- 杨可歆;黄婷婷;周鹏;李鑫;闫颖;李泳成;
【目的】全光脊叶（AOSL）数据中心网络（DCN）采用由多级波长选择开关（WSS）级联的架构，波长易在WSS的端口处出现冲突，导致光通道建立失败，从而严重影响了网络的频谱使用效率。为解决这一问题，可以在其脊层WSS的输入端口处放置包含若干个可调谐波长转换器（TWC）的模块，进行任意波长之间的转换，提高网络灵活性。然而，这将导致AOSL DCN的组网成本极大增加。为此，文章希望通过提出有限波长转换AOSL DCN架构在网络性能与组网成本之间找到平衡。【方法】文章提出了两种有限波长转换方案，包括部分端口允许波长转换和部分波长允许转换。其中，部分端口允许波长转换是只在部分脊层WSS前放置TWC模块，且各模块均可实现全波长转换；而部分波长允许转换则在全部脊层WSS前放置TWC模块，且各模块仅允许特定波长转换。此外，文章也针对这两种网络架构的静态光通道业务部署问题，提出了相应的路由、波长和时隙分配（RWTA）算法。【结果】仿真结果表明，文章提出的两种网络架构都能在总业务完成时间（TCT）和总WSS重配次数等方面获得接近具备全波长转换能力的AOSL DCN性能。【结论】文章所提有限波长转换AOSL DCN在降低组网成本的同时有效保障了网络的性能。
2026年01期 No.253 5-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 1806K] - 刘紫玥;李正璇;杨勤尧;高奇;王梁;宋英雄;
【目的】针对多用户的相干光系统上行链路传输场景，文章为提升差分调制在该场景下的可行性，提出了两种改进后的差分方案。【方法】基于16阶差分幅度相移键控（DAPSK）调制能够在准稳态下的正交频分复用（OFDM）传输帧内自动消除相差的特性，文章提出了一种采用不同阶差分相位联合调制的方案，并引入扰码器进一步提升了系统性能。【结果】仿真结果表明，在100 Gbit/s的传输速率下，相比于16DAPSK调制，差分相位联合调制方案和结合扰码器的差分相位联合调制方案分别为系统带来了约2和3 dB的灵敏度提升。【结论】文章所提两种调制方案的误码率（BER）性能优于原始方案，提高了数据传输的可靠性。
2026年01期 No.253 12-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 2012K] - 鹿辉;刘逢清;赵翔宇;
【目的】为了解决目前时分波分光网络存在的负载不均衡、资源效率低、流量地域和时域分布周期性涨落导致的“潮汐效应”等问题，文章提出了基于阵列波导光栅（AWG）的灵活多时分波分复用（TWDM）-无源光网络（PON）系统方案。【方法】该系统结合固定与可调波长激光器，利用AWG的路由特性，根据网络负载实时调整各PON的分配带宽，在实现波长资源灵活分配的同时保持了光分配网络的无源性。【结果】系统实现了波长共享和资源的高效分配，能满足不同用户对带宽的多样化需求。仿真结果表明，在单波长传输速率为10 Gbit/s时，下行传输功率预算超过34 dB，并且最大传输距离为30 km时系统分支比可达1∶512。【结论】文章所提设计方案不仅能有效提升资源利用率、优化网络传输性能，还兼顾了系统部署经济性与可靠性，可适配4K/8K超高清视频和云计算等多样化高速业务需求，为下一代光接入网络应对流量分布不均问题提供了可行技术路径，具备良好的实际应用价值。
2026年01期 No.253 20-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 2205K] - 寇芸洁;范亚男;朱雁兵;尚佳奇;王斐然;
【目的】量子通信是一种具有广阔应用前景的新型通信方式，其与经典的信息科学技术相结合，具有无条件安全性以及对信息的高效传输等特性，是当今通信领域的研究热点。高维量子纠缠通常具有很强的非局域性，能够更好地保障量子通信过程中的安全性，在量子通信和量子计算中扮演着至关重要的角色。为了满足量子信息科学对高维量子纠缠态的需求，文章提出了一种基于光子轨道角动量（OAM）的高维贝尔态产生方法，能够高保真度地生成所需的完备贝尔态基矢。【方法】文中首先研究了光子OAM的自发参量下转换（SPDC）过程，并进一步利用遗传算法（GA）对泵浦光的量子态进行优化，以获得所需的高维最大纠缠态。文章详细分析了拉盖尔高斯（LG）光束的特性，并探讨了其在SPDC过程中的应用，通过优化泵浦光的各参数，在三维、四维和五维空间中产生了最大纠缠态。【结果】通过空间模式光谱分布对比表明，优化后的纠缠态与目标态具有更高的保真度。此外，通过模拟产生16个贝尔态，验证了生成的量子态能构成四维希尔伯特空间的完备基。【结论】文章所提方案不仅实现了高维纠缠态的有效产生，也使更长距离的量子通信，甚至在全球范围内实现量子通信系统成为可能。而且为量子通信和量子计算领域中的高维纠缠态的应用提供了新的途径，对推动量子信息科学的发展具有重要意义。
