基于OCDMA的局端光收發(fā)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、光碼分多址(OCDMA)具有可隨機(jī)接入、頻譜利用率高、安全性強(qiáng)、成本低、能克服電子瓶頸等優(yōu)勢吸引了眾多研究者的眼球，成為光纖通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，成為實(shí)現(xiàn)真正意義上的全光通信網(wǎng)絡(luò)最有希望的多址復(fù)用技術(shù)，也被視為下一代無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)的最佳候選方案之一。缺少可實(shí)際應(yīng)用的高性能光地址碼、多址干擾(MAI)以及編解碼器成本高、實(shí)施困難、重構(gòu)困難仍是目前OCDMA系統(tǒng)的幾大主要技術(shù)瓶頸，同時也使得OCDMA系統(tǒng)在PON應(yīng)用中難以體現(xiàn)競爭力

2、。這使得OCDMA-PON仍處于實(shí)驗(yàn)階段，阻礙了其商業(yè)化的進(jìn)程。因此，尋找一種成本低廉、可重構(gòu)性好、傳輸性能優(yōu)良的OCDMA編解碼器成為OCDMA商用化的一個迫切需求。本文主要圍繞OCDMA局端收發(fā)機(jī)的編解碼器理論算法、軟硬件架構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究和實(shí)踐，以期尋求OCDMA-PON進(jìn)一步實(shí)用化的思路。
　　1.分析研究了目前OCDMA技術(shù)和PON的發(fā)展現(xiàn)狀，給出一種基于局端電光可重構(gòu)編解碼、遠(yuǎn)端集中固定全光編解碼的P

3、ON方案，進(jìn)一步提出一種新的電光OCDMA二維編解碼器方案及算法，給出了編解碼算法的數(shù)學(xué)模型，并通過速率為5Gbits/s、兩用戶的系統(tǒng)仿真驗(yàn)證了算法的可行性及性能。該方案相對實(shí)施簡單、重構(gòu)簡單易控，可降低設(shè)備的成本和復(fù)雜度，有較好的應(yīng)用價值，為OCDMA系統(tǒng)實(shí)用化提供了一種新思路。
　　2.設(shè)計了一種基于OCDMA的局端光收發(fā)機(jī)軟硬件架構(gòu)，完成了該軟硬件架構(gòu)的搭建開發(fā)，并基于該架構(gòu)完成了速率為312.5Mbits/s、兩用戶的局

4、端光收發(fā)機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明用戶信號在該系統(tǒng)中解碼后能被零誤碼地準(zhǔn)確恢復(fù)，進(jìn)一步驗(yàn)證了局端光收發(fā)機(jī)架構(gòu)、編解碼算法的可行性及性能。理論上，該編解碼器進(jìn)一步加入抑制多址干擾算法并采用高性能地址碼后，系統(tǒng)并發(fā)用戶量也會得到巨大的增加。通過分析，該方案下的OLT單端口下行速率可達(dá)128Gbits/s，具有很好的應(yīng)用潛力。
　　3.分析研究了網(wǎng)絡(luò)管理及網(wǎng)絡(luò)管理模型的組成要素，從體系結(jié)構(gòu)、信息模型和通信模型等方面結(jié)合OCDMA-PON對

5、SNMP協(xié)議進(jìn)行了管理站與OLT交互通信的分析，并在參考OMCI基礎(chǔ)上設(shè)計OLT與ONU之間的通信方式;對OCDMA-PON中的OLT進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理模型的分析和研究，給出了OCDMA-PON的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)架構(gòu)，并給出本文設(shè)計的初步軟件架構(gòu)，分析管理站、OLT、ONU之間通信的交互過程，最后給出了OLT系統(tǒng)軟件和ONU系統(tǒng)軟件的總流程。
　　4.詳細(xì)介紹了OLT和ONU系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境的搭建方法及步驟，分析研究并詳細(xì)闡述了在OCDMA