一、多媒体塑料光纤通信（论文文献综述）
周从文[1]（2021）在《ROF系统多模光纤传送技术研究》文中研究说明近年来,随着物联网应用兴起,智能终端设备以及高速宽带接入的普及,以及用户对高速流媒体的需求日益增长。在接入网,车联网,室内光接入,光纤入户等领域对数模信号同时传输提出新的需求。而多模光纤适合用于短距离光接入网的传输,因此有需要对光载无线领域中的多模光纤传方案输进行研究。本文首先研究了光载无线系统中,高速数字信号与模拟射频信号在光载无线接入网等场景下的传输问题,提出了一种基于频谱零点叠加的数字与模拟信号叠加传输方法。该方法可以实现在单波长实现两种信号的叠加传输,对该方法进行的仿真和实验结果表明,该方法可以在实现数字信号与模拟信号叠加传输时,具有高频谱利用率并具有较低相互干扰。然后基于多模光纤等特种光纤的传输特性,对光载无线系统中数字与模拟信号在多模光纤中的叠加传输进行了研究。基于以上理论基础,本文完成了如下工作:（1）针对数模信号的同时传输需求,研究分析在光载无线系统中的传输方案,提出多种信号可同时传输的数模信号叠加传输方案,并进行数字仿真验证和实验方案设计。通过实验研究完成数模信号传输系统参数设计,该方案可适用于家庭网络中以及车辆网络中。对2.6 Gbps高速基带信号与 100 MHz 的 64正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation,QAM）射频信号叠加方案进行传输性能测试。实验结果表明,背靠背系统实验中,该叠加传输方案可以在实现较低性能损耗的同时实现数字信号与模拟信号的同时传输。（2）对多模光纤的特性进行研究,并提出在多模光纤信道下,主瓣宽度2.6GHz的不归零二进制振幅键控（On-Off Keying,OOK）的基带信号与5.2GHz正交频分复用的模拟信号叠加传输方案。基带信号在接收端可以通过电路自动滤波,模拟信号在经过带通滤波后完成解码,基带信号和模拟信号均可达到业务所需传输误码率要求,信号间干扰较低。通过实验对特种多模光纤传输性能进行评估对比,多模光纤主要包括塑料光纤,抗弯折光纤等多模光纤。并分别在1550nm激光和1310nm激光条件下进行了传输实验。其中,塑料光纤信道下,不归零OOK信号的功率代价相比抗弯折光纤更低。抗弯折光纤中传输射频（Radio Frequency,RF）信号时有更大输入信号功率动态范围。各种光纤对基带信号和模拟信号的传输性能各有优劣。（3）研究提出具有良好频谱效率的频分复用数模信号混合叠加传输方案,该传输方案具有传输容量上的提升。该方案主要首先将多个不归零开关键控（Non Return Zero On-off Keying,NRZ-OOK）信号进行滤波和移频后进行叠加,该信号与模拟信号进一步叠加,此方案提高了频谱利用率。在多模光纤信道的传输进行了实验,多模光纤包括塑料光纤（Plastic Optical Fiber,POF）和抗弯折光纤（Bend Insensitive POF,BI-POF）以及多模光纤（Multi-Mode Fiber,MMF）等,使用误码率和误差向量幅度（Error Vector Magnitude,EVM）等性能参数对系统传输性能进行了评估。
陈光[2]（2021）在《光载射频信号处理若干技术及应用研究》文中研究指明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。
周爽[3]（2021）在《STAR sTGC探测器系统研究》文中指出位于布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机（RHIC）是目前世界上正在运行的能量最高的重离子对撞机。螺旋径迹探测器（STAR）是RHIC的主要探测器之一,它的主要科研目标是研究高能量密度下强相互作用物质的行为以及探测夸克胶子等离子体（QGP）的形成及其特征。STAR探测器是一个优秀的中间快度区探测器,但随着研究的深入,科学家们发现在前向快度区的实验探测越来越重要,因此STAR合作组提出了 STAR探测器前向升级计划。