2026年01期 No.253 28-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 2391K] - 余继科;孙晓川;杨硕晗;李莹琦;
【目的】实现高质量、高可靠的信息传输是语义通信领域的重要目标。深度联合源信道编码（DeepJSCC）作为一种有效的语义通信方法，已经取得了一定的进展。然而，现有基于DeepJSCC的语义通信方法在低信噪比（SNR）环境下仍然面临信道干扰导致的语义失真问题，难以达到理想的语义传输质量，从而制约了通信的可靠性和准确性。为解决这一痛点，文章旨在设计一种新型的DeepJSCC框架，有效抑制信道噪声对语义信息的干扰，提高语义通信系统的鲁棒性。【方法】文章所提新型DeepJSCC框架融合了空间域和频域两种视角，实现了对语义信息全面、高效地表达和传输。在空间域，该框架对图像进行全局与局部语义特征的高效提取，确保语义信息在编码阶段得到完整的保留；在频域，则对频率成分进行精准识别，能够准确分辨对解码端任务影响最大的频率分量。从而充分增强核心语义频率分量的表达，同时抑制噪声频率，大幅减少信道噪声导致的语义失真。【结果】文章在公开数据集上评估了所提方法的性能表现，并将其与现有的先进语义通信方法进行对比。实验结果表明，与现有DeepJSCC方法相比，文章所提新框架能够在恶劣的通信环境（如低SNR）中显著提升语义信息的传输准确性，有效缓解语义失真对通信质量的影响，从而增加了语义通信系统的鲁棒性。【结论】文章所提新型DeepJSCC框架融合了空间域和频域的优势，通过创新的编码策略实现了高效的语义特征提取和核心语义频率分量增强，从而极大地提高了语义通信在恶劣环境下的鲁棒性，为语义通信系统的可靠性和高质量传输提供了新的解决方案。
2026年01期 No.253 36-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1916K] - 余辰东;刘申璇;倪磊君;
【目的】主流无源光网络（PON）技术采用的上行时分多址接入（TDMA）方式以及光线路终端（OLT）侧光模块采用的强度调制直接检测方式，决定了流氓光网络单元（ONU）问题是PON技术的固有缺陷，流氓ONU作为PON中常见问题，其故障成因与表现多样，因此定位防护均很困难。为保障PON的稳定运行，需要找到适用性强、处理效率高的定位防护手段。【方法】文章通过对流氓ONU故障成因与影响的对比分析，比较了传统定位方法的应用场景与优缺点，从而优选出特征匹配法作为流氓ONU的主要定位防护方法，通过基于PON链路相关的告警、拓扑、状态和性能等外部明显特征与预设策略的匹配，从网络到网元多层次的数据统计和事件对比，找到流氓ONU的快速定位路径，并结合大数据分析探讨了流氓ONU定位防护的后续研究方向。【结果】基于分析，传统方法存在各种限制与效率问题，综合定位防护效果不佳。基于网络事件的数据分析比对，特征判断方法对各种流氓ONU场景的通用性较好，不但对当前故障可较快定位，且所述方法对历史故障或故障预防也适用。且特征判断方法的定位时长和防护效果均较符合预期。【结论】流氓ONU故障随着网络变化和技术升级，业务场景的扩展也呈现出动态变化的特点，因此对应的定位防护手段也需要与时俱进。结合网元、网络各类事件与特征的综合分析方法，可很好地适应上述变化；同时辅之以定位算法优化迭代，实现对流氓ONU的动态适配和高效定位，最终保障PON的稳定运行。
2026年01期 No.253 44-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1548K] - 曹文强;陈雅蓉;朱锐;张红;韩丁;
