全光OCDMA技术分类及发展

发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:413

全光通信系统中，光复用技术是不可缺少的一部分。已有的光复用技术有波分复用(wdm)、频分复用(fdm)、时分复用(tdm)、空分复用、副载波复用(scm)、码分复用(cdma)等。现在大部分研究工作集中于wdm系统、otdm系统或二者混合方法。但是，随着编码技术的发展，ocdma因具有其他复用方式所不具备的优点，如异步、高速、宽带，可靠及随机接人性等，而具有广阔的应用前景。从1990年开始，就有人投入到ocdma系统的研究工作中，至今实验室已成功实现了64码片1．25gb／s的传输速率。专家预言ocdma系统的商业化将成为通信发展史的又一重大里程碑。

1 ocdma系统基本原理 cdma技术在移动通信中已经取得了很大成功，将这种码分多址技术应用到光纤通信系统中，就得到了ocdma通信系统，两者的技术原理相似。在发送节点，编码器对数据流的每个比特"1"按规律编码，形成光脉冲序列，比特"0"不编码，由全0序列代替。每个节点的码型不同，代表不同用户地址。通过光纤和星形耦合器，将编码后的光序列发送到每个接收节点。在接收端，如果译码器与编码器匹配，译码信号为自相关输出，得到大自相关峰(同时伴有小的旁瓣)，否则为互相关输出。译码信号通过光阈值开关或高速光电接收器接收，在比较器中，输出的电信号与阈值相比较，若信号值大于阈值，输?quot;1"，反之则输出"0"，从而恢复原始数据。

按编码方式的不同，可分为时域编码(ds-cdma)和频域编码(fh-cdma)。在ds-cdma中，每一个传输比特用脉冲时域序列组成的码字来定义，fh-cdma中，码片或字节的载频相应于定义好的码序列而变化。与光纤的巨大带'宽相结合，rcdma所需解决的许多问题，如：噪音干扰能力、克服远近效应、抗多径衰落能力等都不再重要，人们更关心的是他的多址功能码型选择时，更强调的是其正交性和容纳用户能力。在这方面ocdma具有其新的特点和优势。

2 ocdma技术发展

ocdma的发展在某种意义上是编码技术的发展。20世纪80年代中期，国外有人提出采用双极性gold码对用户数据进行电cdma编码，光电转换后之后再由光纤传输。这种编／解码方式不可避免地受限于电子"瓶颈"问题，只能在中、低速光通信中应用。后来有人采用光延迟线编码技术对光信号直接进行光编／解码，实现了真正意义上的ocdma编／解码。早期的编码器仅对光强进行编码，从而ocdma技术也只能应用于非相干光系统，不能使用rcdma中性能优良的双极性码。这使得ocdma系统的码型设计一度成为一个关键问题。码型设计的发展经历了素数码(pc)、光准正交码(ooc)、扩展素数码(epc)、二次同余码(qc)、扩展二次同余码(eqc)和混合码(hc)等。这些都是单极性码，通常应用于一维非相干ocdma系统中。随着光源技术及光栅编码器技术的发展，与相干光通信技术相结合的双极性码ocdma系统日益受到重视，并在实验室取得成功。此外有关二维ocdma系统的研究也日见深入。

目前ocdma技术在实验室内已取得重大成就。将ocdma技术与time-gating技术相结合，可实现在50km nz-dsf上以160 gchip／s码片速率、1．25gb／s速率的无误码传输。但该系统的商用化还存在许多问题。1998年，codestream technologies公司宣布实现了ocdma商用产品，但3年后该公司即提出破产保护申请。2001年11月6日apn公司推出的apn-1008ocdma多路复用器引起轰动。该产品以ocdma技术为核心，支持多种速率(10mb／s～10gb／s)，多路协议(tdm，cell，packet)和多种拓扑结构(ring，mesh，bus，tree)，并可在保持当前光网现有投资状况下，增加用户容量和网络冗余量。这被专家们称之为通信史上一大创举，其实用前景还有待进一步考察。

3 ocdma系统优点

ocdma相对owdm和otdm有不可比拟的优点：

(1)可随机接入性 ocdma通过不同的码字来区分不同用户信息，不需要wdm所要求的波长控制和波长转换，这样地址分配灵活，用户可以随机接人，因此引起了人们极大兴趣。 (2)可异步接入性 ocdma不同信道之间可相互独立地发送与接收信号，不需要网际规模的时钟同步，也没有接人时延。能支持突发性业务，可以实现"讲完即走"(tell-and-go)适合突发流量、大流量和高速率环境；

(3)宽带性 ocdma只在发射节点和接收节点对用户数据进行编译码，与网络结构无关。可构成真正"透明"的全光通信高速通用网络；

(4)可靠性 ocdma中每一用户分配一个单独的光条码，只有接收端与发送端严格匹配才能解出用户信号，具有较高的安全性与保密性。

ocdma还是一项协议独立的技术，可与现有的任何新老设备兼容。可传送任何数字信号，包括sonet，atm及ds-1和ds-3信号。

ocdma技术与wdm技术的结合更好地发挥了光纤通信的潜力，可能成为未来全光网发展的重要趋势。

4 ocdma系统分类

4．1 相干系统和非相干系统

从信号处理角度来讲，ocdma系统可分为相干系统和非相干系统。非相干系统中，信

2 ocdma技术发展

3 ocdma系统优点

ocdma相对owdm和otdm有不可比拟的优点：

(3)宽带性 ocdma只在发射节点和接收节点对用户数据进行编译码，与网络结构无关。可构成真正"透明"的全光通信高速通用网络；

(4)可靠性 ocdma中每一用户分配一个单独的光条码，只有接收端与发送端严格匹配才能解出用户信号，具有较高的安全性与保密性。