STAR探测器前向升级计划需要建造一个细条窄间隙室（sTGC）探测器系统,来提高STAR探测器在前向快度区的带电粒子鉴别能力、粒子径迹追踪能力和堆积事例抑制能力。STAR sTGC探测器系统由中国科学技术大学与山东大学共同负责研发与生产,其中,中国科学技术大学主要负责信号读出与数据采集系统设计,山东大学主要负责sTGC探测器设计。目前,山东大学已制作出sTGC原型探测器。本论文基于sTGC原型探测器研究了 STAR sTGC探测器系统的实现方案,并测试了原型系统的各项性能。STAR前向升级计划要求sTGC探测器系统需要具有优秀的位置分辨能力和高探测效率,同时,sTGC探测器系统还要满足STAR实验环境的安装和数据通信等方面的要求。基于上述要求,本论文提出了一套由探测器、读出电子学系统和数据采集系统三部分组成的STAR sTGC探测器系统的具体设计方案。探测器分为4层,共有20000个读出通道,通过高通道密度设计来提高位置分辨能力。sTGC探测器的探测效率与工作电压相关,在合适的工作电压下探测效率可以达到95%以上。为满足系统安装等要求,读出电子学系统分为了前端读出板和读出驱动板两部分。前端读出板直接安装在探测器边缘,负责测量探测器输出的电荷信号。前端读出板实现了高通道密度下电荷信号测量,并设计了 3.2Gbps数据率的高速串行通信方案来满足事例数据传输的需求。读出驱动板负责为前端读出板提供同步时钟和控制命令,并将前端读出板的探测结果发送到数据采集系统。读出驱动板上设计有满足STAR实验系统要求的触发接收模块和10Gbps光纤通信模块,并设计了大容量数据缓存模块。数据采集系统负责控制读出电子学系统的工作流程以及存储探测数据等功能。针对STAR实验运行和原型系统测试两种不同的工作环境,使用不同的数据采集方案。在STAR实验运行中,使用STAR现有的数据采集系统;在原型系统测试中,则设计了基于10G以太网的测试平台数据采集系统。本文分别在电子学测试平台和宇宙线测试平台下对原型系统进行了性能测试。在电子学测试中,对读出电子学系统的通道噪声、基线、线性等性能指标进行了测试,并在运行温度、数据误码率等方面进行了系统稳定性测试。在宇宙线测试中,对原型系统的通道性能、位置分辨、探测效率等方面进行了测试。测试结果表明,原型系统的通道噪声小于0.80fC,位置分辨为157μm,探测效率高于99%,均满足系统设计目标。本文的主要创新点如下:（1）完成了针对相对论重离子对撞的sTGC探测器原型系统,实现了对粒子位置信息的精确测量,经测试能够满足STAR前向探测的物理需求。（2）针对STAR sTGC探测器设计了具有212个读出通道的前端读出板,以满足高通道密度下的电荷信号测量需求。前端读出板的通道等效噪声电荷低于0.54fC,数据传输速率为3.2Gbps。（3）设计了满足20000个通道数据采集需求的读出驱动板系统,并且该系统满足STAR数据接口需求以及离线缓存需求。系统总数据率为307.2Gbps,经测试能够满足各项设计需求。
王曙敏[4]（2021）在《U型塑料光纤折射率传感器研究》文中指出折射率是材料的一个重要物理参数,通过折射率检测可以了解材料的浓度、纯度、温度等性质及其变化状态,因此,折射率传感技术被广泛应用到医学医疗、生物化学、液位检测等领域。在各类折射率传感器中,光纤折射率传感器具有抗电磁干扰、反应迅速、灵敏便捷等优点,可以应用到各种复杂环境中。相比于石英光纤传感器,塑料光纤传感器直径大、连接简单、易于加工,可以采用激光器或发光二极管作为光源,基于塑料光纤传感器的折射率传感应用获得越来越多的关注。本文提出了一种U型双侧抛结构塑料光纤折射率传感器,可实现液体折射率的快速、低成本、高灵敏度检测。待测液折射率的变化会引起U型双侧抛结构塑料光纤输出光功率的变化,且输出光功率变化与折射率变化成比例,通过检测输出光功率可以达到检测折射率变化的目的。U型结构可以制作为探针式传感头,双侧抛结构可以使光纤中的光与待测物质充分接触,从而提高灵敏度。