基于可变址二维OCDMA电子编解码的光传输系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于可变址二维OCDMA电子编解码的光传输系统，包括顺序连接的发送部分、光纤链路和接收部分。发送部分主要由依次串联的二维电域OCDMA编码电路、副载波复用编码电路和波分复用器构成。二维电域OCDMA编码电路主要由依次串联的电时域延时编码器、电频域编码器以及或运算单元构成。接收部分主要由依次串联的波分解复用器、副载波解复用电路、二维电域OCDMA解码电路构成。二维电域OCDMA解码电路主要由顺序连接的电频域解码器、电时域反延时解码器以及阈值判决器构成。本实用新型专利技术能够有效解决差拍噪声和多址干扰的问题，同时避免了采用多路光开关、ASE光源、光强度调制器、光阈值器等极其昂贵的光器件，降低了成本和设备复杂度。

【技术实现步骤摘要】
基于可变址二维OCDMA电子编解码的光传输系统
本技术属于光纤通信
，具体涉及一种基于可变址二维OCDMA电子编解码以及结合SCM和WDM的光传输系统。
技术介绍
光码分多址(OCDMA)无源光网络具有安全性强、异步接入、容量可变、多速率传输、综合服务强等优点。目前，对于OCDMA系统，由于差拍噪声和多址干扰(MAI)的存在，一般需要采用光阈值器、高速光开关、光强度调制器等昂贵部件，再加上发射端一般采用超短脉冲激光器，系统的实施成本高昂，条件苛刻，灵活性较差。为了解决差拍噪声问题，一些电域处理OCDMA系统相继被提出。现有的电域处理OCDMA编解码器主要有以下三种方案：一种是采用无线CDMA中的双极性码处理用户信号CDMA-PON系统；第二种是利用分布式横向滤波器(DTF)对信号进行一维单极性编解码；第三种是采用电域空间编码的频域多阶幅度编码。CDMA-PON系统在发送端，先将各用户数据在电域进行CDMA编码，之后将各用户编码后的数据耦合在一起再调制到激光上，在光纤中进行传输。其好处除了消除拍频噪声之外，较之直接传输，可以得到额外的编码增益。但这种方案是对电信号进行时域的直接扩频，用户信号速率是码片速率的码长倍，电域编解码器要具有切片速率的数据处理能力，而电域的处理速度存在“电子瓶颈”，如果为了提高用户数量增加码长，则会限制数据的传输速率。电域空间编码是在电域对各用户信号进行空间编码，这种方法避免了码片速率的电信号处理，因而各用户速率可以不受码片速率的限制；同时该方案将各路信号解复用之后分别解码也避免了差拍噪声。但是一个显著的问题是，随着空间编码器码长的增加，光电器件数量也将线性增加，这大大增加了系统的实施成本。
技术实现思路
本技术提供一种可变址二维OCDMA电子编解码电路与副载波复用(SCM)和波分复用(WDM)结合的方案，用以解决差拍噪声和多址干扰的问题，同时避免了采用多路光开关、ASE光源、光强度调制器、光阈值器等极其昂贵的光器件，降低了成本和设备复杂度。本技术在频域输出端采用或运算，使各用户信号在频域不产生幅度叠加，相当于频域输出加了个光硬限幅器的作用，可有效抑制多址干扰。本技术可以利用高速的并行FPGA进行硬件编程，提高编解码的灵活变址能力。同时结合SCM和WDM技术，使得一个发射机(OLT)包含多个OCDMA编解码器，在二维OCDMA地址码本身地址容量的基础上，更加大大的扩大了接入用户。本技术提供的是一种基于可变址二维OCDMA电子编解码的光传输系统，包括顺序连接的发送部分、光纤链路和接收部分。所述发送部分主要由依次串联的二维电域OCDMA编码电路、副载波复用编码电路和波分复用器构成。所述二维电域OCDMA编码电路主要由依次串联的电时域延时编码器、电频域编码器以及或运算单元构成。所述副载波复用编码电路主要由依次顺序连接的QAM调制电路、副载波震荡生产器、移相器、乘法器以及加法器构成。所述接收部分主要由依次串联的波分解复用器、副载波解复用电路、二维电域OCDMA解码电路构成。所述副载波解复用电路主要由依次顺序连接的QAM解调电路、副载波同步震荡生产器、移相器、乘法器、分束器以及匹配滤波器构成。所述二维电域OCDMA解码电路主要由顺序连接的电频域解码器、电时域反延时解码器以及阈值判决器构成。附图说明图1为本技术的电路结构示意图。图2为本技术中的FPGA二维电域OCDMA编码电路示意图。图3为本技术中的副载波复用(SCM)编码电路示意图。图4为本技术中的副载波解复用电路示意图。图5为本技术中的FPGA二维电域OCDMA解码电路示意图。具体实施方式实施例包括顺序连接的发送部分、光纤链路和接收部分。如图1所示，发送部分包括依次串联的二维电域OCDMA编码电路、副载波复用(SCM)编码电路、波分复用器(WDM)。