【目的】现阶段超过99%的国际数据正在海底光缆中传输,海缆系统主要存在供能受限与物理空间受限的难题,多芯光纤(MCF)被认为是下一代海缆系统的潜在解决方案。耦合多芯光纤(CC-MCF)因其具备更高的空间复用密度,适用于物理空间受限的海...【目的】现阶段超过99%的国际数据正在海底光缆中传输,海缆系统主要存在供能受限与物理空间受限的难题,多芯光纤(MCF)被认为是下一代海缆系统的潜在解决方案。耦合多芯光纤(CC-MCF)因其具备更高的空间复用密度,适用于物理空间受限的海缆系统以作为扩容的关键传输媒介。针对制约CC-MCF传输性能提升的关键损伤之一——模式依赖损耗(MDL),文章聚焦于CC-MCF跨洋传输中的MDL机理与抑制技术,旨在探究异质MCF的空间模式色散(SMD)对MDL估计与抑制的性能影响。【方法】具体地,通过建立基于耦合薛定谔方程的4芯CC-MCF跨洋传输模型,并基于仿真模型进行自洽验证,探究了不同链路SMD条件下,基于多输入多输出(MIMO)抽头的MDL估计的准确度演变规律。同时,探究SMD影响下基于Hadamard变换的空时编码(STC)技术方案的MDL抑制性能。【结果】结果表明,低于10 ps/km的SMD系数有助于实现准确的MDL估计,同时实验验证了采用基于Hadamard变换的STC技术在4芯CC-MCF传输系统中,当存在10 dB MDL时可以带来超过5.5 dB的Q值增益。【结论】文章研究结果基于理论仿真与实验验证,综合分析了CC-MCF链路的损伤估计与抑制,有望为下一代高空间复用密度的CC-MCF海缆通信技术提供重要参考。展开更多
随着人工智能大模型训练与推理业务的快速发展,智算中心面临算网协同调度的新挑战。为优化分布式智算Ring Allreduce业务的部署问题,首先,通过扩展传统波平面,开发了算力波平面技术,实现了算力与网络资源的一体化虚拟管理。然后,基于算...随着人工智能大模型训练与推理业务的快速发展,智算中心面临算网协同调度的新挑战。为优化分布式智算Ring Allreduce业务的部署问题,首先,通过扩展传统波平面,开发了算力波平面技术,实现了算力与网络资源的一体化虚拟管理。然后,基于算力波平面,提出了一种高效路由、波长、算力和时隙分配(routing,wavelength,computing power and time slot assignment,RWCTA)算法用于环规约(Ring Allreduce)业务部署。仿真结果表明,与传统基于波平面的部署算法相比,基于算力波平面的RWCTA算法能有效降低62.4%的总业务完成时间和54.5%的平均业务计算时间。展开更多
无损离子操纵结构(structures for lossless ion manipulations,SLIM)是一种在特殊背景气体下,利用静电场、射频电场、离子驱动电场共同作用实现对气相离子无损传输的新结构,在物质传输和分离方面有着广阔的应用前景。为了充分发挥SLIM...无损离子操纵结构(structures for lossless ion manipulations,SLIM)是一种在特殊背景气体下,利用静电场、射频电场、离子驱动电场共同作用实现对气相离子无损传输的新结构,在物质传输和分离方面有着广阔的应用前景。为了充分发挥SLIM在体积和成本上的优势,本研究研制了一款体积小、结构紧凑、成本经济的高频高压双极性射频(radio frequency,RF)电源。该电源使用隔离模块实现控制电路与功率电路的电气隔离,并采用以GaN金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)为核心的半桥电路作为输出级。针对SLIM的容性负载特性,利用电阻-电感-电容(RLC)电路的滤波特性,实现双极性正弦脉冲电压的输出。经测试,该电源可输出频率1 MHz、峰-峰值420 V(±210 V)的双极性正弦射频高压信号。在实验室自建的基于行波(traveling wave,TW)的无损离子操纵结构(TW-SLIM)迁移谱实验平台上,以甲基膦酸二甲酯(DMMP)为样本,深入探究了射频电源幅值及频率对小分子离子传输效率的影响。结果表明,射频电源幅值及频率均会对TW-SLIM结构的离子传输效率产生影响,并存在1个最优值范围,这与COMSOL的仿真结果相吻合。该射频电源能够有效支持TW-SLIM平台的稳定运行,对推动基于SLIM的小分子迁移谱技术的小型化和便携化研发具有重要价值。展开更多
