一、光纤通信技术的发展趋势（论文文献综述）
陈光[1]（2021）在《光载射频信号处理若干技术及应用研究》文中指出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[2]（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》文中指出现如今,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。
臧鸿飞[3]（2021）在《基于多种辅助结构的多芯少模光纤设计及性能分析》文中提出自从高锟先生提出光纤通信的基础理论以来,围绕光纤通信容量提升的光纤通信技术一直是国内外研究热点。近年来,随着5G、大数据、云计算、云存储等新技术的兴起,数字化进程的不断加快,对作为业务承载物理层的光纤通信系统容量提出了更高需求。目前,基于单模光纤的传输容量已经达到了香农理论极限,而空分复用技术通过多纤芯复用或正交模式复用的方法,突破了传统意义上单模光纤的香农极限,能够实现单根光纤中传输容量的极大提升。本文主要基于光纤波导理论,对空分复用系统中的多芯少模光纤结构设计进行研究,理论分析了多芯少模光纤的性能参数,提出了一种基于异质双包层沟槽辅助结构的多芯少模光纤设计方法,设计了一种7芯10模光纤,设计了一种新型双耦合环辅助的6-LP少模光纤结构,提升了光纤传输容量。主要的研究工作如下:1.提出了一种异质双包层沟槽辅助结构的多芯少模光纤设计方法。该方法利用有限元法建立了异质双包层沟槽辅助结构光纤的理论模型,仿真分析了异质双包层光纤结构参数对光纤性能的影响,包括内包层高度与宽度对光纤有效模场面积（Aeff）、弯曲损耗（BL）、差分模式群时延（DMD）、模式色散等性能的影响。研究结果表明,与传统阶跃光纤各光学性能相比,该方案能够提升有效模场面积,进而降低非线性效应,并在抗弯曲特性、减小色散方面具有显着优势。2.基于异质双包层沟槽辅助结构,设计了一种包层直径为170μm的三异构7芯10模光纤,并仿真分析了不同结构参数对芯间串扰（XT）与弯曲损耗等因素的影响。仿真结果表明,所设计的光纤在C+L波段内串扰小于-60dB/km、有效模场面积大于140 μm2、模式色散小于18.9 ps/（km*nm）,相对多重性因子达到了 49。3.为了降低少模光纤中模间串扰,提出了一种新型双耦合环辅助的少模光纤结构设计。首先用COMSOL仿真软件对光纤结构进行建模并分析了影响模式间耦合的主要因素,然后对双耦合环结构的5个参数进行仿真分析。结果表明,6-LP少模光纤中,LP21模和LP02模的有效模式折射率差最接近,其差值是影响串扰的主要因素,该结构中LP21和LP02最小模间折射率差为1.5×10-3,是同等条件下传统阶跃结构最小折射率差的1.88倍。
谢建军[4]（2021）在《光纤通信的发展趋势及应用研究》文中指出随着社会科技不断进步,通信行业迅猛发展起来,国家方面也加大了对光纤通信系统的开发与应用。就目前情况来看,光线通信在社会很多个领域都得到了广泛的应用,主要原因就是光纤通信具备传递速度快、能耗少等特点,进而得到了很多人的认可。基于此,主要针对光纤通信的发展趋势及应用进行了详细分析,希望能够对相关人员有所帮助。
万智泉[5]（2021）在《机器学习辅助的高速光纤通信理论与技术》文中研究表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。
梁哲毅[6]（2020）在《浅论现阶段我国光纤通信技术存在的问题及发展趋势》文中指出光纤通信技术作为信息化时代的产物,在电力通信系统、广播电视网、互联网、军事生活和民航等领域中获得了广泛应用。现阶段我国光纤通信技术存在着信息容量有待提升、智能化发展尚需普及、核心干线建设需要完善和光纤接入技术发展较弱等问题。从光纤通信技术所具备的特点分析和当前在我国的应用现状入手,结合存在的问题探讨其未来发展趋势。
