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光码分多址技术OCDMA是将码分多址CDMA技术与大容量的光纤通信技术相结合的一种通信方式,其主要优点表现在如下几个方面:允许多个用户随机的接入同一信道;可以构成真正“透明”的全光通信网络;具有良好的安全性;允许可变速率或者多速率传输,并可同时提供多种业务支持;具有良好的抗干扰能力,并能够充分的利用石英光纤的可用带宽。因此,OCDMA技术具有很强的技术优势和广阔的应用前景。
在归纳和总结大量的国内外文献的基础上,本文主要对OCDMA系统的编解码技术进行分析与研究,并取得了以下几个方面的进展:
(1)分析了T/S-OCDMA、WDM+OCDMA、MW-OCDMA三种二维OCDMA系统的编解码方案,并通过仿真比较这三种系统的性能。分析了基于FBGs加光纤延迟线实现的二维λ—tOCDMA系统,对二维λ—tOCDMA系统性能进行了较为深入的研究,结论表明了二维λ—tOCDMA系统在并发用户数和系统误码率方面均远大于目前一维光正交码的OCDMA系统。同时对改善二维OCDMA系统提出了一些有意义的建议和总结。
(2)分析了多种FBGs编解码器的反射谱特性,提出了改善均匀FBGs和啁啾FBGs反射谱旁瓣的方法,使其适用于OCDMA系统。研究了FBGs编解码器参数的设计方法,提出了在设计FBGs编解码器时应注意的若干问题,即必须采用切趾光栅,必须采用弱折射率变化光栅,必须采用无直流分量的光纤光栅。提出了编解码器中波长不匹配分析的数学模型,分析了各种波长不匹配情况下的编解码器性能,通过理论分析和仿真结果表明,更多的子光栅数目具有更强的抗干扰能力,但要以误码率增大,传输速率下降为代价。
(3)分析了相移超结构光纤光栅(SSFBG)的原理,并设计出了一种码长31的gold码SSFBG编解码器,考虑了输入脉冲宽度以及光栅折射率调制深度对全光编解码性能的影响,结果表明:随着输入脉冲宽度和编解码光栅折射率调制深度的增加,编解码性能出现下降,多用户干扰的影响增加:编解码器的插入损耗和相关性能之间存在矛盾,需要折中考虑SSFBG光栅折射率调制深度的选取。这些分析在制造SSFBG过程中起到指导意义。
(4)设计了在optisystem软件平台上搭建OCDMA系统的建模仿真方案,搭建出基于光纤延迟线编解码器的一维时域OCDMA系统仿真模型,并对此一维时域OCDMA系统的性能进行了分析。详细给出了基于FBGs编解码器的SAC-OCDMA系统的建模过程,模型框架以及模型的具体实现过程,对SAC-OCDMA系统的仿真结果主要做了三个方面的分析研究,并得出一些有意义的结论。