SAC OCDMA系统FOC地址码设计及性能研究

设计了一种新的适合同步光谱幅度编码光码分变址(Spectral-amplitude coding optical code division multiple access,SAC OCDMA)系统的地址码,能够使多址干扰产生的误码率为0.且该地址码的互相关限为1,在给定码重和用户数的情况下能够得到较小码长,便于系统的编解码。利用OptiSys 7.0设计出仿真系统,分析比较用波分复用器和光纤光栅作为编解码器适用的不同系统,在考虑散弹噪声、相位引起的强度噪声(PIIN)和热噪声的情况下,根据该地址码的特点分析整个编解码系统的信噪比和误码率,并与现有的SAC地址码性能进行比较.结果表明:选用该地址码的SAC OCDMA系统得到的眼图更为理想,在系统误码率、编解码实现,及系统性能上都有了很大的提高。     

基于MQC的谱幅编码OCDMA系统研究

提出将相关性好的调整二次同余码(MQC)用于谱幅编码光码分多址(SAC-OCDMA)系统,分析了采用光纤布拉格光栅(FBGs)作编解码器的工作过程,研究了光谱带宽分布为高斯分布、考虑多址干扰(MAI)下系统的信扰比(SIR)和误码率(BER)。在并发用户数相同的条件下,采用以素数p=5、p=7构造的MQC的系统较采用码长相近的M序列的系统性能提高分别约13db和20db。在满足一定BER的条件下(如BER=10^-9),采用MQC的系统容量远大于采用码长相近的M序列的系统容量。研究结果表明,采用相关性良好的MQC的SAC—OCDMA系统性能明显优于现有的其它方案。     

基于STOOC的SAC-OCDMA系统地址码的性能分析

分析了STOOC码字的设计方案及码重、互相关性、系统容量等性能,仿真出几种适合SAC-OCDMA系统码字的多址干扰误码率与并发用户数的关系,结果表明:STOOC码字容量达到了SAC的上限;STOOC码字的编解码比其它几种码字更容易,且非常适合光谱幅度编码(SAC)光码分多址(OCDMA)系统;得出了在STOOC码字的系统多址干扰误码率比其他码字小,在一定误码率要求下,STOOC码字比其他码字可以承载更多的并发用户。     

OCDMA频域/时域的新型线性组合编码

提出了一种适合于光码多分址(OCDMA)频域／时域(λ-t)的二维线性组合码(LCC)新的构造方法,设计了编／解码方案,分析了系统性能。研究表明：影响LCC性能的参数主要有其子码字数和码字中相同子码字的个数。随着LCC的子码数的增加,OCDMA系统的用户容量显著提高;通过改变LCC的设计参数,系统的误码率(BER)得到改进,当LCC的子码字数确定时,BER随系统中LCC码字中相同子码字的个数的最大值的增加而劣化;当LCC码字中相同子码字的个数的最大值一定时,BER随LCC的子码字数的增加而得到改进。     

基于参量放大器的光通信系统中QC-LDPC码的研究

由于光在光纤中传输受到色散的作用以及光纤参量放大器(FOPA)的不理想均会导致光信号在传输过程中的畸变,从而影响光传输系统的误码率(BER)性能。为了减小高非线性光纤(HNLF)和泵浦的影响,本文通过采用由最小环长最大化算法构造的QC-LDPC码作为基于FOPA的40Gbit/s非归零差分移相键控(NRZ-DPSK)调制光通信系统的前向纠错码来降低系统的BER,从而达到提高整个通信系统性能的目的。仿真结果表明,在10km传输光纤条件下,相同码长不同码率的QC-LDPC码可以使BER达到10-11数量级;在相同码型和不同传输光纤长度的条件下,BER也可以达到10-11数量级。利用最小环长最大化算法构造的QC-LDPC码可以纠正通信光在传输中受到光纤色散以及FOPA中HNLF和泵浦抖动引起的相位失配而导致的误码,从而达到了提高通信质量的目的。     

