OCDMA技術
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OCDMA技術是一種光域擴頻通信技術,它將輸入信號的碼元用擴頻碼來填充,並且不同用戶的信號使用互為正交的不同碼序列,用不同的碼序列來填充信息碼元形成了不同的碼分通道。由於OCDMA採用光子技術實現擴頻編碼,通過全光信號處理方式,能夠有效地剋服傳統電CDMA(碼分多址)中的速率“瓶頸”。
隨著Internet業務需求的迅猛增長,特別是寬頻業務的增長,人們迫切需求更大容量的系統和網路.有關預測表明,20年後國家骨幹傳送網的容量將是現在的100倍.雖然SDH的傳輸技術和ATM交換技術可以滿足近期網路的需要,但從長遠來看,由於電子器件工作上限速率40GHz,將很難完成未來高速寬頻綜合業務的傳送和交換處理,所以以光節點代替電節點,並用光纖將光節點互連成網的全光網路必然成為下一代互聯網路的核心.全光網剋服了光電、電光轉換和電子節點的時鐘偏移、串話、響應速度慢等缺點,不受檢測器、調製器等光電器件響應速度的限制,解決了“電子瓶頸”問題。全光網在光復用段層(OMS)最常用的三種復用技術是光碼分復用(OCDMA)技術、光時分復用(OTMA)技術和波分復用(WDM)技術,其中OCDMA技術有著更為廣闊的應用前景.
光纖通信網路使世界變小。它正以指數上升的趨勢走進千家萬戶,滲透到社會的各個角落。為滿足長距離、大容量、高速率的通信需求,許多國家正致力於研究、開發和建設高效光網路。光網路的大容量、高速率主要取決於多址復用技術。作為光纖通信的三大主流復用技術之一,OCDMA正在成為光纖通信領域新的研究熱點。OCDMA通信系統是將光纖通信與CDMA技術結合起來,由數據源、光編碼器、光纖、光解碼器、數據接收器組成。在發送端,給每個上路用戶分配一個地址碼,由光編碼器對用戶數據源進行光編碼,即用擴頻地址序列進行擴頻處理。備用戶的編碼信號經星型耦合器疊加在一起,形成一個總的信號矢量進入光纖傳輸。在接收端,光解碼器對收到的擴頻碼系列與本地地址碼進行相關運算,採用相干或非相干的方法進行解擴處理,並通過特定的門限判決技術恢復出源信號,傳送給數據接收器實現數據恢復。CDMA技術與光纖通信的有機結合,使得OCDMA系統具有鮮明的特點和獨特的優勢。
OCDMA傳送網上的信號是多個用戶的合成信號,其擴頻技術保證了在任何地方下路,接收到的信號都是多用戶的信號疊加。只有在接收端地址和發送端地址嚴格匹配的情況下,才能恢復出原始信號。因而具有優良的安全性能。
OCDMA系統允許多個用戶隨機接入同一通道。新上路的用戶擴頻信號直接疊加在合成信號矢量上。不要求各用戶之間的同步,也不要求用戶具有波長調節能力。
OCDMA系統對用戶信號編碼時,對脈衝信號進行了擴頻處理,增大了編碼信號的帶寬。相對密集波分復用而言,對波長漂移並不十分敏感,從而增強了系統的抗干擾能力。
OCDMA系統採用寬頻光源,且無須精確控制波長,對傳輸光纖無特殊要求,系統中器件數量少,降低了網路成本,簡化了網路管理,並增加了網路的可靠性。
OCDMA系統還具有可變速率或多速率傳輸的能力。復用點速率分佈範圍較大。可以承載ATM、SONET、IP等多種信息傳輸服務。
OCDMA系統在光域對各路信號進行光編碼和光解碼,對用戶數據進行全光信號處理,實現多址通信。信息在信源就變成了光信號,到達目的地後才變成電信號。剋服了OWDM光網路殘留在發送和接收端的電子瓶頸,真正做到了光子進光子出。從而成為實現真正意義上的全光通信網的最有希望的多址復用技術。
OCDMA技術的優點:(1)能夠充分利用光纖帶寬;(2)不論在時間上還是頻率上,無需信號同步;(3)所有用戶使用同一中心波長;(4)用戶容量大,對系統容量無嚴格限制;(5)具有良好的保密性。
OCDMA通信系統分為兩種:強度調製直接檢測系統和相干OCDMA通信系統。以編/解碼採用何種相干光源為依據劃分,前者屬於非相干光系統,後者屬於相干光系統。非相干光系統利用光信號功率進行編/解碼,系統較為簡單,但頻譜利用率低,系統支持的用戶容量有限。相干光系統利用光信號相位的變化進行編/解碼,可通過雙極性或多極性完成編碼,用戶之間的相關特性比較理想。
OCDMA技術具有廣闊的應用前景,如電信網、高速電腦區域網、光接入網、光纖同軸電纜混合網、多媒體通信和CATV(有線電視)計費與V0D(視頻點播)技術業務等互動式業務網等。針對不同的應用,研究者已提出相應的通信系統,如應用於多媒體通信的OCDMA並行圖像傳輸系統等。