黄嘉明[7]（2020）在《面向精细化工流程控制的实时通讯研究与实现》文中进行了进一步梳理在最近几年中,各国十分重视精细化工流程控制系统的研究并把其作为调整化工产业结构、提高产品附加值、增强国际竞争力的有效举措。但我国由于起步缓慢,即使取得了一系列的成就,但整体水平还是偏低,与国外发达国家存在一定差距,所以对精细化工流程控制系统的研究具有重要的意义。本文以某精细化工公司的某精细化工品生产车间中多个生产线为背景。在深入分析其生产工艺与设备工艺后,首先对PLC与PC端之间的通信进行了研究,在完成PC端与PLC之间实时光纤通信搭建的同时,优化报文收发机制,使得PLC端的数据可以根据系统的设定来进行频率有差异地读取,进而相对地提高通信效率。接着根据流程控制系统的功能需求,对上位机下单软件与PLC程序进行开发。最后将上位机软件、PLC程序、上位机与PLC之间的通讯这三部分集成为一个完整的流程控制系统,并使用Win CC组态软件对生产监控画面进行设计。整个流程控制系统的设计已经全部完成,其经过现场的调试证明方案可行,并且已经在某精细化工公司的某精细化工品生产车间投入使用。系统实现了该车间良好与可靠的自动化流程生产,且性能良好与稳定。
崔楠[8]（2020）在《高频谱效率光纤通信系统中偏振相关损伤均衡方法研究》文中研究说明随着第五代移动通信系统（5G）的逐渐部署,物联网、虚拟现实、移动互联网以及云计算等业务的蓬勃发展,带来了全球信息流量的爆炸式增长。面对海量的数据传输需求,无论是作为核心骨干网长距传输的相干系统还是数据中心之间短距互联的直接检测系统都面临着巨大的挑战,建立高速率、大容量、高频谱效率的光纤通信系统成为了通信传输的共同目标。先进调制格式的提出,如正交相移键控（Quadrature Phase Shift Keying,QPSK）、16进制正交幅度调制（16 Quadrature Amplitude Modulation,16QAM）或更高阶的调制格式有效增加了系统的频谱效率;各种复用技术的发展,如偏分复用（Polarization Division Multiplexing,PDM）、波分复用（Wavelength Division Multiplexing,WDM）甚至空分复用（Space Division Multiplexing,SDM）极大的提高了光通信系统的传输容量。因此,伴随着全球数据流量的爆炸式需求,以及一系列重大技术的突破,光纤通信系统正以蓬勃的生命力持续发展。然而,光信号在光纤信道传输的过程中,不可避免的会经历色度色散（Chromatic Dispersion,CD）、偏振态旋转（Rotation of State of Polarization,RSOP）、偏振模色散（Polarization Mode Dispersion,PMD）以及偏振相关损耗（Polarization Dependent Loss,PDL）等损伤,这些损伤会造成光信号畸变,严重影响通信系统的传输性能。数字信号处理（Digital Signal Processing,DSP）技术的发展,使得上述损伤可以在接收机的电域得到均衡。然而,随着光纤通信系统传输速率与调制格式的不断提升,使得单一的信道损伤及多种损伤之间的联合作用加剧,原来针对低速率、单一损伤的均衡算法变的捉襟见肘;其次,在一些极端偏振损伤场景下（比如火车经过时的剧烈震动和雨天的雷击）,均衡算法的性能将急剧下降甚至失效,导致通信中断;此外随着系统传输速率的提高,对信道损伤理论模型的研究也面临着挑战。综上所述,对均衡算法的突破以及损伤模型的完善对保障通信系统稳定运行具有重要意义。针对以上存在的问题,本论文围绕高频谱效率光纤通信系统中偏振损伤均衡这一主题,剖析偏振损伤产生的物理机理,建立了三参量的RSOP模型,提出了基于卡尔曼滤波器（Kalman Filter,KF）的高效信号损伤均衡方案,以保证通信系统正常和稳定运行,为电信运营商和设备制造商提供核心的技术支撑。本论文的创新性和研究工作如下:（1）光纤信道中RSOP建模与快速RSOP损伤均衡研究本论文创新性的提出了RSOP的三参量模型,该模型可以准确、完整的对链路中的偏振态变化进行描述;在三参量RSOP模型的基础上,设计了基于卡尔曼滤波器的均衡方案。对于QPSK信号,该方案对RSOP的追踪速度可达百兆弧度每秒,对于16QAM信号,追踪速度可达十兆弧度每秒。（2）快速RSOP和PDL联合均衡方案研究本论文提出了一种基于偏振时间编码（Polarization-Time Code,PTC）和卡尔曼滤波器的联合均衡方案。