光碼分復用(OCDM)關鍵技術及應用研究.pdf

1、光碼分復用(OCDM)結合了光纖通信和碼分復用(CDM)的技術特點，在寬帶通信網(wǎng)，如光分組交換(OPS)、無源光網(wǎng)絡(PON)及保密信息傳輸?shù)确矫娴膽枚季哂幸欢夹g優(yōu)勢，是國際上光通信領域的研究熱點之一。對于OCDM技術及應用的研究，近年來國內外出現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢，但OCDM要真正達到實用化還存在一些技術難題。本論文試圖對OCDM一些關鍵技術問題及其應用進行深入的研究，包括以下幾個方面：1)具有良好相關特性、適合保密性或支持大容量的光地

2、址碼構造方法研究；2)新型高性能光編/解碼器設計及仿真研究；3)提高OCDM系統(tǒng)性能的新方法研究；4)OCDM在OPS網(wǎng)絡中光標簽處理的應用及實驗研究；5)OCDM在保密信息傳輸網(wǎng)絡中的應用及實驗研究。
　　 具體而言，主要有以下六個方面的研究工作和創(chuàng)新點：
　　 (1)為了增強基于OCDM技術信息傳輸系統(tǒng)的保密性，本文采用選取不同本源根的方法構造出了多組光正交碼(MGOOC)，給出了MGOOC基本概念，初步探討了MGO

3、OC的特性。將MGOOC應用到信息傳輸系統(tǒng)中，提出了保密信息與非保密信息分離傳輸?shù)姆椒?，從理論與實驗上驗證了該方法的可行性和有效性。最后，研究了基于MGOOC的OCDM實驗系統(tǒng)，進行了實驗測試與分析。
　　 (2)基于同余算子構造光正交碼(OOC)的方法是國際學者廣泛關注的問題，特別是基于二次同余算子的OOC構造法。為了提高OCDM系統(tǒng)的用戶容量，本文將二次同余擴展到三次同余，提出了基于三次同余的OOC構造方法。此外，研究了基于

4、三次同余OOC二維地址碼的構造方法，進行了計算機仿真與性能研究。
　　 (3)基于光子晶體(Photonic Crystals，PhC)易于現(xiàn)實光信息延時和相位改變的特性，提出了基于PhC的新型非相干和相干光編/解碼器方案，建立了這兩種新型光編/解碼器的理論模型，進行了數(shù)值計算。研究結果表明基于PhC的非相干和相干光編/解碼器方案具有較好的靈活性與光編/解碼性能，且易于小型化。
　　 (4)為了進一步提高OCDM系統(tǒng)的傳

5、輸性能，在采用傳統(tǒng)前向糾錯碼(FEC)的基礎上，提出了在OCDM系統(tǒng)中采用可調級聯(lián)糾錯的方法，研究了基于可調級聯(lián)糾錯碼的OCDM系統(tǒng)性能，并比較研究了在OCDM系統(tǒng)中應用多種糾錯碼方案的系統(tǒng)性能，數(shù)值結果表明了采用級聯(lián)糾錯方法改善OCDM系統(tǒng)性能的有效性。另外，針對相干OCDM系統(tǒng)，提出了基于隨機相位信息提高相干OCDM系統(tǒng)性能的新方法，進行了系統(tǒng)仿真，驗證了該方法的可行性。
　　 (5)采用多重OOC排列組合標識光標簽，能有效

6、提高OPS網(wǎng)絡支持的光標簽數(shù)目，提出了基于多重(可調)OOC序列的光標簽處理方法，進行了理論仿真。研究了基于多重OOC序列光標簽的OPS(MOOCS-OPS)系統(tǒng)性能，進行了數(shù)值計算與討論，從理論上驗證了該方案的可行性和可擴展性。
　　 (6)針對MOOCS-OPS系統(tǒng)中光標簽的單脈沖產(chǎn)生與光標簽接收的非連續(xù)和突發(fā)特性，設計了基于FPGA產(chǎn)生用于光標簽的單脈沖方案與光開關控制模塊，并完成了硬件制作和相應的單元實驗驗證；設計并實現(xiàn)