四广播选择光网络(1)

1、第四讲第四讲 广播选择光网络广播选择光网络v 网络基本术语和技术及分类v WDM广播选择光网络v 网络结点v 主要的复用与多址接入技术v 业务流量模型v 网络资源网络的基本术语网络的基本术语 一些网络的基本术语：o数据终端设备：计算机、终端、电话o网络：数据终端设备通过传输信道进行互联的产物o节点：网络中数据汇集和转接的设备，如路由器、交换机o网络拓扑：信道连接节点或数据终端的逻辑关系o交换：通过中间节点将信息从源传到目的站点的过程o路由：为信息传递寻找通过网络路径的过程o协议：信息的传递规则 光复用技术光复用技术 ： WDM 、OTDM 光放大技术：光放大技术：EDFA、SOA、FRA 光分

2、插复用（光分插复用（OADM） 光交叉连接光交叉连接(OXC)技术技术 光交换技术光交换技术 ：空分（：空分（SD）、时分（）、时分（TD）、波分）、波分/频分（频分（WD/FD）光交换光交换 全光中继全光中继 控制和管理技术控制和管理技术 ：结构管理：结构管理 、光学特性管理、光学特性管理 、差错管理差错管理 光网络技术光网络技术99-00年 上海科技网改造八纵八横光纤网接入网网络分类网络分类WDM网络网络承载业务角度：静态业务网络和动态业务网络波长变化角度：无波长变换网络和有波长变换网络有无光电转化过程：单跳网络和多跳网络物理拓扑：星型、总线型、环型、网状型如何提供连接：WDM广播选择网和

3、波长选路网WDM广播选择光网络广播选择光网络 u广播选择网广播选择网提供连接是方便的，网络无需提供选路 由功能，这主要得益于网络接收每一个结点发出的 信息然后将其发送到网络中的每个结点，即广播。u目的结点根据是否是发送给自己的有选择性地接收 发来的信息。u目前大多数局域网如以太网、令牌环，甚至FDDI均 属于广播选择网。根据通信网是如何提供连接的可以将网络分为两大类，即广播选择网络和选路由网络广播选择网络和选路由网络。WDM广播选择光网络广播选择光网络u选路由网络选路由网络提供结点之间的连接没有广播选择网直观，相对 复杂，网络接收每一个结点发出的信息不是广播到网络，而 是根据源结点发出的信息有

4、选择地发往网络的其余部分，直 至到达目的结点为止。u目前大多数广域网广域网属于选路由网络，它们由许多结点构成， 结点由点到点之间的链路互连在一起，信号在包含有目的结 点的链路子集上选路。o 广播选择网是WDM网络的一种形式， 一般采用无源星形、 总线形光耦合器或波长路由器实现本地应用。 o 广播选择网可以分为单跳和多跳两种网络。单跳是指网络中的信息传输以光的形式到达目的地， 而无需在中间节点转换成电的形式; 而多跳只在中间节点存在光电变换。 WDM广播选择光网络广播选择光网络广播选择网络 (本地应用)单跳网络单跳网络：信号全光地从源发送到目的，无需在中间节点 转换成电的形式。 总线拓扑 星型拓

5、扑多跳网络多跳网络：信息到达目的前经过若干次电处理sdsidWDM广播选择光网络广播选择光网络星型结构的N组收/发送机与一个星型耦合器相连广播选择单跳网广播选择单跳网广播选择单跳网有星型和总线型两种结构星 形耦 合 器TXRXTXRXTXRXTXRXTXRXTXRXTXRX(a)(b)12N123N星型耦合器星型耦合器 广播选择单跳网 （a） 星型; （b） 总线型广播选择单跳网广播选择单跳网总线型结构中N组收/发送机通过一个无源总线相连，每个发送机采用一个固定的波长发送信息，经耦合器或总线汇集，然后分流到达各个节点接收端。接收端的每个节点都用可调谐接收器选择滤波出寻址到自身的那个波长，此时的