本文基于几何光学原理,建立了传感器结构三维模型,利用光线追迹法对U型双侧抛结构进行了仿真分析,相比于已报道的二维仿真模型,用三维仿真结构可有效提高仿真精度。论文首先通过对U型弯曲结构的仿真确定最佳的弯曲半径,确定仿真射线数量以及角度等等参数基础上,对U型双侧抛结构中侧抛角度、抛光深度和传感器灵敏度的关系进行了分析;通过控制变量法,确定最优的抛光角度和抛光深度,结果表明,在弯曲半径5 mm、侧抛角度60°和抛光深度400μm时灵敏度最佳。本文对塑料光纤加热弯曲后打磨抛光,制成U型双侧抛结构传感头,利用标注折射率匹配液并对其传感性能进行了测量。实验结果表明,双侧抛的抛光角度和抛光深度均对传感器灵敏度有重要影响,当弯曲半径为3 mm、抛光深度400μ m和抛光角度60°时,在1.33到1.39折射率范围内,灵敏度可达1541%/RIU,且具有良好线性度。此外,本文在20℃到50℃的温度变化区间内对传感器的温度相关性进行了实验研究,结果表明,可通过温度补偿方法减少因温度变化导致的传感器测试误差。
彭学勤,董梦雪,马琳[5]（2020）在《大数据背景下塑料光纤通信系统安全态势诊断研究》文中进行了进一步梳理为提升塑料光纤通信安全态势诊断能力,基于Hadoop大数据平台、应用深度学习技术设计塑料光纤通信安全态势诊断系统。基于并行多任务机制,设置并行任务数为16,批次样本量为20。对于系统中的诊断模型,设计3个分支网络,期望通过卷积神经网络、非线性激活函数、长短期记忆网络捕获多样、抽象、非线性、强依赖性的塑料光纤安全态势特征。经仿真分析表明,本系统对于优、良、中、差、危5种安全态势级别的诊断准确率分别为0.987、0.991、0.979、0.975和0.981,具备较少的建模时间和较高的诊断效率,优于当前的RBF神经网络和BP神经网络诊断系统。
魏赫阳[6]（2020）在《基于CNN的塑料光纤信道解码技术研究》文中研究指明为降低塑料光纤中放大自发发射噪声对解码信号的影响,应用卷积神经网络实现塑料光纤信道解码器,并设计三个TInception类型网络。将TanH非线性激活函数应用于解码器网络第一层,将设计的TInception2应用于解码器网络第二层,可提升训练效率,便于从塑料光纤信号中捕获多样且抽象的信号特征,增强模型的特征表达能力。经仿真,本塑料光纤信道解码器在非对称X～2噪声信道、非对称高斯噪声信道、加性高斯白噪声信道上,对于硬判决和软判决,Q因子为5.75时,信号误码率分别为0.082 72、0.000 64、0.007 26、0.001 23、0.006 27和0.001 34,均低于传统Viterbi光纤信道解码器和反馈神经网络解码器。
教育部[7]（2020）在《教育部关于印发普通高中课程方案和语文等学科课程标准（2017年版2020年修订）的通知》文中研究指明教材[2020]3号各省、自治区、直辖市教育厅（教委）,新疆生产建设兵团教育局:为深入贯彻党的十九届四中全会精神和全国教育大会精神,落实立德树人根本任务,完善中小学课程体系,我部组织对普通高中课程方案和语文等学科课程标准（2017年版）进行了修订。普通高中课程方案以及思想政治、语文、
王建帅[8]（2020）在《基于光子晶体光纤的全光纤器件研究》文中进行了进一步梳理第五代移动通信技术（5G）将要在2020年全面实现商用,国家工信部以及电信科技委员会指出全光网是5G最理想的承载网络。自2016年起,国家“十三五”计划提出实施网络强国战略,大力推进全光网的建设。然而,非全光纤器件存在的模式失配、接入耦合损耗较高等问题严重制约了全光网的发展。因此,器件的全光纤化迫在眉睫。基于光子晶体光纤（PCF）的器件因其独特的空气孔排布结构和优良的导光特性,可有效降低模式失配,提高通信质量。双芯光子晶体光纤（TCPCF）结合了双芯光纤（TCF）和PCF的优势,在全光处理领域有广泛应用。本文以器件全光纤化为目标,围绕PCF和TCPCF开展了全光纤结构的电光调制器、传感器、偏振滤波器以及偏振分束器四类器件的理论与实验研究。主要工作和创新成果如下:1.根据耦合模理论,建立了TCF的调制模型,提出了一种基于D型TCF（DTCF）的全光纤电光调制器。