一种电光编解码收发装置及编解码方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电光编解码收发装置，包括：系统管理模块、电时域时延编解码模块、光频域相位编解码模块以及光纤传输模块；电时域时延编解码模块由时间延时编码器、时间延时解码器、1×N分路器、N×1合路器、阈值判决器构成；光频域相位编解码器由多阶幅度光电转换器、光相位调制器、多阶幅度电光转换器、X型耦合器构成；光纤传输模块由光纤、波分复用器以及波分解复用器构成。

An electro-optical codec transceiver and encoding and decoding method

The invention discloses an electro-optic encoding and decoding transceiver, which comprises a system management module, an electro-time domain delay encoding and decoding module, an optical frequency domain phase encoding and decoding module and an optical fiber transmission module; an electro-time domain delay encoding and decoding module consists of a time delay encoder, a time delay decoder, a 1 *N divider, an N *1 combiner, and a threshold decision. Optical frequency domain phase codec consists of multi-order amplitude photoelectric converter, optical phase modulator, multi-order amplitude electro-optical converter, X-coupler; optical fiber transmission module consists of optical fiber, wavelength division multiplexer and wavelength division multiplexer.

【技术实现步骤摘要】
一种电光编解码收发装置及编解码方法
本专利技术涉及通信领域，具体的涉及一种电光编解码收发装置及编解码方法。
技术介绍
作为下一代光接入网重要的备选方案之一的光码分多址(OCDMA)技术，具有保密性强、随机接入、软容量、综合服务强等诸多优势，不仅具有较高的传输速率，为系统提供良好的物理层安全保护，而且通过分配不同码长和码重的地址码，可满足交互式业务等综合宽带业务的多QoS需求，同时相比于TWDM也更适应动态的光层组网，在关系国计民生和国防安全的通信方面有重要的应用价值。然而现有基于全光信号处理的OCDMA系统研究已进入技术“瓶颈”，存在频谱效率低、色散补偿困难和多址干扰严重的三大问题，在多用户、变速率和多服务质量下，存在地址码构造性能较低、容量偏小，器件解码输出自相关峰值较低的编解码的问题，且不适应当前软件定义光网络下的发展，所以近年采用电域编码(或电光组合编码)和数字相干接收技术结合成为新的发展趋势。因此，研究OCDMA系统地址码、电光组合编解码和数字相干接收的高效实现对满足当前光纤通信传输以及未来的发展要求，都具有重要的应用价值。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种电光编解码收发装置及编解码方法，使得本专利技术的方案获得了现实简单可行、重构性好、大容量、速率高的技术效果。一种电光编解码收发装置，包括：系统管理模块、电时域时延编解码模块、光频域相位编解码模块以及光纤传输模块；电时域时延编解码模块由时间延时编码器、时间延时解码器、1×N分路器、N×1合路器、阈值判决器构成；光频域相位编解码器由多阶幅度光电转换器、光相位调制器、多阶幅度电光转换器、X型耦合器构成；光纤传输模块由光纤、波分复用器以及波分解复用器构成。本专利技术还提供一种电光编解码收发装置的编解码方法，所述方法使用前述的电光编解码收发装置，所述方法包括步骤：S1：根据不同用户的光地址码集将n个用户比特信号a(t)复制成nw份，并根据用户的不同光地址码，将每个用户发送的信号的每个复制体进行相应的时延，得到N个多阶幅度信号；S2：nω×N复选耦合器将生成的N个多阶幅度信号送入光频域编码器中，光频域相位编码器将叠加后的信号进行相位调制并且发送至光纤进行传输；S3：光频域相位解码器对光信号进行相位解调，检测出光信号，并将光信号转换成电信号后送入电时域时延解码模块；S4：电时域时延解码器对光频域相位解码器解调后的电信号进行反向延时后对应顺序进行加法运算，得到叠加后的电信号，将所述叠加后的电信号在滤波器中进行滤波后，再进行阈值判决，最终输出解码后的电信号。进一步地，所述S1包括：S11：根据用户的光地址码集将n个用户比特信号a(t)复制成nw份，同时送入延时编码器中；S12：延时编码器根据每个用户分配的地址码{(a0,b0)；(a1,b1)；(a2,b2)…(aw-1,bw-1)}，将各个用户信号的第1,2,3,…,w路信号分别延时b0ε,b1ε,b2ε,…,bwε(ε为比特数)个比特信号，得到每个用户的延时信号a(t+b0ε),a(t+b1ε),a(t+b2ε),…,a(t+bw-1ε)；S13：nω×N复选耦合器自步骤S12中任意确定两个用户分配的地址码，并根据地址码选定对应的延时信号用于叠加，得出各个用户在0到N-1个加法器上的多阶幅度电信号。进一步地，步骤S2包括：S21：光频域相位编码器根据每个用户分配的地址码{(a0,b0)；(a1,b1)；(a2,b2)…(aw-1,bw-1)}，将各个用户的第1,2,3,…,w路叠加后的多阶幅度电信号两两分组，每一组转换成相同波长和不同相位的多阶幅度光信号，不同组之间的波长不同；其中，每一组转换出的多阶幅度光信号的相位值相差为90°；S22：光频域相位编码器将不同相位的多阶幅度光信号送入发射端波分复用器中进行复用；S23：复用后的信号送入光纤传输。进一步地，步骤S3包括：S31：接收端波分解复用器接收光信号，将光信号分成n路光信号后根据波长被送入相对应相干检测模块中；S32：接收端根据每个用户分配的地址码{(a0,b0)；(a1,b1)；(a2,b2)…(aw-1,bw-1)}，将波分解复用器输出的不同波长的光信号送入对应的相干接收检测模块，各个用户解码端本振光信号的初始相位为S33：通过零差相干检测原理检测出光信号；S34：通过光电探测器将这一路的光信号转换成电信号后送入电时域时延解码模块。进一步地，步骤S4包括：S41：在电时域时延解码器中，光电探测器输出的电信号被送入时间延时器中；S42：根据用户每个用户分配的地址码{(a0,b0)；(a1,b1)；(a2,b2)…(aw-1,bw-1)}，时间延时器将各个用户的第1,2,3,…,w路信号分别延时{(L-b0-1),(L-b1-1),…,(L-bw-1-1)}个单位；S43：延时后的w路电信号被送入加法器中，进行加法运算；S44：叠加后的电信号进入滤波器中，最后送入阈值判决模块后，最终输出解码后的电信号到达用户接收端。本专利技术所述一种电光编解码收发装置的编解码方法，在时域上进行电时域延时编解码，避免了多路光开关、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；本专利技术在时域上进行延时编解码后进行了频域的相位编解码，为二维OCDMA，相对一维电域编解码大大提高了系统用户容量；本专利技术在接收端采用零差相干接收技术，本振光与信号光混频后的信号幅度有所增加，有效的提升了接收机的灵敏度；在接收端，可以配合DSP算法进行算法补偿，进一步提高接收机的接收灵敏度；本专利技术利用高速的并行FPGA进行硬件编程，提高了编解码的可重构性，并且采用电光组合编解码，一定程度上抑制了“电子瓶颈”。总体而言，本专利技术的方案获得了现实简单可行、重构性好、大容量、速率高的技术效果。非相干OCDMA在频域编码时用的是不同的波长来携带每一路的信息，相干OCDMA编解码系统中用的是不同的相位来携带信息，例如在非相干系统中，用的是1550,1551和1552三个波段来处理用户信息，在相干系统里，每两路用户数据用的是一个波长，每个波长的相位调制是正交的，在地址码相同的情况下，相同的数量相干系统比非相干系统能够节省下一半的传输带宽，用户量更大。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的一种电光编解码收发装置结构示意图；图2为本专利技术提供的一种电光编解码收发装置的编解码方法具体实施示意图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本专利技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本专利技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电光编解码收发装置，其特征在于，包括：系统管理模块、电时域时延编解码模块、光频域相位编解码模块以及光纤传输模块；电时域时延编解码模块由时间延时编码器、时间延时解码器、1×N分路器、N×1合路器、阈值判决器构成；光频域相位编解码器由多阶幅度光电转换器、光相位调制器、多阶幅度电光转换器、X型耦合器构成；光纤传输模块由光纤、波分复用器以及波分解复用器构成。