如图2所示，上述的二维电域OCDMA编码电路，包括依次串联的电时域延时编码器、电频域编码器、或运算单元。其中电时域延时编码器，由D触发器或者寄存器组成的移位寄存器构成；电频域编码器由“寄存器块”构成；或运算单元由“或门”构成。这里给出一个优选的二维电域OCDMA编解码电路的具体编解码方法，当然也可以采用其他现有的编解码方法。编码过程如下：用户光地址码集为(N×L，ω，λa，λb)，其中N为频率片(波片)数目，L为光地址码的时间片数目，ω为码重(“1”的个数)，λa和λb为自相关和互相关峰值；每个用户码字为一个N×L的码字矩阵，(a0，b0)、(a1，b1)、…、(a(ω-1)，b(ω-1))为码字矩阵中“1”的坐标；b(t)为用户比特流信号；ε为用户数据比特脉冲宽度，既最小延时单元，与FPGA内部时钟有关。步骤1：用户比特流电信号b(t)进入编码器后，首先根据地址码码重ω，利用寄存器复制成ω份。这ω份个寄存器的数据，再分别进入ω个移位寄存器。利用FPGA的位寻址功能，通过地址码分配管理器发送过来的地址码时间片b0、b1、…、bω-1作为地址，控制移位寄存器抽头位置，从而实现b0ε、b1ε、b2ε、…、bω-1ε延时单元的延时，得到时域编码的ω路延时编码数据。其中移位寄存器相当于光纤延时线的作用。步骤2：ω路延时数据，进入电频域编码器。电频域编码器由一个位地址容量为N*P的寄存器组成，其中N为并行用户数，P为频域通道数。每N位为一组，对应于一个频域通道，总共有P个频域通道。如位地址Address[N-1：0]为通道0，位地址Address[2N-1：N]为通道1，位地址Address[(N*P)：N*(P-1)]为通道P-1。利用FPGA的位寻址功能，通过地址码分配管理器发送过来的地址码频率片a0、a1、a2、…、aω-1作为地址，控制ω路延时数据进入电频域编码寄存器中相应频域通道单元中相应的位置。既：用户1的第一路延时数据，进入电频域编码寄存器的Address[a0*N]，对应于频率通道a0。第二路延时数据，进入电频域编码寄存器的Address[a1*N]，对应于频率通道a1。第ω路延时数据，进入电频域编码寄存器的Address[aω-1*N]，对应于频率通道aω-1。设置用户2的地址码频率片为b0、b1、b2、…、bω-1。用户2的第一路延时数据，进入电频域编码寄存器的Address[b0*N+1]，对应于频率通道b0。第二路延时数据，进入电频域编码寄存器的Address[b1*N+1]，对应于第b1个频率通道。第ω路延时数据，进入电频域编码寄存器的Address[bω-1*N+1]，对应于频率通道bω-1。设置用户N的地址码频率片为n0、n1、n2、…、nω-1。用户N的第一路延时数据，进入电频域编码寄存器的Address[n0*N+(N-1)]，对应于频率通道n_0。第二路延时数据，进入电频域编码寄存器的Address[n1*N+(N-1)]，对应于第n1个频率通道。第ω路延时数据，进入电频域编码寄存器的Address[nω-1*N+(N-1)]，对应于频率通道nω-1。依次类推。将同一频域单元的不同用户延时数据进行或运算，既完成频域编码。既：通道1输出数据C0＝Address[0]|Address[1]|…|Address[本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于可变址二维OCDMA电子编解码的光传输系统，包括顺序连接的发送部分、光纤链路和接收部分，其特征在于：所述发送部分主要由依次串联的二维电域OCDMA编码电路、副载波复用编码电路和波分复用器构成；所述二维电域OCDMA编码电路主要由依次串联的电时域延时编码器、电频域编码器以及或运算单元构成；所述接收部分主要由依次串联的波分解复用器、副载波解复用电路、二维电域OCDMA解码电路构成；所述二维电域OCDMA解码电路主要由顺序连接的电频域解码器、电时域反延时解码器以及阈值判决器构成。

【技术特征摘要】
1.一种基于可变址二维OCDMA电子编解码的光传输系统，包括顺序连接的发送部分、光纤链路和接收部分，其特征在于：所述发送部分主要由依次串联的二维电域OCDMA编码电路、副载波复用编码电路和波分复用器构成；所述二维电域OCDMA编码电路主要由依次串联的电时域延时编码器、电频域编码器以及或运算单元构成；所述接收部分主要由依次串联的波分解复用器、副载波解复用电路、二维电域OCDMA解码电路构成；所述二...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐翔，李传起，陆叶，曾汝琦，谭鹏飞，周鹏，
申请(专利权)人：广西师范大学，广西师范学院，
类型：新型
国别省市：广西,45