首先实验测试了不同应力下TCF的传输谱,其应力灵敏度为1.36 pm/με,表明TCF的传输谱可通过外界参数调控。根据DTCF中的两个芯子对外界敏感性不同,通过调控电压实现光的强度调制。研究表明,电光调制器的3 d B调制电压为1.26 V,且电压为2.7 V时,调制器具有较高的消光比。该全光纤调制器可降低光纤系统的模式失配,有助于提高调制器的调制速率与带宽。2.提出一种基于PCF的金属表面等离子（SPR）低折射率传感器。PCF的芯子由两层反曲率的扇形环组成,传感器结构简单且性能与偏振方向无关。分析结果表明,该PCF-SPR传感器在低折射率1.20～1.34范围内,灵敏度最高可达-15900nm/RIU。在低折射率溶液准确监测、水杂质检测以及环境测量方面具有良好的应用前景。3.制作了两种基于“单模-光子晶体-单模”光纤结构的SPS传感器并对外界的温度和应力进行了测量。第一种结构采用六环反曲率的空芯PCF,测得该传感器的灵敏度分别为20 pm/oC和0.67 pm/με。第二种结构中研究了实芯PCF的空气孔无填充和填充甘油时的传感特性,填充甘油的传感器灵敏度分别为74 pm/oC和0.43 pm/με。测量结果表明,上述两种结构的SPS传感器均具有较好的抗应力交叉敏感能力,利于温度的准确测量。4.研究了一种基于D型PCF（DPCF）的全光纤可调谐偏振滤波器。在其上表面依次涂覆石墨烯和金,利用SPR效应和石墨烯化学势的改变可实现单波长、双波长以及三波长的偏振滤波,且波长位置灵活可调。分析结果表明,当器件长度为100μm,波长范围为1.0～1.4μm时,偏振消光比高于25 d B;基于所提出的DPCF偏振滤波器,对DPCF的制作工艺进行了研究,采用氢氟酸腐蚀的方法,可为偏振滤波器的最终实现,提供一种表面光滑的DPCF。5.提出了两种基于TCPCF的全光纤可调谐偏振分束器,向光纤空气孔中填充磁流体,通过外加磁场的变化,改变TCPCF的双折射效应,在输出端实现偏振态调谐和转换。利用有限元法对器件性能进行分析,当光纤为圆形孔结构,器件尺寸为8.13 mm,磁场强度为25 m T时,偏振态可实现完全转换。在此基础上,提出了基于椭圆和圆混合孔光纤的优化结构,研究表明,向光纤中心空气孔填充37%的甘油溶液,器件在长度为78μm时可实现偏振分离。向中心空气孔中填充磁流体,器件尺寸为1007μm,磁场强度为40.5 m T时,可实现偏振完全转换。该全光纤可调谐偏振分束器,能够同时实现偏振态的分离、调谐与转换,结构紧凑、易于集成。
孟祥迎[9]（2020）在《樊庄区块煤层气单井自动化测控单元的优选及地质评估》文中指出煤层气因其清洁和品质优良的特点,越来越被世界各国青睐,也成为新时期我国重点开发的新型能源。煤层气的排采需要密切关注各项生产数据,在注重储层特征,强化地质分析的同时引入自动化测控单元和通信技术,将自动化技术与地质分析相结合,研究适合樊庄区块煤层气单井的自动化测控单元,完善测控单元的各项功能,不仅能提高地质分析的精度,降低人工巡井的误差和劳动强度,及时准确地制定排采制度,加大安全系数,还能提高煤层气单井的产量,延长稳产期,减少成本,达到煤层气井的精细化、自动化的实时性管控。本文的研究不仅对于樊庄区块,对于其他煤层气产区,也有十分重要的借鉴意义。本文首先对樊庄区块的地质概况进行分析,掌握了樊庄区块的地层特征,发现了煤层气的排采特性,然后根据不同的排采方法采用相应的测控单元,经过多年的实践经验,并首次提出了显性成本与隐性成本,在综合评价各项因素和听取各方意见后,确定了一套最佳方案,即光纤有线网口变频PLC一体型。该测控单元采用光电传输系统进行光纤通信,彻底解决了山区内有些单井信号弱,通信质量差的问题;有线采集,保证了数据采集的准确性、稳定性和实时性;网口传输,提高了数据上传的效率和数据的完整性;变频器调速,不仅实现了节能降耗,还扩展了远程控制的功能;远程数据终端装置和自动化控制柜合为一体,便于操作。本文对该方案的产生过程及相应的配置有详尽的描述。本文确定的测控单元在樊庄区块的实际应用中表明可以实现对生产数据的实时准确的监控,能远程控制地面设备,能及时调整排采制度,减轻了工作人员的劳动强度,满足了地质排采的功能需求,为地质人员的分析提供了依据,达到了预期效果。