【目的】针对低信噪比（SNR）环境下非合作通信宽带信号盲检测效果不佳的问题，文章旨在通过创新预处理策略提升信号检测性能，确保复杂电磁环境中通信的可靠性与稳定性。【方法】文章提出了一种新颖的信号预处理与检测框架，其核心在于运用生成扩散先验的图像盲恢复（DiffBIR）模型。DiffBIR模型是一种集成了去噪、去模糊及超分辨率技术的先进图像处理方法，经文献检索确认，该模型在宽带接收信号时频图优化中的应用尚未见公开报道，具有创新性。具体实施中，先借助DiffBIR模型处理增强信号时频特征，随后利用Matlab平台集成的连通组件分析算法进行精细化信号检测，以期在低SNR场景下实现更精准的信号识别。【结果】实验结果显示，该方案在-15～-25 dB的低SNR测试条件下，相较于传统未优化方法，检测精确率提升了133%，召回率增加了32%，且综合评价指标F1分数也实现了139%的增长。这些数据明确反映出，经过DiffBIR模型预处理后的信号在保持高召回的同时，显著提高了检测的精确性。【结论】文章成功构建了一套基于DiffBIR模型的宽带信号盲检测技术体系，有效克服了低SNR环境下信号检测的挑战。该技术不仅极大增强了信号的可检测性和识别精度，还在实践中展示了其应用于复杂电磁环境的潜力，为军事及民用通信系统的信号处理提供了新的理论基础和技术途径，具有重要的理论价值和实践意义。
2026年01期 No.253 50-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1696K] - 姚文杰;陈均;黄惠琳;沈俊奕;段明雄;吴剑军;
【目的】文章针对传统超长无中继通信系统中存在极高链路损耗，而导致传统收发机架构接收机灵敏度受限的问题，提出了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的超高灵敏度收发机方案，通过优化传统相干数字信号处理（DSP）算法，提出了无中继通信系统的实时通信方案。【方法】文章通过仿真建模分析了偏振复用正交相移键控（PDM-QPSK）信号在不同传输速率下的接收灵敏度，并利用4个远程增益单元（RGU）搭建了长达832.88 km的超长无中继通信系统，对实时传输进行了实验验证。【结果】仿真分析表明，优化后的超高灵敏度接收机在2.5 Gbit/s速率下的接收机灵敏度为-53.5 dBm，在625 Mbit/s速率下的接收机灵敏度为-59.3 dBm。成功完成了传输距离为832.88 km，传输速率为625 Mbit/s的PDM-QPSK实时无中继通信传输实验验证，其中G. 654 E单模光纤的总传输损耗为121.2 dB。【结论】文章所提基于FPGA的相干收发架构能够在超低接收光功率下实现高灵敏度信号检测，并且通过将其与拉曼泵浦放大器与RGU相结合，可进一步延长超长无中继传输系统的传输距离。
2026年01期 No.253 58-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 2352K] - 李希贤;李昌元;王攀;
【目的】在传统光时域反射仪（OTDR）的研制中，信号去噪的处理依赖于累加平均的方法，虽有效但随着需求的提升对时间资源的消耗呈指数增长。针对新型OTDR设备对信号去噪效果和时间效率的更高要求，文章提出了一种基于改进红狐（FOX）优化算法的小波去噪方法。【方法】文章所提方法将改进的FOX优化算法与小波阈值去噪相结合，使小波阈值去噪能够摆脱大量参数带来的不确定性，面对不同特征的信号方便地进行参数设置进而实现部署。文章设计了改进的自适应FOX优化算法，在原算法的随机搜索阶段加入自适应因子，使算法在具备更优随机搜索能力的同时保证了收敛性能。改进算法经过测试函数集和显著性检验，验证了其相比于原算法具备更好的寻优性能。进一步地，将改进算法与小波阈值去噪结合的方法运用到OTDR仿真及实测信号实验中。【结果】仿真实验结果表明，相比于传统遗传算法和原始FOX算法，文章所提改进FOX算法在信噪比（SNR）和均方根误差（RMSE）两项评价指标上分别提升了16.10%、4.25%和降低了16.30%、4.97%，去噪后的信号相较于原始信号，SNR提高了3.187 dB,RMSE降低了0.272 6。实测数据实验中，去噪后的信号相较于原始信号，SNR提升了2.376 dB，未陷入2.368 dB的局部最优解，平均耗时19.56 s，结果均优于两种对比算法，并分别得到了参数设置方案。【结论】文章所提基于改进FOX优化算法的小波去噪方法，优化了参数设置过程，显著提升了去噪效果，为OTDR设备及其他应用场景的信号处理提供了一种新的解决方案。
2026年01期 No.253 64-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1638K]