【技术特征摘要】
1.一种电光编解码收发装置，其特征在于，包括：系统管理模块、电时域时延编解码模块、光频域相位编解码模块以及光纤传输模块；电时域时延编解码模块由时间延时编码器、时间延时解码器、1×N分路器、N×1合路器、阈值判决器构成；光频域相位编解码器由多阶幅度光电转换器、光相位调制器、多阶幅度电光转换器、X型耦合器构成；光纤传输模块由光纤、波分复用器以及波分解复用器构成。2.一种电光编解码收发装置的编解码方法，所述方法使用权利要求1所述的电光编解码收发装置，其特征在于，所述方法包括步骤：S1：根据不同用户的光地址码集将n个用户比特信号a(t)复制成nw份，并根据用户的不同光地址码，将每个用户发送的信号的每个复制体进行相应的时延，得到N个多阶幅度信号；S2：nω×N复选耦合器将生成的N个多阶幅度信号送入光频域编码器中，光频域相位编码器将叠加后的信号进行相位调制并且发送至光纤进行传输；S3：光频域相位解码器对光信号进行相位解调，检测出光信号，并将光信号转换成电信号后送入电时域时延解码模块；S4：电时域时延解码器对光频域相位解码器解调后的电信号进行反向延时后对应顺序进行加法运算，得到叠加后的电信号，将所述叠加后的电信号在滤波器中进行滤波后，再进行阈值判决，最终输出解码后的电信号。3.根据权利要求2所述的电光编解码收发装置的编解码方法，其特征在于，所述S1包括：S11：根据用户的光地址码集将n个用户比特信号a(t)复制成nw份，同时送入延时编码器中；S12：延时编码器根据每个用户分配的地址码{(a0,b0)；(a1,b1)；(a2,b2)…(aw-1,bw-1)}，将各个用户信号的第1,2,3,…,w路信号分别延时b0ε,b1ε,b2ε,…,bwε(ε为比特数)个比特信号，得到每个用户的延时信号a(t+b0ε),a(t+b1ε),a(t+b2ε),…,a(t+bw-1ε)；S13：nω×N复选耦合器自步骤S12中任意确定两个用户分配的地址码，并根据地...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传起，周鹏，陆叶，乐翔，曾汝琦，周慧丽，李明扬，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：发明
国别省市：广西,45