张皓瑜,王梅,芶小珊[10]（2020）在《基于塑料光纤技术的数据通信系统研究》文中指出随着互联网和信息技术的快速发展,传统的石英光纤网络难以处理大量的数据任务,因此,基于塑料光纤（POF）的数据通信系统被提出以应对不断增长的用户需求。提出了一个基于POF的数据通信系统仿真框架,该框架能够评估由几种无源和有源组件（包括光源、光检测器、光纤和连接器）构建的具有不同布局的塑料光纤系统的性能。通过仿真验证了所提系统的性能,展示了基本的数据传输功能,同时还给出了误码率与功率之间的关系,从而证实了仿真框架的强大功能。此外,通过与传统的光纤通信链路相比较,验证了所提系统在短距离数据通信中有着优越的表现,完全满足工业需求。
二、多媒体塑料光纤通信（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、多媒体塑料光纤通信（论文提纲范文）
（1）ROF系统多模光纤传送技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容与创新点 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 光载无线系统基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光载无线系统中的光调制技术 |
| 2.2.1 光调制器及其原理 |
| 2.2.2 光调制技术与毫米波产生方法 |
| 2.2.3 数字光载无线系统与模拟光载无线系统 |
| 2.3 光载无线系统解调方案与拍频噪声 |
| 2.3.1 光解调器之直接检测与相干检测 |
| 2.3.2 相干检测基本原理 |
| 2.3.3 射频与毫米波信号检测原理 |
| 2.3.4 多信号传输时光拍频噪声分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 光载无线系统数字模拟信号叠加传输方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光载无线系统数字信号与模拟信号叠加传输方法 |
| 3.3 光载无线系统数模信号混合传输方法 |
| 3.3.1 光载无线系统数字信号与模拟信号混合传输方案 |
| 3.3.2 实验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 多模光纤ROF系统的直接调制数模信号传输方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单模光纤与多模光纤 |
| 4.3 掺饵光纤放大器与量子点半导体光放大器 |
| 4.4 基于多模光纤的室内RoF多信号传输系统方案 |
| 4.4.1 光载无线系统多模光纤多信号传输实验方案 |
| 4.4.2 数模信号混合传输方案在1550nm激光中的传输实验 |
| 4.4.3 数模信号混合传输方案在1310nm激光中的传输实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 多模光纤的ROF系统的频分复用数模信号传输方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光载无线系统中的频分复用技术 |
| 5.2.1 频分复用 |
| 5.2.2 OFDM技术 |
| 5.3 多输入多输出系统原理 |
| 5.4 ROF系统频分复用多信号传输方案 |
| 5.4.1 频分复用多信号叠加传输的实验方案 |
| 5.4.2 仿真与结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 缩略语表 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（2）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 |
