【摘要】：光碼分多址技術(shù)(OCDMA)是將碼分多址(CDMA)與光通信技術(shù)相結(jié)合的一種新的通信技術(shù),它具有安全性強(qiáng),異步接入,容量可變,多速率傳輸,綜合服務(wù)強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),是光通信技術(shù)比較有優(yōu)勢(shì)的技術(shù)之一。OCDMA技術(shù)的研究主要圍繞地址碼設(shè)計(jì)、編解碼器構(gòu)造、多址干擾(MAI)抑制等內(nèi)容開(kāi)展。目前現(xiàn)存的編解碼器主要是全光編解碼器,仍然面臨著實(shí)施成本高、變址不靈活,多址干擾嚴(yán)重等問(wèn)題。因此本文主要針對(duì)可靈活變址的電域編解碼器展開(kāi)研究。論文的主要內(nèi)容如下:首先介紹了經(jīng)典的全光OCDMA系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)二維OCDMA結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了電域限幅二維OCDMA電子編解碼方案。該方案具有重構(gòu)性好,變址靈活的特點(diǎn),并且使用了電子編解碼,降低了實(shí)施成本和復(fù)雜度。利用光通信仿真軟件Optisystem設(shè)置了單路速率達(dá)5Gbit/s的3用戶(hù)傳輸系統(tǒng)仿真,驗(yàn)證了方案的正確性。同時(shí)設(shè)置了不限幅的對(duì)比仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了電域限幅處理對(duì)多址干擾有抑制作用,并進(jìn)行了分析。FPGA是實(shí)現(xiàn)本結(jié)構(gòu)較為理想的電子器件。文章在FPGA開(kāi)發(fā)平臺(tái)中搭建了電域限幅二維OCDMA電子編解碼的邏輯模型,并使用Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了編解碼功能,擴(kuò)展了可變址接口。結(jié)合Modelsim等FPGA功能仿真工具進(jìn)行仿真驗(yàn)證編解碼功能和測(cè)試可變址能力。最后利用Xilinx ML605開(kāi)發(fā)套件和FM-S14背板搭建了OCDMA光傳輸系統(tǒng),完成了6個(gè)接入用戶(hù),接入速率為312.5 Mbps,線(xiàn)速率為3.125G bps,傳輸距離為10KM的光傳輸實(shí)驗(yàn)。文章最后提出了將糾錯(cuò)編碼用于電子編解碼器中來(lái)抵抗多址干擾的構(gòu)想。根據(jù)思路,利用FPGA設(shè)計(jì)了卷積碼模塊和與其對(duì)應(yīng)的譯碼模塊(Viterbi譯碼)。將卷積碼和Viterbi譯碼模塊集成到電域限幅二維OCDMA電子編解碼器中,同時(shí)設(shè)置了3用戶(hù)的傳輸仿真。仿真結(jié)果表明糾錯(cuò)編碼對(duì)多址干擾有抵抗作用,使傳輸誤碼率明顯降低。該構(gòu)想給降低多址干擾提供了新的思路。
【圖文】：

(b)圖 2-3-7 (a)采用電域空間編碼的 OCDMA 系統(tǒng)方案；(b)空間編碼結(jié)構(gòu)；2.4 電域限幅的二維 OCDMA 電子編解碼器設(shè)計(jì)對(duì)于 OCDMA 系統(tǒng)，由于差拍噪聲和多址干擾（MAI）的問(wèn)題，，一般需要超短脈沖激光器，以及其他高速光器件，使得系統(tǒng)的實(shí)施成本高昂，條件苛刻，靈活性較差。隨著集成電路的高速發(fā)展，一些高速芯片推向市場(chǎng)，以 Xilinx 等 FPGA 廠(chǎng)商為例，推出了SERDES 等技術(shù)，串行輸出速率達(dá)到了 G bit 級(jí)的處理速度，且非常適合做信號(hào)處理運(yùn)算[42]。同時(shí)考慮到目前已經(jīng)商用的接入網(wǎng) EPON 技術(shù)終端速率為 100Mbit/s，GPON 為200Mbit/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)電子瓶頸速率[43]�；谝陨峡剂浚� OCDMA 技術(shù)在接入網(wǎng)的應(yīng)用前提下，本文設(shè)計(jì)了電域限幅的二維 OCDMA 電子編解碼器。2.4.1 電域限幅的二維 OCDMA 電子編碼器結(jié)構(gòu)及數(shù)學(xué)模型電域限幅的二維 OCDMA 電子編解碼器結(jié)構(gòu)如圖 2-4-1 所示。上發(fā)的用戶(hù)比特流數(shù)據(jù)進(jìn)入編碼器后，通過(guò)功分器將數(shù)據(jù)復(fù)制為ω（碼重）份，然后根據(jù)地址碼的時(shí)間片進(jìn)行相應(yīng)的延時(shí)處理，實(shí)現(xiàn)時(shí)域擴(kuò)頻編碼。時(shí)域編碼得到的ω路延時(shí)數(shù)據(jù)根據(jù)地址碼的頻

2.5.1 基于 Optisystem 13.0 的系統(tǒng)仿真本節(jié)根據(jù)設(shè)計(jì)的電域限幅二維 OCDMA 電子編解碼器結(jié)構(gòu)，在 Optisystem 13.0 中搭建了3用戶(hù)3通道的OCDMA傳輸系統(tǒng)，如圖2-5-1所示。系統(tǒng)使用Φ(N × L,ω,λ ,λ ) =Φ(3 × 11，3，1，0)的光碼集。其中用戶(hù) 1 的數(shù)據(jù)為 10101101 的循環(huán)碼流，選取地址碼為{（0，0），（1，1）
【學(xué)位授予單位】：廣西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2597410