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OCDMA通信系统发展
2008年9月25日 14:24  中国联通网  

    摘要  阐述了光码分多址(OCDMA)系统的基本原理,系统结构,系统分类及其国内外的发展现状。着重分析了相干OCDMA系统和非相干OCDMA系统的区别以及它们各自的编解码方案与实现,最后展望了OCDMA的关键技术及发展趋势。

    光码分多址(OCDMA)是一种全新的频率资源利用思路,它的信道占据的是同一个宽频带,原则上不需要光滤波器件,不同信道之间相互独立地发送与接收信号,从而不需要网际规模的时钟同步。OCDMA具有优良的安全性能,抗干扰、抗多径衰落能力强,允许用户随机上下路,随机接入,综合服务,网络管理便捷,协议简单等技术优势。此外,OCDMA系统在光域上对各路信号进行光编码和光解码,对用户数据进行全光信号处理,实现多址通信,是实现真正意义上的全光通信网的最有希望的多址复用技术。

    1、基本原理

    OCDMA概念是由CDMA概念演变而来的,电码分多址(CDMA)主要通过分配码字获得多址接入能力,具有抗干扰、抗多径衰落和提高系统容量等技术特点。CDMA技术已经成功地应用于卫星通信和移动通信领域,但卫星通信和移动通信系统受到使用带宽的限制,而使得CDMA技术优点难以得到最充分地发挥。OCDMA技术将光纤的带宽资源与CDMA技术有机结合解决了这一问题。

    OCDMA是将不同用户的信号用互成正交的码序列来进行光学编码,编码后的备用户信号由星型耦合器叠加在一起,形成一个总的信号数据流进入光纤传输。在接收端,利用光解码器对收到的扩频码序列与本地地址码进行相关运算,采用相干或非相干的方法进行解扩处理,并通过特定阈值判决技术恢复源信号,传送给数据接收器实现数据恢复,其系统原理图[1]如图1所示。

    图1典型的OCDMA系统原理图

    1.1系统结构

    OCDMA技术允许用户异步接入光网络,多个用户可同时使用公用信道。基于OCDMA技术组建的光接入网在光域进行编解码,可以提供高速的信息接入服务,OCDMA接入网通常采用星形拓扑结构。在这种结构中,星形耦合器是网络的中心,每个用户通过两条光纤与之相连,一个作为输入,另一个作为输出。每个用户发出的信号功率通过耦合器被均匀地分配到每一个输出上,网络结构如图2所示。

    图2OCDMA星形网络结构

    1.2OCDMA的地址码

    OCDMA地址码分为单极性和双极性码。单极性主要用于非相干系统中,双极性主要用于相干系统中。单极性码主要有光素数码和光正交码。光素数码是根据代数理论先确定码函数,用既定的码函数给出(0,1)序列中“1”的位置,然后根据码函数分析相关性、多用户干扰以及系统误码率。而光正交码是先确定系统的设计参数,定下码长、码重以及互相关值,在既定的目标下根据某种算法确定(0,1)序列中“1”的位置。双极性码有m序列,哈达码,Gold序列,用于相位编码方案。同单极性码相比,在码长相同的情况下,双极性的相关性更好,而且可以大大提高通信系统的并发用户数量。

    地址码选择应具有如下特征:(1)具有尖锐的自相关峰值;(2)尽可能小的互相关峰值;(3)具有足够多的码字容量。

    地址码码字结构方面,一维地址码中较有代表性的是光素数码(OPC)和光正交码(OOC)。尽管一维码的设计水平不断提高,相应的OCDMA系统实验效果良好,但一维码多址系统的用户容量和系统性能之间存在着矛盾。ParkE在时分复用和空分复用的基础上提出二维OCDMA系统的模型框架[2]。随后,YangGC等提出了多波长光正交码(MWOOC)的理论模型[3],缩短了码字长度,有效地提高了光纤带宽的利用率,使系统性能得到进一步优化。近几年来,围绕提高码字容量,改进系统性能,人们对二维码地址码字构造进行了不少研究,而且为了提供多种QoS,还提出了变重码设计方案[4]。

编 辑:冶林
[1]  [2]  
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