升网络性能。

摘要：本课题组设计了一种用于硅基外延激光器的对称负极芯片结构,与传统共面电极芯片结构相比,该结构大幅降低了硅基激光器的微分电阻,使激光器性能显著提升。采用该电极结构以及基于无偏角Si(001)衬底的量子点激光器外延材料进行了激光器芯片制作。芯片尺寸为1500μm×50μm的激光器的微分电阻仅为1.52Ω,单面输出光功率可达70 mW。实验结果表明:相比于传统共面电极芯片结构,该芯片结构可将器件的微分电阻降低约75%;当注入电流从1.2倍阈值电流增大到2.8倍阈值电流时,激射波长红移量减少了约77%,特征温度由27.2 K提高到43.4 K,斜率效率增大了约26.4%,最大光电转换效率增大了约4.7倍。所设计的芯片结构方案为制作高性能硅基外延激光器提供了一种优化的技术途径。

摘要：应用波动光学理论,分析了一种新型锥顶柱状光学微腔的本征模式,得到了谐振腔的谐振波长表达式.在谐振波长1550 nm附近进行了设计与仿真优化,优化结果显示新型谐振腔与传统平行腔相比,在腔长为4512.5 nm,直径为3134.4 nm时,其品质因数可以提高22.4%,达到了49928.5,同时谐振腔的有效模式体积减小了47.8%.

摘要：光网络的通信和感知一体化是基于光缆资源的一种有效设计,符合通信系统资源融合的发展趋势。利用通感一体化(ICAS)技术,不仅有助于光网络的智能运维,提升网络质量,还能实现密集的传感数据采集和新型应用,有效盘活运营商的光纤资产。本文阐述了光网络ICAS的潜在使能技术,对基于光纤瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射等原理实现的传感技术进行对比分析,并结合相关研究,讨论了光网络ICAS技术的多类潜在应用场景,为该技术的推广应用提供思路。

摘要：提出一种具有同心圆形应力区的熊猫型保偏少模光纤结构,该结构可以稳定支持10个传输模式。通过引入低折射率应力区,高阶模式之间的有效折射率差提升了近一个数量级,相邻模式之间的最小有效折射率差在1550 nm处达到2×10^(-4),在C波段不低于1.8×10^(-4)。模式色散不高于|-55.0219|ps/(nm·km),最大弯曲损耗在10^(-7)d B/m量级(弯曲半径≥9.5 cm)。该研究成果为短距离大容量的光纤设计提供了思路。

摘要：为提高光通信系统的物理层安全性能,设计并实现了一种基于双驱马赫-曾德尔调制器的加密调制一体化方案,该方案利用双驱马赫-曾德尔调制器中的矢量调制机制对明文和密钥在光域中进行异或加密操作,同时实现了加密和调制的功能复用。阐述了所提方案的基本工作原理和提升加密信号消光比的优化过程,并基于所提方案成功研制了加密调制一体化发射样机。实验结果表明,所提方案可以对传输速度为32 Gb/s的信号实现调制和加密,且信号消光比高达13.2 dB。仿真结果表明,在不同传输距离下,所提方案的接收信号消光比相比普通通断键控(OOK)系统有明显的提升。