基于参量放大器的光通信系统中QC-LDPC码的研究

由于光在光纤中传输受到色散的作用以及光纤参量 放大器(FOPA)的不理想均会导致光信号在传输过程中的畸 变,从而影响光传输系统的误码率(BER)性能。为了减小高 非线性光纤(HNLF)和泵浦的影响,本文通过采用由最小环长 最大化算法构造的QC-LDPC码作为基于FOPA的40Gbit/s非归零差分 移相键控(NRZ-DPSK)调制光通信系统的前 向纠错码来降低系统的BER,从而达到提高整个通信系统性能 的目的。仿真结果表明,在10km传输光 纤条件下,相同码长不同码率的QC-LDPC码可以使BER达到10－11数量级;在相同码型和不同传输光纤 长度的条件下,BER也可以达到10－11数量级。利用最小环长最大化算法构造的QC-LDPC码可以纠正通 信光在传输中受到光纤色散以及FOPA中HNLF和泵浦抖动引起的相位失配 而导致的误码,从而达到了提高通信质量的目的。     

扫频相干探测光谱幅度码标记交换系统的传输性能分析

基于光谱幅度码(SAC)标记的生成原理,利用扫频相干探测技术,搭建对156Mbit/s SAC标记进行识别的SAC标记交换系统。加载40Gb/s强度调制(IM)净荷信息后,分别对背靠背、40km和80km传输距离下,本振光源(LO)线宽、发射功率以及净荷与标记频率间隔对标记接收质量的影响进行仿真分析。同时分析接收光功率(ROP)、光信噪比(OSNR)、标记与净荷频率间隔对净荷误码(BER)特性的影响。结果表明:传输40 km、80 km后,标记接收眼高度(EH)与背靠背系统相比差别较小,且都能达到-0.6 dB左右;同时,传输80 km后,当净荷BER为10-9时,其ROP与OSNR分别为-17.8dBm和14.5dB。     

OCDMA系统SAC编解码实现方案及性能研究

讨论了基于FBG的谱幅编解码spectral-amplitude-coding(SAC)系统的原理；提出了(N，w,λ)=(q^2 q l,q l，1)光正交码的SAC编解码器实现方案：给出了该系统在码分功率不均匀时，以多址干扰为主的系统信噪比和误码率。分析了谱幅编解码OCDMA系统的应用前景。     

基于超结构光纤光栅的混沌序列OCDMA系统

提出了一种双极性编解码的光码多分址(OCDMA)系统,采用混沌序列作地址码,并使用超结构光纤布拉格光栅(SSFBG)作编/解码器。三阶Chebyshev映射能够产生具有良好相关性且适用于异步CDMA系统的双极性混沌序列,通过对三阶Chebyshev映射赋予一定初值,并进行反复迭代,得到一定长度的双极性混沌序列。根据地址码的特征,通过控制FBG的折射率分布形成SSFBG,利用SSFBG产生相应的双极性混沌序列作OCDMA系统的编/解码器。对系统性能进行了定量分析,在完全异步的情况下,推导了信噪比(SNR)与误码率(BER)的表达式。仿真分析了系统在不同码长下的BER随接入用户数的变化,并和使用Gold序列的情况进行了比较。结果表明,随着码长的增加,在接入用户数一定的情况下,系统具有较低的BER;由于混沌序列良好的自互相关性,相应的混沌序列OCDMA系统与使用Gold序列的系统相比具有较低的BER,并可以容纳更多的用户数。     

采用光硬限幅器和RS码的多波长OCDMA性能分析

提出了一种采用多个光硬限幅器和RS信道编码的多波长光码多分址（MW OCDMA）系统,理论分析了其误码率和（BER）和归一化吞吐量性能.结果表明,采用光硬限幅器的MW OCDMA系统BER性能将明显改善,进一步采用RS信道编码后,MW OCDMA系统BER性能将大大改善.另一方面,采用光硬限幅器的MW OCDMA系统的归一化吞吐量明显提高,特别是归一化吞吐量峰值提高了约1倍,但进一步采用RS信道编码后,MW OCDMA系统的归一化吞吐量并没有提高,在系统负载量不是很大的情况下还略有下降.     