（3）STAR sTGC探测器系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 RHIC-STAR实验 |
| 1.1.1 相对论重离子对撞机 |
| 1.1.2 螺旋径迹探测器 |
| 1.2 STAR sTGC探测器系统的物理目标 |
| 1.2.1 STAR探测器前向升级计划 |
| 1.2.2 sTGC探测器系统的物理目标 |
| 1.2.3 sTGC探测器系统的指标要求 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 STAR sTGC探测器系统设计方案 |
| 2.1 STAR sTGC探测器系统需求分析 |
| 2.1.1 探测目标需求分析 |
| 2.1.2 安装尺寸限制分析 |
| 2.1.3 数据通信需求分析 |
| 2.2 STAR sTGC探测器系统结构 |
| 2.2.1 sTGC探测器 |
| 2.2.2 读出电子学系统 |
| 2.2.3 数据采集系统 |
| 2.3 系统设计可行性分析 |
| 2.4 设计方案总结 |
| 第3章 STAR sTGC探测器系统具体实现 |
| 3.1 前端读出电子学设计 |
| 3.1.1 前端连接器 |
| 3.1.2 前端网络 |
| 3.1.3 VMM3a |
| 3.1.4 数据接口 |
| 3.1.5 FPGA功能设计 |
| 3.1.6 电源设计 |
| 3.1.7 前端读出板布局布线设计 |
| 3.2 读出驱动电子学设计 |
| 3.2.1 系统同步设计 |
| 3.2.2 STAR DAQ系统通信链路设计 |
| 3.2.3 数据缓存设计 |
| 3.2.4 FPGA功能设计 |
| 3.2.5 电源设计 |
| 3.2.6 读出驱动板布局布线设计 |
| 3.3 数据采集系统设计 |
| 3.3.1 触发系统设计 |
| 3.3.2 光纤通信链路设计 |
| 3.3.3 数据采集软件设计 |
| 第4章 STAR sTGC原型系统测试结果 |
| 4.1 测试目标 |
| 4.2 建立测试平台 |
| 4.2.1 外部信号源 |
| 4.2.2 电子学测试平台 |
| 4.2.3 探测器系统测试平台 |
| 4.3 电子学测试结果 |
| 4.3.1 前端电子学性能测试 |
| 4.3.2 数据通信测试 |
| 4.4 探测器系统测试结果 |
| 4.4.1 前端通道性能测试 |
| 4.4.2 宇宙线事例测试 |
| 4.5 测试结果分析 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（4）U型塑料光纤折射率传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 塑料光纤发展历程 |
| 1.3 塑料光纤基本参数 |
| 1.3.1 塑料光纤的结构 |
| 1.3.2 塑料光纤的数值孔径 |
| 1.3.3 塑料光纤模式 |
| 1.3.4 塑料光纤的倏逝场 |
| 1.4 塑料光纤的特点及应用 |
| 1.4.1 塑料光纤特点 |
| 1.4.2 塑料光纤的应用 |
| 1.5 本论文主要工作与创新点 |
| 第2章 塑料光纤折射率传感器 |
| 2.1 光纤传感器原理与分类 |
| 2.1.1 光纤传感器的原理 |
| 2.1.2 光纤传感器分类 |
| 2.2 塑料光纤传感器优点与应用 |
| 2.2.1 光纤传感器优点 |
| 2.2.2 光纤传感器应用 |
| 2.3 塑料光纤折射率传感器研究进展 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 U型双侧抛结构塑料光纤传感器仿真与分析 |
| 3.1 软件介绍与使用 |
| 3.1.1 软件介绍 |
| 3.1.2 软件射线追迹法 |