首先对光纤信道中RSOP和PDL联合损伤模型进行了化简,在简化模型的基础上,设计利用斯托克斯空间补偿两偏振支路的功率差,利用卡尔曼滤波器追踪快速RSOP,利用偏振时间编码缓解由光信噪比（Optical Signal to Noise Ratio,OSNR）不平衡导致的误比特率（Bit Error Rate,BER）问题。在1.2dB的OSNR代价下,所提方案可以均衡7dB的PDL结合1Mrad/s的RSOP,实现了快速RSOP下,对PDL引起的两偏振支路功率与OSNR不平衡的均衡。（3）斯托克斯矢量直接检测（Stokes vector direct detection,SV-DD）系统中CD与RSOP联合均衡研究本论文提出了一种新的卡尔曼滤波器架构,在此基础了设计了一种对SV-DD系统中CD与RSOP联合盲均衡方案。本文首先分析了SV-DD系统中CD和RSOP联合损伤补偿的困难性,之后通过设计时频域卡尔曼滤波器构架,实现在时域均衡RSOP,在频域补偿CD。所提方案可以完成对累积CD值达到2550ps/nm（相当于150km的G.652光纤）结合RSOP速率高达2Mrad/s的损伤均衡。解决了 SV-DD系统中CD和RSOP联合均衡的难题。
蒋元元[9]（2020）在《后向散射对反射式同波长单纤传输系统影响的研究》文中研究指明传统的光纤通信系统存在信息被窃取的风险,尤其在保密通信的应用中更难满足安全性的要求。针对安全信息传输技术问题,本文研究了一种改进型高安全性的反射式相干光通信系统。由于信号光与本振光同源,在实现零差检测的同时,能够保证系统高频率稳定性。并且避免了使用光锁相环或闭环频率跟踪控制系统所带来的容易引起环路不稳定的问题。同时,对发射端的结构做出了改进,避免在信号调制过程中由重复调制产生的再调制噪声,改善调制效果。由于单纤双向传输的系统结构,以瑞利背向散射和受激布里渊散射为主的后向散射对系统性能产生不利的影响。因此,此类问题的研究对于评估反射式系统的性能具有重要意义。首先,简要介绍了光纤中常见的三种散射—瑞利散射、拉曼散射、布里渊散射。从经典理论和量子力学的角度分别阐述了瑞利背向散射和受激布里渊散射的物理机制。其次,详细介绍了改进型反射式系统的结构和工作原理。基于反射式系统的结构特点,分析了系统中相干瑞利噪声的来源,在线性传输模式下对系统的传输特性和相干瑞利噪声的特性进行了分析。从光纤参数和光源参数的角度,研究分析了受激布里渊散射的阈值特性。基于受激布里渊散射的耦合波方程,在MATLAB中采用高精度的四阶龙格-库塔法+打靶法对反射式系统下行链路的传输特性进行了数值分析。同时,分析了反射式系统接收端的信号光功率随入射光功率的变化,研究了基于受激布里渊散射的相干瑞利噪声的特性。最后,基于平衡探测的工作原理,介绍了反射式系统平衡探测的设计方案。分析了反射式系统单管探测和平衡探测的噪声组成。考虑平衡失配时,对平衡探测和单管探测的探测性能做了比较分析。在平衡探测和单管探测的信噪比公式中引入相干瑞利噪声,并对两种探测的灵敏度进行了比较。结果表明平衡探测对于灵敏度具有显着的改善效果,适用于微弱信号的探测。采用二进制相移键控（Binary Phase Shift Keying,BPSK）调制平衡探测的方式,根据光纤中有无发生受激布里渊散射,分别对低入射光功率和高入射光功率两种工作模式下的系统性能进行了分析与评估。对数据结果进行分析比较可得,改进型反射式系统无论是在低入射光功率还是高入射光功率的工作模式下,均表现出良好的通信性能,可应用在保密通信或某些特殊领域的高速相干光通信中。
张乃夫[10]（2020）在《基于机器学习的光纤信道动态模拟技术研究》文中提出近年来,机器学习技术和深度学习技术在生活、学习乃至各个领域中的应用不断加深,不断进步。在光通信领域中,其发展也尤为迅速,在研究中,人工智能对光通信行业有着重要意义,两者结合的方面不仅仅局限在软件方面,比如已经在信号性能检测、信号处理等方面都有了长足的发展,还有在硬件方面,对硬件的智能制造以及对整个系统的智能监测智能运维也会是未来的发展的重点。而在光纤通信系统建设方面,我们一直都是以实际操作或者专业人员采用专业软件进行模拟,这需要大量的专业人员进行操作,并且可能会造成一些不必要的材料损耗,而本论文在节省人力物力、减少耗用资源以及传统行业领域与新兴智能领域交叉结合的思想下,把机器学习、深度学习的方法引入光通信系统中光纤信道的模拟分析和接收端信号的自适应预测。本论文的主要工作如下:第一,分析了当前光纤信道与光通信系统模拟分析的研究现状和趋势,阐述总结了将人工智能算法应用于光通信领域的重要性和必要性。第二,结合人工智能技术应用于光通信的典型事例,比较了传统数值方法和人工智能方法在光纤通信系统模拟分析中的优缺点,并给出了人工智能算法在光纤通信技术研究中的适用场景和应用要点。第三,设计并实现了基于深度神经网络（DNN）、长短时记忆网络（LSTM）等深度学习算法的光纤信道模拟方案,仿真分析了所提方案的可行性和准确性。