6、接收机需要把接收波长调谐到与所要接收信息的发送波长上，这就要用到某种介质访问控制协议（MAC协议）。 星 形耦 合 器TXRXTXRXTXRXTXRXTXRXTXRXTXRX(a)(b)12N123N星型耦合器星型耦合器 广播选择单跳网 （a） 星型; （b） 总线型星形耦合器星形耦合器(couple)u主要功能是再分配光信号主要功能是再分配光信号u重要应用在光纤网络重要应用在光纤网络u尤其应用在局域网尤其应用在局域网u在波分复用器件上应用在波分复用器件上应用广播选择单跳网广播选择单跳网o 无论是星型还是总线型都需使用光纤耦合器。22的耦合器是基本的耦合器单元，任一NN的星型耦合器都可以由 个

7、22的耦合器构成。nn2log2耦合器耦合器u一个22耦合器包括两个输入端口和两个输出端口。u最常用的耦合器是将两芯光纤中部熔融在一起制成，称 为熔融光纤耦合器；集成光学中，也可用波导制作耦合 器。定向耦合器示意图定向耦合器示意图耦合器耦合器总线拓扑中结点利用一个22的耦合器(其中一个输入端不用) 向总线发送，再利用另一个22的耦合器(其中一个输出端不用) 从总线上接收。两种拓扑的差异主要在使用耦合器的个数和方法，总线拓扑需 要2n个22的耦合器，星型拓扑需要 个22的耦 合器(n为2的幂)。总线拓扑中信号平均经过n个耦合器(最坏情况下为2n1个)， 星型拓扑中信号经过耦合器，这决定了拓扑的链

8、路预算性能。 nn2log2耦合器耦合器每个接收机都监视所有波长，并将寻址到本地的那个波长通过可调滤波器选出。优点：可以支持广播缺点：需要快速可调的滤波器或激光器需要业务调度机制避免信息碰撞星型总线型广播选择单跳网广播选择单跳网广播选择单跳网广播选择单跳网u这种配置除了可以支持点到点链路外，还可以支持一个发送机对多个节点发送相同信息的多播和广播业务。 u这种网络的好处就是对协议的透明性，即不同的通信节点集合可以采用不同的信息交换规则（协议），而不受网络中其他节点的影响。u由于星形耦合器和光纤链路都是无源的， 所以这种网络很可靠，而且易于控制。 广播选择单跳网广播选择单跳网u非常浪费光功率，因为

9、每一个要传输的光信号能量几乎都被平分到网络中的所有节点上了； u每个节点都需要一个不同的波长，在波长有限的情况下，节点数目就比较有限，并且各节点之间需要仔细协调不同的动态过程，当两个站向一个站发送信息时，要避免信息流碰撞。 不足之处广播选择多跳网广播选择多跳网u多跳网的设计可以有效地避免单跳网中需要快速可调谐激光器或光滤波器的缺点。 u多跳网一般没有各个节点对之间的通道，每个节点都有少量的或固定的可调光发送机和接收机。 广播选择多跳网广播选择多跳网u下图(a)是一个采用4节点的广播选择多跳网的例子。 u每个节点有两个固定波长的发送，另两个固定波长的接收。 各站只能向可以调谐接收其发送波长的那些

10、节点直接发送 信息，而发往其他站的信息不得不通过中转进行路由。(b)24首部数据域源标识符目的标识符其他控制比特4312星形耦合器78571268343156(a)信息分组 广播选择多跳网广播选择多跳网广播选择多跳网广播选择多跳网u一种简单的传输方案如图(b)所示，即消息以分组的形式发送，每个分组都由首部和数据域构成，其中首部包含源和目的标识符（如路由信息）以及其他控制比特。 u在每个中间节点，光信号都将转换成电信号，并且将地址首部进行解码，以检查其中的路由信息，由该信息决定分组的去向。u利用这种路由信息，分组将在电域中交换到相应的光发送机，从而将其正确地传递到逻辑链路上的下一个节点， 直至最

