【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來,各種新業(yè)務(wù)的出現(xiàn)使得人們對(duì)于接入網(wǎng)帶寬需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),中國(guó)的光纖通信進(jìn)入了高速發(fā)展期,主要目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)高寬帶、大容量、長(zhǎng)距離傳輸和智能全光網(wǎng)絡(luò)。OCDMA(光碼分多址)技術(shù)憑借其獨(dú)有的保密性、高拓展性、可隨機(jī)異步接入、具有軟容量及多用戶共享信道等諸多優(yōu)點(diǎn),成為光纖領(lǐng)域下一代接入網(wǎng)技術(shù)中極具潛力的方案之一。本文圍繞OCDMA二維電域編碼系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,論文主要內(nèi)容如下:1.綜述了幾種常見的OCDMA光學(xué)一維和二維編解碼器的結(jié)構(gòu)與工作原理,并分析了各類光學(xué)編解碼器性能的優(yōu)劣。同時(shí)對(duì)一種電域空間編碼一光域FBGs解碼的電光組合編解碼器進(jìn)行了說明,詳細(xì)的闡述了其結(jié)構(gòu)和編解碼原理,分析了電域處理OCDMA系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)時(shí)域-譜域二維全光OCDMA系統(tǒng)的編解碼技術(shù)原理設(shè)計(jì)了一種OCDMA二維電域編解碼器,對(duì)其構(gòu)造方法及編解碼原理進(jìn)行了說明。2.設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的OCDMA二維電域編解碼系統(tǒng)。對(duì)系統(tǒng)中二維電域編解碼模塊、高速串行通信模塊、幀封裝模塊、協(xié)助通道綁定模塊等主要模塊的設(shè)計(jì)原理及功能進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,并結(jié)合VerilogHDL硬件描述語(yǔ)言、Modelsim、ISE等軟件設(shè)計(jì)工具,以XilinxML605FPGA開發(fā)板為硬件平臺(tái),對(duì)各個(gè)子模塊功能進(jìn)行了 FPGA實(shí)現(xiàn)。最后將整個(gè)編解碼系統(tǒng)各個(gè)模塊進(jìn)行級(jí)聯(lián)綜合,進(jìn)行了兩路用戶數(shù)據(jù)的編解碼測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明本文所設(shè)計(jì)的基于FPGA的OCDMA二維電域編解碼系統(tǒng)能成功實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶數(shù)據(jù)的二維編解碼功能。3.設(shè)計(jì)并開展了非相干OCDMA二維電域編解碼系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。成功進(jìn)行了兩路用戶數(shù)據(jù)的二維電域編解碼系統(tǒng)實(shí)驗(yàn),兩路用戶端數(shù)據(jù)速率均為312.5Mb/s,系統(tǒng)傳輸線速率為3.125Gb/s,4通道并行傳輸總量達(dá)12.5Gb/s,光纖傳輸距離為10KM。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明接收端均可正確解碼出期望用戶數(shù)據(jù),且通過解碼信號(hào)示波器眼圖分析可知,系統(tǒng)碼間串?dāng)_小,噪聲影響較低,系統(tǒng)編解碼性能優(yōu)良。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)上,采用Xilinx提供的IBERTIP核對(duì)系統(tǒng)的高速傳輸通道進(jìn)行了誤碼率測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的高速傳輸通道傳輸性能良好,誤碼率較低。
[Abstract]:With the arrival of the Internet era, the emergence of various new services makes the demand for access network bandwidth increase exponentially. China's optical fiber communication has entered a period of high-speed development, the main goal is to achieve high broadband, large capacity, Long distance transmission and intelligent all optical network. OCDMA (Optical Code Division multiple access) technology has many advantages, such as its unique confidentiality, high expansibility, random asynchronous access, soft capacity and multi-user shared channel, etc. It has become one of the most potential solutions in the next generation access network technology in the field of optical fiber. This paper focuses on the key technologies of OCDMA 2-D electrical domain coding system. The main contents of this thesis are as follows: 1. In this paper, the structure and working principle of OCDMA optical one-dimensional and two-dimensional encoder and decoder are reviewed, and the performance of all kinds of optical encoder and decoder are analyzed. At the same time, a kind of electro optic combinatorial codec which encodes an optical domain FBGs is described, its structure and encoding and decoding principle are described in detail, and the advantages of the electric domain processing OCDMA system are analyzed. According to the encoding and decoding principle of two dimensional optical OCDMA system in time domain and spectrum domain, an OCDMA two dimensional electric domain encoder and decoder is designed, and its construction method and encoding and decoding principle are explained. An OCDMA 2 D electric domain coding and decoding system based on FPGA is designed. The design principles and functions of the main modules in the system, such as two-dimensional electrical domain coding and decoding module, high-speed serial communication module, frame encapsulation module and assist channel binding module, are described in detail. Combined with Verilog HDL hardware description language, Modelsimi ISE and other software design tools, using Xilinx ML605 FPGA development board as the hardware platform, the functions of each sub-module are implemented by FPGA. Finally, the whole coding and decoding system modules are concatenated and synthesized, and two user data coding and decoding tests are carried out. The test results show that the OCDMA two-dimensional codec system based on FPGA can successfully realize the two-dimensional codec function of user data. The two-dimensional encoder and decoder system experiment of incoherent OCDMA is designed and carried out. The experiment of two channels of user data encoding and decoding is successfully carried out. The data rate of the two channels is 312.5 MB / s, the transmission line rate of the system is 3.125 GB / s and the total amount of parallel transmission is 12.5 GB / s, and the optical fiber transmission distance is 10 km. The experimental results show that the receiver can decode the desired user data correctly, and through the analysis of the decoded signal oscillograph, it can be seen that the system has less crosstalk between codes, less noise, and the system has good coding and decoding performance. At the same time, on the basis of the hardware of the experiment system, the high speed transmission channel of IBERTIP check system provided by Xilinx is used to test the bit error rate. The test results show that the high speed transmission channel designed in this paper has good transmission performance and low bit error rate.
【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】：2017
【分類號(hào)】：TN929.1

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本文編號(hào)：2125101