二、光纤通信技术的发展趋势（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、光纤通信技术的发展趋势（论文提纲范文）
（1）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 |
（2）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 |
（3）基于多种辅助结构的多芯少模光纤设计及性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.1.1 光纤通信的演变历史 |
| 1.1.2 光纤传输容量的发展 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 多芯光纤 |
| 1.2.2 少模光纤 |
| 1.2.3 多芯少模光纤 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 多芯少模光纤性能研究的理论基础 |
| 2.1 多芯光纤性能研究的理论基础 |
| 2.1.1 芯间串扰 |
| 2.1.2 弯曲损耗 |
| 2.2 少模光纤性能研究的理论基础 |
| 2.2.1 少模光纤的模式分析 |
| 2.2.2 非线性效应 |
| 2.2.3 色散 |
| 2.2.4 差分模式群时延 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 异质双包层沟槽辅助结构纤芯设计 |
| 3.1 光纤常用结构设计 |
| 3.1.1 多芯少模光纤常用折射率分布结构 |
| 3.1.2 异质双包层沟槽辅助结构 |
| 3.2 异质双包层与同质双包层结构性能参数对比 |
| 3.3 内包层厚度对光纤性能参数的影响 |
| 3.4 内外包层折射率差对光纤性能参数的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 异质双包层沟槽辅助结构多芯少模光纤设计 |
| 4.1 三异构7芯10模光纤的设计方案 |
| 4.2 7芯10模光纤纤芯参数选取与仿真分析 |
| 4.2.1 同质纤芯与异质纤芯对比分析 |
| 4.2.2 纤芯结构参数确定 |
| 4.3 7芯10模光纤的空间排布设计及仿真分析 |
| 4.3.1 纤芯排布方式 |
| 4.3.2 外包层厚度 |
| 4.3.3 芯间距离 |
| 4.4 多芯少模光纤的设计方法及流程 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 双耦合环辅助型6-LP光纤 |
| 5.1 双耦合环辅助型6-LP光纤结构设计 |
| 5.2 双耦合环辅助型6-LP光纤的性能仿真分析 |
| 5.3 6-LP少模光纤参数优化 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（4）光纤通信的发展趋势及应用研究（论文提纲范文）
| 1 光纤通信技术的特点 |
| 1.1 能耗低 |
| 1.2 抗干扰能力强 |
| 1.3 容量大 |
| 2 光纤通信的发展趋势 |
| 2.1 无源光网络技术 |
| 2.2 全光网络技术 |
| 2.3 波分复用技术 |
| 2.4 光弧子通信系统 |
| 3 光纤通信的应用 |
| 3.1 军事领域中的应用 |
| 3.2 传统通信领域中的应用 |
| 3.3 有线电视网络方面的应用 |
| 3.4 电力通信领域的应用 |
| 4 结语 |
（5）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 |