Design and analysis of synchronous dynamic frequency hopping code division multiple access communication system

An optical dynamic frequency hopping code division multiple access communication system is proposed. In this system, an electrically controlled tunable optical filter (TOF) is used to encode the modulated broadband light source. The code depends on the function set to the controller. Two-dimensional code, named functional code, is also proposed based of shifted sine function. The function defines the dynamic coding pattern of the central wavelength of the transmitted narrowband optical signal. Thus, the system will allow for an easy reconfiguration of the transmitter without the need for sophisticated encoder. At the receiver, a synchronized TOF with the same function is used as a decoder. The system is modeled and analyzed taking into account the multiple access interference, phase induced intensity noise, and thermal noise. The performance of this system is shown to be better compared with a fast frequency hopping system and a spectral amplitude coding system that uses either a Hadamard code, a modified quadratic congruence code (MQC), or a modified frequency hopping code (MFH).     

An OCDMA Scheme to Reduce Multiple Access Interference and Enhance Performance for Optical Subscriber Access Networks

We propose a new optical code division multiple access (OCDMA) scheme for reducing multiple access interference (MAI) and enhancing performance for optical subscriber access networks using modified pseudorandom noise (PN)‐coded fiber Bragg gratings with bipolar OCDMA decoders. Through the bipolar OCDMA decoder and the modified PN codes, MAI among users is effectively depressed. As the data are encoded either by a unipolar signature sequence of the modified PN code or its complement according to whether the data bit is 1 or 0, the bit error ratio (BER) can be more improved with the same signal to interference plus noise ratio over the conventional on‐off shift keying‐based OCDMA system. We prove by numerical analysis that the BER of the proposed bipolar OCDMA system is better than the conventional unipolar OCDMA system. We also analyze the spectral power distortion effects of the broadband light source.     

A new family of 2D wavelength/time codes with large cardinality for incoherent spectral amplitude coding OCDMA networks and analysis of its performance

A new family of two-dimensional wavelength/time codes (2D-W/T-MQC/MQCs) and its system structure of encoder/decoder are proposed, which is based on tunable optical fiber delay lines (TOFDLs) and fiber Bragg gratings (FBGs). Multiple-access interference (MAI) can fully be eliminated by using a wavelength/time balanced detector structure at the receivers. Furthermore, the performance of the system is also analyzed by taking into account the phase-induced intensity noise (PIIN), shot noise, and thermal noise. The simulation results reveal that the new code family possesses higher signal-to-noise ratio (SNR) and lower bit-error rate (BER) than the family of one-dimensional spectral amplitude coding modified quadratic congruence codes (1D-SAC-MQCs) and that of the two-dimensional wavelength/spatial M-matrices codes (2D-W/S-M-Matrices) so that a larger number of subscribers can be supported simultaneously. Additionally, the 2D-W/T-MQC/MQC system requires less signal power for each light source under the same error-free condition. As a result, the network based on the new code family will support more active users and utilize the frequency bandwidth more efficiently.     

大容量可共享光编解码器的设计与性能分析

提出了一种二维时间/波长、大容量、可共享的光码分多址(OCDMA)解编码器,以很少的硬件实现多用户的应用.编解码器利用阵列波导光栅实现多用户的同时共享,通过可编程的结构对OCDMA的编程,实现对其他用户的再分配.该OCDMA系统利用二维时间/波长Reed-Solomon 码,降低了硬件的数量.运用VPI软件模拟该系统,得到了眼图和BER结果,验证了系统的性能.     

