概述
光码分复用(Optical Code Division Multiplex,OCDM)是一种充分利用现有光纤带宽的复用技术。在电通信领域,码分复用是一种扩频通信技术,在发送端将不同的用户信息采用相互正交的扩频码序列进行调制后再发送,在接收端采用相关解调来恢复原始数据。
中文名称 | 光码分复用 | 外文名称 | Optical Code Division Multiplex |
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简称 | OCDM或CDMA |
OCDM典型系统框图大致的过程如下,首先是给每个用户分配一个地址码,用来标记这个用户的身份。不同的用户有不同的地址码,并且它们互相正交。在发射端,要传输的数据信号首先采用适当的调制方式,转换成相应的光域上的信号,然后再经过一个编码器进行扩频处理,标记上这个用户的地址信息,成为伪随机信号。编码器是在光域上进行工作的,它是OCDMA技术中的核心内容之一。扩频信号(伪随机信号)通过光纤网络到达接收端之后,通过解码器进行解码处理,恢复出期望的光信号,再经过光电转换设备,得到电域上的数据信号。
在发送端光信号首先经数据调制,称为光域上的"0"、"1"码,然后经过光编码器编码后发送到光纤信道传输。光纤信道可以是各种拓扑结构,研究比较多的是星型结构。
OCDMA技术采用全光处理方式,避免了"电子瓶颈"的限制,可以更加高效地利用光纤丰富的带宽资源,在同等条件下网络可以支持更多的用户,有更大的吞吐量。网络拓扑结构简单简单,接入灵活。在OCDMA网络中,每个用户都分配有一个唯一的地址码,用来区别身份,用户可以按异步方式随时接入网络,而无须像OTDM那样要进行复杂的定时和测距,或者WDM系统中进行的波长变换。和电的CDMA技术一样,ODCMA系统的用户数目属于"软限制",也就是说,系统能否再接入更多的用户主要取决于当前服务用户的通信质量。如果当前服务用户的通信质量良好,就可以接入更多的用户。其最终判决准则应该是新接入用户不显著降低整个系统的通信质量,或者说,接入新的用户后,整个网络的通信质量应该保持在可接受的范围内。
OCDM与电CDM相比,无论是在适用范围、目的,还是在实现技术上都有显著的不同,同WDM和OTDM技术相比具有崭新的特点。由于这种伪随机地址码序列可以对光信号的任意信息进行标记起来实现编/解码,如光振幅编/解码、光相位编/解码、光波长编/解码等,因此OCDM的实现方式是多种多样的。每一种编解码方式都要求不同的伪随机地址码序列的正交性。同WDM和OTDM相比,OCDM并没有严格的系统容量定义,只是随着用户数的增加而系统性能不断降低,是一种干扰受限系统。
本文对光纤水听器时分多路复用阵列系统的构成、工作原理等进行了介绍分析,并提出了各项参数的选择方法和实践中需要重点解决的问题。
考察了光纤的PSP带宽对于一阶PMD补偿的带宽限制及两种重要的一阶PMD补偿技术在波分复用系统WDM中应用的可行性,在此基础上提出了两种波分复用系统中PMD补偿的具体补偿方案,并对它们作了比较。
1、基于超连续谱和超结构光纤光栅的波分复用/光码分复用系统
实验验证了基于超连续谱(SC)和超结构光纤光栅(SSFBG)的波分复用/光码分复用(WDM/OCDM)混合系统,超结构光纤光栅实现了对超连续谱光源的双波段同时相位编解码。由于波分复用/光码分复用系统中信道间干涉和噪声的影响,解码输出脉冲的信号波形出现劣化,自相关曲线旁瓣明显增大,自相关峰展宽至8.2 ps。在非线性放大环镜(NALM)的阈值判决作用下,解码输出脉冲的信号波形质量有了明显的改善,自相关峰宽度压缩至4.8 ps,较好地抑制了自相关曲线的旁瓣和噪声。
2、波分复用/光码分多址网络性能研究
基于波分复用/光码分复用混合网络模型,研究了光码分多址和波分复用/光码分复用网络性能,导出网络误码率公式;针对加性白色高斯噪声信道模型,将信息论应用到网络系统性能的分析上,得到网络的吞吐量公式。仿真结果表明:波分复用/光码分复用混合网络较单纯光码分多址网络具有容量大,网络扩展容易、方便等优点。
码分多路复用也是一种共享信道的方法,每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信,但使用的是基于码型的分割信道的方法,即每个用户分配一个地址码,各个码型互不重叠,通信各方之间不会相互干扰,且抗干扰能力强。码分多路复用技术主要用于无线通信系统,特别是移动通信系统。它不仅可以提高通信的话音质量和数据传输的可靠性以及减少干扰对通信的影响,而且增大了通信系统的容量.笔记本电脑或个人数字助理(PersonalDataAssistant,PDA)以及掌上电脑(HandedPersonalCOmputer,HPC)等移动性计算机的联网通信就是使用了这种技术。
码分复用命令
利用多个掩码序列的其中一个对多个符号流的每一个进行编码,该已掩码的符号流被组合以形成码分复用(CDM)信号,并且利用另一个掩码序列该CDM信号被进一步地进行掩码,用于与一个和多个附加的信号进行码分复用,以发送到远程站。在另一个实施例中,根据经掩码的符号流形成了多个CDM信号,并且所述多个CDM信号在进一步进行掩码之前被时分复用(TDM)。在其它实施例中,解掩码和解复用被执行来恢复一个或多个符号流。也提出了其它不同的方面。这些方面具有的优点有:提供了对反向链路容量的有效利用,适应诸如低时延、高吞吐量或者不同服务质量这样的变化的需求,并且减小了提供这些优点的前向和反向链路开销,这样就避免了干扰过多和容量增加。