（6）浅论现阶段我国光纤通信技术存在的问题及发展趋势（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 我国光纤通信技术的应用现状 |
| 1.1 在电力通信系统中的应用 |
| 1.2 在广播电视网中的应用 |
| 1.3 在互联网中的应用 |
| 1.4 在军事方面的应用 |
| 1.5 在民航中的应用 |
| 2 我国光纤通信技术发展中存在的问题 |
| 2.1 信息容量有待提升 |
| 2.2 核心干线建设需要完善 |
| 2.3 光纤接入技术发展较弱 |
| 3 光纤通信技术的未来发展趋势 |
| 3.1 超大容量信息传输 |
| 3.2 光弧子通信技术的完善 |
| 3.3 实现真正的全光网络 |
| 4 结束语 |
（7）面向精细化工流程控制的实时通讯研究与实现（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 1 论述 |
| 1.1 课题来源与研究意义 |
| 1.2 精细化工行业概况 |
| 1.3 精细化工流程控制系统现状与发展趋势 |
| 1.4 光纤通信技术的现状 |
| 1.5 课题研究的主要内容 |
| 2 相关理论与技术 |
| 2.1 生产工艺与设备控制工艺 |
| 2.2 光纤通信原理 |
| 2.3 网口通讯的建立 |
| 2.4 西门子S7协议 |
| 2.5 基于Microsoft.Net框架的窗体应用开发 |
| 2.6 基于TIA Portal的 PLC程序开发 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 面向精细化工流程控制的实时通讯研究 |
| 3.1 上位机与PLC之间光纤通信的搭建 |
| 3.2 上位机与PLC通讯架构 |
| 3.3 虚设备与变量定义模块 |
| 3.4 发送与解析模块 |
| 3.5 读写报文的添加模块与通道线程的设计 |
| 3.6 结果分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 面向精细化工流程控制的自动化软件开发 |
| 4.1 软件设计方法与流程 |
| 4.2 软件系统架构与功能需求 |
| 4.3 上位机数据库表结构设计 |
| 4.4 流程控制系统上位机开发 |
| 4.5 PLC程序设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 流程控制系统的集成 |
| 5.1 流程控制系统架构 |
| 5.2 流程控制系统的实现 |
| 5.3 流程控制系统性能与结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）高频谱效率光纤通信系统中偏振相关损伤均衡方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 全球数据业务的需求与变化趋势 |
| 1.2 光纤通信系统的发展历程、趋势与挑战 |
| 1.2.1 光纤通信系统的发展历程 |
| 1.2.2 光纤通信系统的发展趋势 |
| 1.2.3 高速光纤通信面临的问题与挑战 |
| 1.3 高速光纤通信系统中偏振相关损伤均衡研究现状 |
| 1.3.1 RSOP均衡研究现状 |
| 1.3.2 PDL损伤均衡的研究现状 |
| 1.3.3 SV-DD系统损伤均衡的研究现状 |
| 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 光纤通信系统基础理论 |
| 2.1 相干光通信系统 |
| 2.1.1 发射机 |
| 2.1.2 相干接收机 |
| 2.2 SV-DD系统 |
| 2.2.1 SV-DD系统发射机 |
| 2.2.2 SV-DD系统接收机 |
| 2.3 光纤信道损伤 |
| 2.3.1 损耗及ASE噪声 |
| 2.3.2 色度色散 |
| 2.3.3 非线性效应 |
| 2.4 偏振效应 |
| 2.4.1 偏振光的数学表示 |
| 2.4.2 偏振态变化 |
| 2.4.3 偏振模色散 |
