Nonlinear pulse switching and compression in a dispersion-imbalanced loop mirror

The results of the high-quality nonlinear pulse compression of gain-switched laser diode pulses using a two-cascade compression scheme are presented. The scheme incorporates a dispersive delay line and a nonlinear pulse compressor based on a dispersion-imbalanced fiber loop mirror (DILM). It is demonstrated that the DILM can be also used for the pulse compression with a compression ratio of 10 or higher.

High-quality pulse compressor for WDM/OTDM applications

The paper reports the results of a high-quality pulse source incorporating a gain-switched laser diode followed by a novel compact two-cascade fibre compression scheme. The pulse compression scheme incorporates a dispersive delay line and a nonlinear pulse compressor based on a dispersion-imbalanced fibre loop mirror (DILM). We analyse and demonstrate for the first time significant improvement of the loop performance by means of the chirped pulse switching. As a result, the DILM provides high-quality nonlinear pulse compression as well as rejection of the nonsoliton component. In the experiment, 20ps pulses from a gain switched laser diode are compressed to a duration of 300fs at a repetition rate in range 70MHz-10GHz. The pulses are pedestal free and transform-limited. Spectral filtering of the output signal by means of a bandpass filter results in generation of wavelength-tuneable picosecond pulses with a duration defined by the filter bandwidth. Alternatively, signal filtering by an arrayed waveguide grating (AWG) results in multichannel picosecond pulse generation for WDM and OTDM applications. The pulse source is built of standard components and is of compact and potentially robust design.

Lineshape Analysis of the Beat Signal Between Optical Carrier and Delayed Sidebands

This paper presents the lineshape analysis of the beat signal between the optical carrier and the shifted and delayed side-bands produced by sinusoidal amplitude modulation. It is shown that the beat signal has a typical lineshape with a very narrow delta-peak superposed on a quasi-Lorentzian profile. Theoretical explanation for the appearance of this peak has been given based on optical spectral structure constructed by a large number of optical wave trains. It is predicted that the delta-peak is originated from the beat between the wave trains in the carrier and those in the delayed sidebands when their average coherence length is longer than the delay line. Experiments carried out using different delay lines clearly show that the delta-peak is always located at the modulation frequency and decreases with the increasing delay line. Our analysis explicitly indicates that the linewidth is related to the observation time. It is also suggested that the disappearance of the delta-peak can be used as the criterion of coherence elimination.

Phase uncertainty in calibrating microwave test fixtures

The problem of phase uncertainty arising in calibration of the test fixtures is investigated in this paper, It is shown that the problem exists no matter what kinds of calibration standards are used. It is also found that there is no need to determine the individual S-parameters of the test fixtures. In order to eliminate the problem of phase uncertainty, three different precise (known) reflection standards or one known reflection standard plus one known transmission standard should be used to calibrate symmetrical test fixtures. For the asymmetrical cases, three known standards, including at least one transmission standard, should be used. The thru-open-match (TOM) and thru-short-match (TSM) techniques are the simplest methods, and they have no bandwidth limitation. When the standards are imprecise (unknown), it is recommended to use any suitable technique, such as the thru-reflect-line, line-reflect-line, thru-short-delay, thru-open-delay,line-reflect-match, line-reflect-reflect-match, or multiline methods, to accurately determine the values of the required calibration terms and, in addition, to use the TOM or TSM method with the same imprecise standards to resolve the phase uncertainty.

Low-timing-jitter, stretched-pulse passively mode-locked fiber laser with tunable repetition rate and high operation stability

We design a low-timing-jitter, repetition-rate-tunable, stretched-pulse passively mode-locked fiber laser by using a nonlinear amplifying loop mirror (NALM), a semiconductor saturable absorber mirror (SESAM), and a tunable optical delay line in the laser configuration. Low-timing-jitter optical pulses are stably produced when a SESAM and a 0.16 m dispersion compensation fiber are employed in the laser cavity. By inserting a tunable optical delay line between NALM and SESAM, the variable repetition-rate operation of a self-starting, passively mode-locked fiber laser is successfully demonstrated over a range from 49.65 to 50.47 MHz. The experimental results show that the newly designed fiber laser can maintain the mode locking at the pumping power of 160 mW to stably generate periodic optical pulses with width less than 170 fs and timing jitter lower than 75 fs in the 1.55 mu m wavelength region, when the fundamental repetition rate of the laser is continuously tuned between 49.65 and 50.47 MHz. Moreover, this fiber laser has a feature of turn-key operation with high repeatability of its fundamental repetition rate in practice.