| 3.2 U型结构 |
| 3.2.1 U型结构光纤纤芯直径的仿真 |
| 3.2.2 U型结构光纤弯曲半径的仿真 |
| 3.2.3 U型结构入射角度 |
| 3.2.4 U型结构射线数量 |
| 3.3 U型双侧抛结构 |
| 3.3.1 U型双侧抛结构侧抛角度的仿真 |
| 3.3.2 U型双侧抛结构侧抛深度的仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 U型双侧抛结构塑料光纤传感器制备与测试 |
| 4.1 U型双侧抛塑料光纤制备 |
| 4.1.1 传感原理 |
| 4.1.2 塑料光纤U型双侧抛结构制备 |
| 4.1.3 实验装置 |
| 4.2 实验结果分析 |
| 4.2.1 弯曲半径传感器灵敏度的影响 |
| 4.2.2 抛光角度的影响 |
| 4.2.3 侧抛深度的影响 |
| 4.3 温度依赖特性及分析 |
| 4.3.1 温度的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（5）大数据背景下塑料光纤通信系统安全态势诊断研究（论文提纲范文）
| 1 塑料光纤通信安全态势诊断系统 |
| 1.1 安全态势诊断系统概况 |
| 1.2 基于Hadoop的多任务诊断方式 |
| 1.3 塑料光纤安全态势诊断模型 |
| 1.4 仿真环境 |
| 2 安全态势诊断系统参数仿真分析 |
| 2.1 并行任务仿真分析 |
| 2.2 批次样本量仿真分析 |
| 3 安全态势诊断系统性能仿真分析 |
| 3.1 多系统诊断准确率仿真分析 |
| 3.2 多系统诊断时长仿真分析 |
| 4 结论 |
（6）基于CNN的塑料光纤信道解码技术研究（论文提纲范文）
| 1 基于CNN的塑料光纤信道解码器 |
| 2 TInception CNN设计 |
| 3 仿真分析 |
| 3.1 仿真环境和参数设置 |
| 3.2 仿真结果分析讨论 |
| 4 结论 |
（8）基于光子晶体光纤的全光纤器件研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光子晶体光纤的研究进展与应用 |
| 1.2.1 光子晶体光纤的研究进展 |
| 1.2.2 光子晶体光纤的特性 |
| 1.2.3 光子晶体光纤的应用 |
| 1.3 双芯光子晶体光纤的研究进展与应用 |
| 1.3.1 双芯光纤的研究与进展 |
| 1.3.2 双芯光子晶体光纤的研究与进展 |
| 1.4 本文研究内容和章节安排 |
| 2 光子晶体光纤的理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光子晶体光纤的模式计算方法 |
| 2.2.1 数值等效法 |
| 2.2.2 有限元法 |
| 2.3 双芯光子晶体光纤的模式特性 |
| 2.3.1 双芯光纤耦合模理论 |
| 2.3.2 双芯光纤的调制理论模型 |
| 2.3.3 双芯光子晶体光纤的模式特性 |
| 2.3.4 双芯光子晶体光纤的耦合特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于光子晶体光纤的传感器研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于光子晶体光纤的SPR折射率传感器 |
| 3.2.1 金属表面等离子体理论基础 |
| 3.2.2 传感器特性研究 |
| 3.3 基于光子晶体光纤的温度应力传感器 |
| 3.3.1 结构与理论 |
| 3.3.2 基于空芯光子晶体光纤的传感器特性 |
| 3.3.3 基于实芯光子晶体光纤的传感器特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于光子晶体光纤的全光纤偏振滤波器研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于D型光子晶体光纤的偏振滤波器 |