正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)调制因其高效的频带利用率和良好的抗多径能力广泛用于合作与非合作通信系统中。合作通信场景下,通常接收机可以利用已知帧结构实现OFDM信号的检测。但在非合作场景下,...正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)调制因其高效的频带利用率和良好的抗多径能力广泛用于合作与非合作通信系统中。合作通信场景下,通常接收机可以利用已知帧结构实现OFDM信号的检测。但在非合作场景下,接收机没有足够的先验信息,导致帧检测难度加大。针对这一问题,提出了一种适合于非合作通信场景的OFDM数据帧的检测算法。所提算法利用快速小波变换将含噪OFDM信号的功率包络进行小波分解与重构,对重构得到的功率包络进行差分运算后,再通过与阈值比较实现OFDM信号的帧检测。相较于混合能量检测算法,所提算法计算预设参数少,复杂度低。仿真结果表明,所提算法在加性高斯白噪声信道和多径衰落信道下带内信噪比分别取-6 dB和3 dB时即可实现零漏报率,且零漏报率的阈值选取范围比混合能量检测算法扩大了约6 dB。展开更多
文摘【目的】现阶段超过99%的国际数据正在海底光缆中传输,海缆系统主要存在供能受限与物理空间受限的难题,多芯光纤(MCF)被认为是下一代海缆系统的潜在解决方案。耦合多芯光纤(CC-MCF)因其具备更高的空间复用密度,适用于物理空间受限的海缆系统以作为扩容的关键传输媒介。针对制约CC-MCF传输性能提升的关键损伤之一——模式依赖损耗(MDL),文章聚焦于CC-MCF跨洋传输中的MDL机理与抑制技术,旨在探究异质MCF的空间模式色散(SMD)对MDL估计与抑制的性能影响。【方法】具体地,通过建立基于耦合薛定谔方程的4芯CC-MCF跨洋传输模型,并基于仿真模型进行自洽验证,探究了不同链路SMD条件下,基于多输入多输出(MIMO)抽头的MDL估计的准确度演变规律。同时,探究SMD影响下基于Hadamard变换的空时编码(STC)技术方案的MDL抑制性能。【结果】结果表明,低于10 ps/km的SMD系数有助于实现准确的MDL估计,同时实验验证了采用基于Hadamard变换的STC技术在4芯CC-MCF传输系统中,当存在10 dB MDL时可以带来超过5.5 dB的Q值增益。【结论】文章研究结果基于理论仿真与实验验证,综合分析了CC-MCF链路的损伤估计与抑制,有望为下一代高空间复用密度的CC-MCF海缆通信技术提供重要参考。
文摘随着人工智能大模型训练与推理业务的快速发展,智算中心面临算网协同调度的新挑战。为优化分布式智算Ring Allreduce业务的部署问题,首先,通过扩展传统波平面,开发了算力波平面技术,实现了算力与网络资源的一体化虚拟管理。然后,基于算力波平面,提出了一种高效路由、波长、算力和时隙分配(routing,wavelength,computing power and time slot assignment,RWCTA)算法用于环规约(Ring Allreduce)业务部署。仿真结果表明,与传统基于波平面的部署算法相比,基于算力波平面的RWCTA算法能有效降低62.4%的总业务完成时间和54.5%的平均业务计算时间。
文摘无损离子操纵结构(structures for lossless ion manipulations,SLIM)是一种在特殊背景气体下,利用静电场、射频电场、离子驱动电场共同作用实现对气相离子无损传输的新结构,在物质传输和分离方面有着广阔的应用前景。为了充分发挥SLIM在体积和成本上的优势,本研究研制了一款体积小、结构紧凑、成本经济的高频高压双极性射频(radio frequency,RF)电源。该电源使用隔离模块实现控制电路与功率电路的电气隔离,并采用以GaN金属-氧化物-半导体场效应管(MOSFET)为核心的半桥电路作为输出级。针对SLIM的容性负载特性,利用电阻-电感-电容(RLC)电路的滤波特性,实现双极性正弦脉冲电压的输出。经测试,该电源可输出频率1 MHz、峰-峰值420 V(±210 V)的双极性正弦射频高压信号。在实验室自建的基于行波(traveling wave,TW)的无损离子操纵结构(TW-SLIM)迁移谱实验平台上,以甲基膦酸二甲酯(DMMP)为样本,深入探究了射频电源幅值及频率对小分子离子传输效率的影响。结果表明,射频电源幅值及频率均会对TW-SLIM结构的离子传输效率产生影响,并存在1个最优值范围,这与COMSOL的仿真结果相吻合。该射频电源能够有效支持TW-SLIM平台的稳定运行,对推动基于SLIM的小分子迁移谱技术的小型化和便携化研发具有重要价值。