基于数字制造环境的可重构装配线仿真分析平台

以某汽车变速箱装配生产线制造系统为背景,应用多Agent制造及Holon制造模式改造传统装配生产线以提升其柔性与重构能力·针对基于agent与holon混合思想的可重构装配生产线的基础框架与实现等理论提供分析验证环境,提出应用数字制造技术构建面向可重构装配线的数字仿真验证平台·在分析面向重构装配线的仿真平台功能特征的基础上,构建了数字仿真验证平台的框架·研究了仿真平台开发中的系统集成、可视化仿真、可重构装配线性能分析等关键技术,最后给出了仿真平台的实例系统·

数字化生产线离散制造过程仿真研究

数字化工厂是目前先进制造技术研究的热点。进行内嵌在生产线数字化制造环境中的离散制造过程仿真研究,建立了面向对象的系统模型,分析了仿真运行机理;同时基于eM-Plant软件开发离散制造过程仿真系统,通过具体的生产线实例说明系统的开发与运行机理,提供数字化生产线离散制造过程仿真研究的有效手段。

地震反射系数成像方法研究

Reflectivity sequences extraction is a key part of impedance inversion in seismic exploration. Although many valid inversion methods exist, with crosswell seismic data, the frequency brand of seismic data can not be broadened to satisfy the practical need. It is an urgent problem to be solved. Pre-stack depth migration which developed in these years becomes more and more robust in the exploration. It is a powerful technology of imaging to the geological object with complex structure and its final result is reflectivity imaging. Based on the reflectivity imaging of crosswell seismic data and wave equation, this paper completed such works as follows: Completes the workflow of blind deconvolution, Cauchy criteria is used to regulate the inversion(sparse inversion). Also the precondition conjugate gradient(PCG) based on Krylov subspace is combined with to decrease the computation, improves the speed, and the transition matrix is not necessary anymore be positive and symmetric. This method is used to the high frequency recovery of crosswell seismic section and the result is satisfactory. Application of rotation transform and viterbi algorithm in the preprocess of equation prestack depth migration. In equation prestack depth migration, the grid of seismic dataset is required to be regular. Due to the influence of complex terrain and fold, the acquisition geometry sometimes becomes irregular. At the same time, to avoid the aliasing produced by the sparse sample along the on-line, interpolation should be done between tracks. In this paper, I use the rotation transform to make on-line run parallel with the coordinate, and also use the viterbi algorithm to complete the automatic picking of events, the result is satisfactory. 1. Imaging is a key part of pre-stack depth migration besides extrapolation. Imaging condition can influence the final result of reflectivity sequences imaging greatly however accurate the extrapolation operator is. The author does migration of Marmousi under different imaging conditions. And analyzes these methods according to the results. The results of computation show that imaging condition which stabilize source wave field and the least-squares estimation imaging condition in this paper are better than the conventional correlation imaging condition. The traditional pattern of "distributed computing and mass decision" is wisely adopted in the field of seismic data processing and becoming an obstacle of the promoting of the enterprise management level. Thus at the end of this paper, a systemic solution scheme, which employs the mode of "distributed computing - centralized storage - instant release", is brought forward, based on the combination of C/S and B/S release models. The architecture of the solution, the corresponding web technology and the client software are introduced. The application shows that the validity of this scheme.

A review of radio channel models for body centric communications

The human body is an extremely challenging environment for the operation of wireless communications systems, not least because of the complex antenna-body electromagnetic interaction effects which can occur. This is further compounded by the impact of movement and the propagation characteristics of the local environment which all have an effect upon body centric communications channels. As the successful design of body area networks (BANs) and other types of body centric system is inextricably linked to a thorough understanding of these factors, the aim of this paper is to conduct a survey of the current state of the art in relation to propagation and channel models primarily for BANs but also considering other types of body centric communications. We initially discuss some of the standardization efforts performed by the Institute of Electrical and Electronics Engineers 802.15.6 task group before focusing on the two most popular types of technologies currently being considered for BANs, namely narrowband and Ultrawideband (UWB) communications. For narrowband communications the applicability of a generic path loss model is contended, before presenting some of the scenario specific models which have proven successful. The impacts of human body shadowing and small-scale fading are also presented alongside some of the most recent research into the Doppler and time dependencies of BANs. For UWB BAN communications, we again consider the path loss as well as empirical tap delay line models developed from a number of extensive channel measurement campaigns conducted by research institutions around the world. Ongoing efforts within collaborative projects such as Committee on Science and Technology Action IC1004 are also described. Finally, recent years have also seen significant developments in other areas of body centric communications such as off-body and body-to-body communications. We highlight some of the newest relevant research in these areas as well as discussing some of the advanced topics which are currently being addressed in the field of body centric communications. Key Points Channel models for body centric comms ©2014. The Authors.

