光碼分復(fù)用(OCDM)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究.pdf

1、光碼分復(fù)用(OCDM)結(jié)合了光纖通信和碼分復(fù)用(CDM)的技術(shù)特點(diǎn)，在寬帶通信網(wǎng)，如光分組交換(OPS)、無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)及保密信息傳輸?shù)确矫娴膽?yīng)用都具有一定技術(shù)優(yōu)勢(shì)，是國際上光通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。對(duì)于OCDM技術(shù)及應(yīng)用的研究，近年來國內(nèi)外出現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢(shì)，但OCDM要真正達(dá)到實(shí)用化還存在一些技術(shù)難題。本論文試圖對(duì)OCDM一些關(guān)鍵技術(shù)問題及其應(yīng)用進(jìn)行深入的研究，包括以下幾個(gè)方面：1)具有良好相關(guān)特性、適合保密性或支持大容量的光地

2、址碼構(gòu)造方法研究；2)新型高性能光編/解碼器設(shè)計(jì)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(luò)中光標(biāo)簽處理的應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)研究；5)OCDM在保密信息傳輸網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用及實(shí)驗(yàn)研究。
　　 具體而言，主要有以下六個(gè)方面的研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)：
　　 (1)為了增強(qiáng)基于OCDM技術(shù)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(gòu)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(yīng)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(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了該方法的可行性和有效性。最后，研究了基于MGOOC的OCDM實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試與分析。
　　 (2)基于同余算子構(gòu)造光正交碼(OOC)的方法是國際學(xué)者廣泛關(guān)注的問題，特別是基于二次同余算子的OOC構(gòu)造法。為了提高OCDM系統(tǒng)的用戶容量，本文將二次同余擴(kuò)展到三次同余，提出了基于三次同余的OOC構(gòu)造方法。此外，研究了基于

4、三次同余OOC二維地址碼的構(gòu)造方法，進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真與性能研究。
　　 (3)基于光子晶體(Photonic Crystals，PhC)易于現(xiàn)實(shí)光信息延時(shí)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(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。研究結(jié)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(jìn)一步提高OCDM系統(tǒng)的傳

5、輸性能，在采用傳統(tǒng)前向糾錯(cuò)碼(FEC)的基礎(chǔ)上，提出了在OCDM系統(tǒng)中采用可調(diào)級(jí)聯(lián)糾錯(cuò)的方法，研究了基于可調(diào)級(jí)聯(lián)糾錯(cuò)碼的OCDM系統(tǒng)性能，并比較研究了在OCDM系統(tǒng)中應(yīng)用多種糾錯(cuò)碼方案的系統(tǒng)性能，數(shù)值結(jié)果表明了采用級(jí)聯(lián)糾錯(cuò)方法改善OCDM系統(tǒng)性能的有效性。另外，針對(duì)相干OCDM系統(tǒng)，提出了基于隨機(jī)相位信息提高相干OCDM系統(tǒng)性能的新方法，進(jìn)行了系統(tǒng)仿真，驗(yàn)證了該方法的可行性。
　　 (5)采用多重OOC排列組合標(biāo)識(shí)光標(biāo)簽，能有效

6、提高OPS網(wǎng)絡(luò)支持的光標(biāo)簽數(shù)目，提出了基于多重(可調(diào))OOC序列的光標(biāo)簽處理方法，進(jìn)行了理論仿真。研究了基于多重OOC序列光標(biāo)簽的OPS(MOOCS-OPS)系統(tǒng)性能，進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算與討論，從理論上驗(yàn)證了該方案的可行性和可擴(kuò)展性。
　　 (6)針對(duì)MOOCS-OPS系統(tǒng)中光標(biāo)簽的單脈沖產(chǎn)生與光標(biāo)簽接收的非連續(xù)和突發(fā)特性，設(shè)計(jì)了基于FPGA產(chǎn)生用于光標(biāo)簽的單脈沖方案與光開關(guān)控制模塊，并完成了硬件制作和相應(yīng)的單元實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)