| 4.2.1 理论模型 |
| 4.2.2 滤波性能分析 |
| 4.2.3 调谐特性分析 |
| 4.3 D型光子晶体光纤的制作 |
| 4.3.1 D型单模光纤 |
| 4.3.2 D型光子晶体光纤 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于双芯光子晶体光纤的全光纤偏振分束器研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于圆形空气孔的TCPCF可调谐偏振分束器 |
| 5.2.1 理论模型 |
| 5.2.2 结构优化 |
| 5.2.3 性能分析 |
| 5.3 基于椭圆与圆形混合空气孔的TCPCF可调谐偏振分束器 |
| 5.3.1 偏振分束特性 |
| 5.3.2 偏振态的调谐特性 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本论文研究成果 |
| 6.2 下一步工作计划 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（9）樊庄区块煤层气单井自动化测控单元的优选及地质评估（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容、方法和技术路线 |
| 1.4 论文工作量 |
| 2 煤层气排采与监测背景 |
| 2.1 樊庄区块地质概况 |
| 2.2 煤层气的排采方法 |
| 2.3 监测背景 |
| 3 自动化测控单元的排采实验 |
| 3.1 套压控制实验 |
| 3.2 降流压实验 |
| 3.3 小结 |
| 4 自动化测控单元的现场测试 |
| 4.1 通信质量 |
| 4.2 数据采集与上传 |
| 4.3 远程控制 |
| 4.4 故障信息 |
| 4.5 使用寿命 |
| 5 经济性价比 |
| 5.1 性能评价 |
| 5.2 经济性评价 |
| 5.3 性价比 |
| 6 地质评估与工程优化 |
| 6.1 第一代测控单元的评价与改进 |
| 6.2 传输方式等的改变与影响 |
| 6.3 通信质量与故障信息的优化 |
| 6.4 光纤改造的成果 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）基于塑料光纤技术的数据通信系统研究（论文提纲范文）
| 1 POF的光传输性能 |
| 1.1 衰减 |
| 1.2 色散 |
| 2 基于塑料光纤技术的数据通信系统设计 |
| 3 系统仿真 |
| 3.1 仿真设置 |
| 3.2 仿真分析 |
| 4 结论 |
四、多媒体塑料光纤通信（论文参考文献）
- [1]ROF系统多模光纤传送技术研究[D]. 周从文. 北京邮电大学, 2021(01)
- [2]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)
- [3]STAR sTGC探测器系统研究[D]. 周爽. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [4]U型塑料光纤折射率传感器研究[D]. 王曙敏. 吉林大学, 2021
- [5]大数据背景下塑料光纤通信系统安全态势诊断研究[J]. 彭学勤,董梦雪,马琳. 塑料科技, 2020(08)
- [6]基于CNN的塑料光纤信道解码技术研究[J]. 魏赫阳. 塑料科技, 2020(06)
- [7]教育部关于印发普通高中课程方案和语文等学科课程标准（2017年版2020年修订）的通知[J]. 教育部. 中华人民共和国教育部公报, 2020(06)
- [8]基于光子晶体光纤的全光纤器件研究[D]. 王建帅. 北京交通大学, 2020(03)
- [9]樊庄区块煤层气单井自动化测控单元的优选及地质评估[D]. 孟祥迎. 中国矿业大学, 2020(03)
- [10]基于塑料光纤技术的数据通信系统研究[J]. 张皓瑜,王梅,芶小珊. 塑料科技, 2020(04)