| 2.4.4 偏振相关损耗 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 光纤通信系统损伤均衡技术研究 |
| 3.1 正交化和归一化 |
| 3.2 色度色散均衡 |
| 3.3 克尔非线性效应均衡 |
| 3.4 偏振相关损伤均衡 |
| 3.4.1 恒模和多模算法 |
| 3.4.2 斯托克斯空间法 |
| 3.4.3 基于卡尔曼滤波器的算法 |
| 3.5 SV-DD系统偏振损伤均衡 |
| 3.5.1 盲均衡算法 |
| 3.5.2 训练序列辅助的均衡算法 |
| 3.5.3 判决辅助最小均方算法 |
| 3.5.4 基于卡尔曼滤波器的算法 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 光纤信道中RSOP建模与快速RSOP损伤均衡研究 |
| 4.1 两参量RSOP模型 |
| 4.1.1 SOP的两参量表示 |
| 4.1.2 两参量RSOP建模分析 |
| 4.2 RSOP的3参量模型 |
| 4.3 两参量RSOP模型引发的问题 |
| 4.3.1 两参量RSOP模型的不完备性 |
| 4.3.2 两参量RSOP模型导致的补偿问题 |
| 4.4 基于卡尔曼滤波器的三参量RSOP均衡算法 |
| 4.4.1 基于卡尔曼滤波器的三参量RSOP均衡算法原理 |
| 4.4.2 基于卡尔曼滤波器的三参量RSOP均衡算法性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 快速RSOP和PDL联合均衡方案研究 |
| 5.1 PDL模型及对信号的影响 |
| 5.2 光纤信道中的PDL和RSOP联合效应 |
| 5.3 RSOP和PDL联合均衡方案设计 |
| 5.3.1 对RSOP和PDL联合损伤模型的简化 |
| 5.3.2 功率差的均衡以及RSOP的追踪 |
| 5.3.3 OSNR不平衡的缓解 |
| 5.4 快速RSOP和PDL联合均衡方案验证与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 SV-DD系统中CD与RSOP联合均衡研究 |
| 6.1 SV-DD系统中CD与RSOP联合效应 |
| 6.2 基于卡尔曼滤波器的CD与RSOP联合均衡算法设计 |
| 6.2.1 卡尔曼滤波算法设计三要素 |
| 6.2.2 滑窗结构 |
| 6.2.3 均衡方案流程 |
| 6.3 基于卡尔曼滤波器的CD与RSOP联合均衡算法验证与分析 |
| 6.3.1 基于卡尔曼滤波器的CD与RSOP联合均衡算法参数优化 |
| 6.3.2 基于卡尔曼滤波器的CD与RSOP联合均衡算法性能分析 |
| 6.3.3 基于卡尔曼滤波器的CD与RSOP联合均衡算法复杂度分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 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 |
（9）后向散射对反射式同波长单纤传输系统影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤通信的发展 |
| 1.2 相干光通信技术及发展现状 |
| 1.3 课题的研究意义 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 后向散射的理论基础 |
| 2.1 光纤的散射损耗 |
| 2.2 瑞利背向散射 |
| 2.3 受激布里渊散射 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 后向散射对反射式系统影响的分析 |
| 3.1 反射式相干光通信系统的方案设计 |
| 3.2 反射式系统中相干瑞利噪声的分析 |
| 3.2.1 相干瑞利噪声的来源 |
| 3.2.2 相干瑞利噪声的特性分析 |
| 3.3 反射式系统中SBS的数值分析 |
| 3.3.1 SBS阈值特性的研究 |
| 3.3.2 基于SBS的下行链路的数值分析 |
| 3.3.3 基于SBS的 CRN的特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 反射式系统性能的综合分析 |