基于频谱分割的光码分多址接入系统实验研究

利用频谱分割技术进行了光码分多址接入 (OCDMA)系统传输实验。该实验的编解码器利用可调谐法 珀腔的不同自由谱域来区分不同用户 ,分析、测量了多址干扰对系统性能的影响 ,对系统中的光源、信道和编解码器的特性进行了讨论。测试表明 ,该接入系统在速率为 15 5Mb s ,MAI值是接收用户光功率 30倍的情况下 ,传输 11km普通单模光纤后 ,误码率优于 10 - 9。该系统实现简单 ,成本低 ,是全光接入的可选方案。     

基于等效相移光栅的双用户光码分多址系统

报道了基于等效相移光纤光栅编/解码器的2.5G b/s双用户光码分多址系统.系统中的两个并发用户可以各自独立地解码,并得到清晰的眼图.测量了单用户情况下系统的误码率曲线,误码率为10-9时编/解码引起的功率代价为0.7 dB.实验表明,使用基于等效相移光栅的编/解码器能够搭建可容纳多个用户的光码分多址系统.     

A new family of three-dimensional codes for optical CDMA systems with differential detection

Two-dimensional codes for OCDMA have been shown to be more versatile compared to the one-dimensional codes for their good spectral efficiency as well as better BER performance. The two-dimensional (2-D) codes also benefit from the reduction of the wavelength/time-like property over the one-dimensional (1-D) codes. The three-dimensional (3-D) codes are important as these produce a larger code set. In this paper, we present a new family of 3-D single-pulse per plane codes for differential detection (SPDD) for OCDMA systems (based on the 1-D golomb ruler sequences), which achieve good code cardinality and a very high BER performance. The improved BER performance is obtained by using two codes to encode ‘1’ and ‘0’ bits in the encoder and differential detection in the receiver. The comparison of 3-D SPDD with some of the best reported 2-D/3-D codes, shows that the 3-D SPDD codes perform significantly better than the others. A larger number of simultaneous users is supported at 1e-9 compared to the earlier proposed 2-D/3-D orthogonal codes.     

二维大气无线光码分多址通信系统

在无线光通信系统中采用光码分多址(OCDMA)技术,可以充分利用其丰富带宽,提高系统性能。考虑背景光噪声、探测器噪声、多用户干扰和大气闪烁等影响因素,给出了二维无线光码分多址(2D-WOCDMA)系统模型,在该模型中采用了脉冲位置调制(PPM)和光纤布拉格光栅(FBG)编解码器。通过数值分析,详细讨论了该无线光通信系统的性能。结果表明,大气闪烁是影响二维无线光码分多址通信系统性能的重要因素,当其对数方差较大时,系统难以实现通信,需要采用诸如多用户检测、信道编码及阵列接收等技术提高系统的性能;二维无线光码分多址通信系统适合采用1550 nm波段;该通信系统还受背景光、雪崩光电二极管(APD)增益和调制消光比等因素的影响。     

Reduction of leakage effect with circulator-free fiber-gratings codec array in OCDMA network

The spectral-amplitude-coding (SAC) optical code-division multiple-access (OCDMA) systems use transmissive-mode fiber-Bragg gratings (FBG) instead of reflective-mode to avoid chip-timing. However, practical FBGs have non-ideal reflection coefficients to produce leakage effect and high phase-induced intensity noise (PIIN). This study is to cascade more of the same-frequency non-ideal FBGs to approach an ideal squared perfect spectrum for highly reliable network coding. A simple experiment is demonstrated to verify the square-like approach. Moreover, a residual-spectra eliminator (RSE) between FBG encoder and decoder is taken to remove non-coding part of the transmissive spectra for the suppression of PIIN in the receiver photo-detectors. Evaluation results show that the combination of RSE with cascaded FBGs can significantly improve the leakage and the PIIN effects for the SAC–OCDMA network.