A mixed cost-function adaptive algorithm for ADSL time-domain equalization

We propose a mixed cost-function adaptive initialization algorithm for the time domain equalizer in a discrete multitone (DMT)-based asymmetric digital subscriber line. Using our approach, a higher convergence rate than that of the commonly used least-mean square algorithm is obtained, whilst attaining bit rates close to the optimum maximum shortening SNR and the upper bound SNR. Furthermore, our proposed method outperforms the minimum mean-squared error design for a range of time domain equalizer (TEQ) filter lengths. The improved performance outweighs the small increase in computational complexity required. A block variant of our proposed algorithm is also presented to overcome the increased latency imposed on the feedback path of the adaptive system.

Optical processing devices and techniques for next generation optical networks

Este trabalho surge do interesse em substituir os nós de rede óptica baseados maioritariamente em electrónica por nós de rede baseados em tecnologia óptica. Espera-se que a tecnologia óptica permita maiores débitos binários na rede, maior transparência e maior eficiência através de novos paradigmas de comutação. Segundo esta visão, utilizou-se o MZI-SOA, um dispositivo semicondutor integrado hibridamente, para realizar funcionalidades de processamento óptico de sinal necessárias em nós de redes ópticas de nova geração. Nas novas redes ópticas são utilizados formatos de modulação avançados, com gestão da fase, pelo que foi estudado experimentalmente e por simulação o impacto da utilização destes formatos no desempenho do MZI-SOA na conversão de comprimento de onda e formato, em várias condições de operação. Foram derivadas regras de utilização para funcionamento óptimo. Foi também estudado o impacto da forma dos pulsos do sinal no desempenho do dispositivo. De seguida, o MZI-SOA foi utilizado para realizar funcionalidades temporais ao nível do bit e do pacote. Foi investigada a operação de um conversor de multiplexagem por divisão no comprimento de onda para multiplexagem por divisão temporal óptica, experimentalmente e por simulação, e de um compressor e descompressor de pacotes, por simulação. Para este último, foi investigada a operação com o MZI-SOA baseado em amplificadores ópticos de semicondutor com geometria de poço quântico e ponto quântico. Foi também realizado experimentalmente um ermutador de intervalos temporais que explora o MZI-SOA como conversor de comprimento de onda e usa um banco de linhas de atraso ópticas para introduzir no sinal um atraso seleccionável. Por fim, foi estudado analiticamente, experimentalmente e por simulação o impacto de diafonia em redes ópticas em diversas situações. Extendeu-se um modelo analítico de cálculo de desempenho para contemplar sinais distorcidos e afectados por diafonia. Estudou-se o caso de sinais muito filtrados e afectados por diafonia e mostrou-se que, para determinar correctamente as penalidades que ocorrem, ambos os efeitos devem ser considerados simultaneamente e não em separado. Foi estudada a escalabilidade limitada por diafonia de um comutador de intervalos temporais baseado em MZI-SOA a operar como comutador espacial. Mostrou-se também que sinais afectados fortemente por não-linearidades podem causar penalidades de diafonia mais elevadas do que sinais não afectados por não-linearidades. Neste trabalho foi demonstrado que o MZI-SOA permite construir vários e pertinentes circuitos ópticos, funcionando como bloco fundamental de construção, tendo sido o seu desempenho analisado, desde o nível de componente até ao nível de sistema. Tendo em conta as vantagens e desvantagens do MZI-SOA e os desenvolvimentos recentes de outras tecnologias, foram sugeridos tópicos de investigação com o intuito de evoluir para as redes ópticas de nova geração.

Convergence analysis of chip- and fractionally spaced LMS adaptive multiuser CDMA detectors

This paper analyzes the convergence behavior of the least mean square (LMS) filter when used in an adaptive code division multiple access (CDMA) detector consisting of a tapped delay line with adjustable tap weights. The sampling rate may be equal to or higher than the chip rate, and these correspond to chip-spaced (CS) and fractionally spaced (FS) detection, respectively. It is shown that CS and FS detectors with the same time-span exhibit identical convergence behavior if the baseband received signal is strictly bandlimited to half the chip rate. Even in the practical case when this condition is not met, deviations from this observation are imperceptible unless the initial tap-weight vector gives an extremely large mean squared error (MSE). This phenomenon is carefully explained with reference to the eigenvalues of the correlation matrix when the input signal is not perfectly bandlimited. The inadequacy of the eigenvalue spread of the tap-input correlation matrix as an indicator of the transient behavior and the influence of the initial tap weight vector on convergence speed are highlighted. Specifically, a initialization within the signal subspace or to the origin leads to very much faster convergence compared with initialization in the a noise subspace.