| 4.1 系统相干检测的方案设计 |
| 4.2 两种探测方式的探测性能的分析 |
| 4.2.1 单管探测的噪声分析 |
| 4.2.2 平衡探测的噪声分析 |
| 4.2.3 单管探测和平衡探测的性能比较 |
| 4.3 两种工作模式下的反射式系统的性能评估 |
| 4.3.1 低入射光功率下的性能分析 |
| 4.3.2 高入射光功率下的性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（10）基于机器学习的光纤信道动态模拟技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤通信系统的发展背景、特点及施工特点 |
| 1.1.1 光纤通信的发展背景 |
| 1.1.2 光纤通信的特点 |
| 1.1.3 光纤通信网络的现实施工背景 |
| 1.2 光通信系统的研究现状及其发展趋势 |
| 1.2.1 光通信系统的研究现状 |
| 1.2.2 未来光通信系统的发展趋势 |
| 1.3 人工智能、机器学习与深度学习 |
| 1.3.1 人工智能、机器学习和深度学习的介绍 |
| 1.3.2 机器学习与深度学习 |
| 1.3.3 深度神经网络(DNN)的应用及发展 |
| 1.3.4 循环神经网络(RNN)的特点及发展 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.4.1 研究思路 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.5 本论文的组织结构 |
| 第二章 人工智能算法在光纤通信系统方面的应用 |
| 2.1 光纤通信的一些技术原理及系统结构 |
| 2.1.1 光纤通信系统结构 |
| 2.1.2 光纤通信的一些技术原理 |
| 2.2 人工智能算法在光纤通信系统方面的应用 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 光纤信道模拟及算法选择 |
| 3.1 传统的信道模拟方法 |
| 3.2 传统信道模拟方法的使用及其缺点 |
| 3.3 采用智能算法的关键技术分析 |
| 3.4 选用机器学习算法的优势 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于人工智能的光纤信道分析 |
| 4.1 基于深度神经网络(DNN)的光纤信道分析 |
| 4.1.1 数据采集 |
| 4.1.2 DNN原理及DNN模拟光纤信道分析 |
| 4.2 基于长短时记忆(LSTM)的光纤信道分析 |
| 4.2.1 数据采集 |
| 4.2.2 RNN及LSTM原理 |
| 4.2.3 LSTM光纤信道模拟分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文情况 |
四、光纤通信技术的发展趋势（论文参考文献）
- [1]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)
- [2]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
- [3]基于多种辅助结构的多芯少模光纤设计及性能分析[D]. 臧鸿飞. 北京邮电大学, 2021(01)
- [4]光纤通信的发展趋势及应用研究[J]. 谢建军. 科技与创新, 2021(10)
- [5]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)
- [6]浅论现阶段我国光纤通信技术存在的问题及发展趋势[J]. 梁哲毅. 数字通信世界, 2020(11)
- [7]面向精细化工流程控制的实时通讯研究与实现[D]. 黄嘉明. 暨南大学, 2020(03)
- [8]高频谱效率光纤通信系统中偏振相关损伤均衡方法研究[D]. 崔楠. 北京邮电大学, 2020(04)
- [9]后向散射对反射式同波长单纤传输系统影响的研究[D]. 蒋元元. 电子科技大学, 2020(07)
- [10]基于机器学习的光纤信道动态模拟技术研究[D]. 张乃夫. 北京邮电大学, 2020(05)