Estratégia de planejamento de redes de acesso de alta capilaridade baseada em tecnologia DSL: uma abordagem híbrida empírica e probabilística

A tecnologia DSL- Digital Subscriber Line permitem um acesso universal de banda larga, com redução de custo e tempo de implantação necessários, quando comparadas a outras redes de acesso. DSL pode ser considerada uma rede de banda larga de grande capilaridade, uma vez que utiliza uma combinação de infra-estrutura de telefonia existente e a tecnologia de transmissão. Não obstante, a rede DSL precisa ser amplamente compreendida, de maneira que suas principais vantagens não sejam suplantadas pela ineficiência geral do sistema. Esta tese apresenta uma abordagem baseada em estratégias que possibilitem o planejamento de redes de comunicação que a priori não foram implementadas para suportar fluxos Triple Play (pré-requisito obrigatório diante do perfil atual de usuários da Internet). Será mostrado que, a partir do uso de medidas reais e análises probabilísticas, é possível elaborar o planejamento de redes de comunicação, considerando os parâmetros físicos e lógicos, tais como: o caminho de transmissão, a influência do ruído na comunicação, os protocolos utilizados e tráfego de Triple Play (voz, vídeo e dados).

Identificação e estimação de ruído em redes DSL: uma abordagem baseada em inteligência computacional

Este trabalho propõe a utilização de técnicas de inteligência computacional objetivando identificar e estimar a potencia de ruídos em redes Digital Subscriber Line ou Linhas do Assinante Digital (DSL) em tempo real. Uma metodologia baseada no Knowledge Discovery in Databases ou Descobrimento de Conhecimento em Bases de Dados (KDD) para detecção e estimação de ruídos em tempo real, foi utilizada. KDD é aplicado para selecionar, pré-processar e transformar os dados antes da etapa de aplicação dos algoritmos na etapa de mineração de dados. Para identificação dos ruídos o algoritmo tradicional backpropagation baseado em Redes Neurais Artificiais (RNA) é aplicado objetivando identificar o tipo de ruído em predominância durante a coleta das informações do modem do usuário e da central. Enquanto, para estimação o algoritmo de regressão linear e o algoritmo híbrido composto por Fuzzy e regressão linear foram aplicados para estimar a potência em Watts de ruído crosstalk ou diafonia na rede. Os resultados alcançados demonstram que a utilização de algoritmos de inteligência computacional como a RNA são promissores para identificação de ruídos em redes DSL, e que algoritmos como de regressão linear e Fuzzy com regressão linear (FRL) são promissores para a estimação de ruídos em redes DSL.

Aspectos de avaliação de desempenho em redes ponto a ponto e ponto multiponto baseados em modelagem Markoviana e medições

Esta tese apresenta uma metodologia para avaliação de desempenho de redes de acesso banda larga. A avaliação de desempenho de redes é uma forma de identificar e analisar como determinadas características tais como diferentes tipos de tráfego ou formas de utilização, por exemplo, podem influenciar no comportamento da rede em foco, podendo assim prever como tal rede se comportará frente a situações futuras. A metodologia apresentada é composta de duas abordagens: uma abordagem baseada em medições e outra baseada em modelagem via processos Markovianos. As redes analisadas englobam os dois tipos básicos de arquitetura de acesso: redes ADSL2+ (linha digital do assinante assimétrica 2+ – Asymmetric Digital Subscriber Line 2+), as quais são redes cabeadas que utilizam cabos metálicos de pares trançados; redes FBWN (rede sem fio banda larga fixa – Fixed Broadband Wireless Network), as quais são redes sem fio (wireless) baseadas no padrão IEEE 802.16. A abordagem de medições é focada na forma como a rede analisada se comporta frente a três situações: transmissão de um tráfego genérico; impacto de ruídos não-estacionários no sistema; e uso da rede como meio de transmissão de tráfego multimídia em tempo real. A abordagem de modelagem, por sua vez, ´e baseada em prever o comportamento das redes analisadas utilizando uma formulação matemática fundamentada em processos Markovianos. Os resultados apresentados indicam a viabilidade de aplicação desta metodologia como forma de avaliação de desempenho. Os resultados ainda tornam possível a extensão desta metodologia a outros tipos de redes de acesso banda larga, tais como: redes de fibras ópticas, redes de enlaces de microondas, redes VDSL/VDSL2 (linha digital do assinante de alta taxa de dados – Very-high-data-rate DSL), etc.