11、终目的地。 (b)24首 部数 据 域源 标 识 符目 的 标 识 符其 他 控 制 比 特4312星 形耦 合 器78571268343156(a)信 息 分 组广播选择多跳网广播选择多跳网u从图(a)可以看到业务流的流向，如果节点1要向节点2发送消息， 首先采用波长1将消息发送出去，只有节点3可以调谐1信号并接收，然后节点3用6将消息传递给节点2。 u这种方式的好处是不会出现目的地冲突或是分组碰撞，因为每个波长信道针对一个特殊的源、目的地。但是当节点通信需要经过H跳时， 网络容量开销至少为1/H。 (b)24首 部数 据 域源 标 识 符目 的 标 识 符其 他 控 制 比 特4312星

12、形耦 合 器78571268343156(a)信 息 分 组广播选择多跳网广播选择多跳网(1) 每个节点配备几个固定波长的收发模块 (2) 发往其它站点的信息需要经过中间站路由转发 (3) 中间站信号经历“光-电-光”转换 多跳有效地避免了信息的碰撞，但信息的中转增加了网络带宽和功率的开销单跳网络中所需的波长数与节点数相当多跳网络中以平均跳数的增加换取波长数量的减少无法在大范围内实现互联，尤其是星型网络和总线网络中使用了耦合器使得信号衰减严重广播选择网存在的问题广播选择网存在的问题u随着节点数的增加，所需的波长也不断增加。典型情况 下，所需波长数至少和节点数相当，否则若干节点就要分时 复用一个

13、波长，产生时延和影响传送效率。u广播选择网的信号同时发送到网络中，因为星形耦合器是 无源器件，分配损耗相当高，如果分配网区域较大，就必须 广泛使用光功率放大器。若使用波长重复利用技术、波长变换技术和光交换技术波长重复利用技术、波长变换技术和光交换技术组成波长路由网(WRN)，就可以克服上述限制。广播选择网存在的问题广播选择网存在的问题网络结点网络结点u光发送机OT和光接收机OR是光网络结点(node)的重要组成部分。u光发送机完成电信号到光信号的转换(简称E/O变换) u光接收机完成光信号到电信号的转换(简称OE变换)。 网络结点网络结点u激光器是最重要的一类光源，有许多不同类型。激激光器是最

14、重要的一类光源，有许多不同类型。激 光器可以用来构建光发射机，也可用来泵浦掺铒放光器可以用来构建光发射机，也可用来泵浦掺铒放 大器和拉曼放大器。大器和拉曼放大器。u利用激光器做利用激光器做WDMWDM系统的光源时，需要具备特性：系统的光源时，需要具备特性： (1)(1)需要有相当高的输出功率。对于需要有相当高的输出功率。对于WDMWDM系统，典型系统，典型 的激光器输出功率在的激光器输出功率在0-10dNm0-10dNm范围。相关参量是范围。相关参量是 阈值电流和斜率效率（两个参数决定了电功率阈值电流和斜率效率（两个参数决定了电功率 转换为光功率的效率）。转换为光功率的效率）。激光器开始发射光

15、功率激光器开始发射光功率 时的驱动电流时的驱动电流输出光功率与驱动电流比值输出光功率与驱动电流比值网络结点网络结点(2)(2)在特定工作波长处具有窄的谱宽，以至于信号可以通过中在特定工作波长处具有窄的谱宽，以至于信号可以通过中 间滤波器，并且多个信道可以紧密地放置在一起。相关参间滤波器，并且多个信道可以紧密地放置在一起。相关参 数是数是边模抑制比（在可调谐激光器中，工作波长可以改变）。边模抑制比（在可调谐激光器中，工作波长可以改变）。(3)(3)波长稳定性。保持温度恒定情况下，在整个激光器寿命期间的波长稳定性。保持温度恒定情况下，在整个激光器寿命期间的 波长漂移相对于相邻信道之间的波长间隔应该

16、很小。波长漂移相对于相邻信道之间的波长间隔应该很小。(4)(4)对于被调制的激光器，色散可能是影响链路长度的重要因素。对于被调制的激光器，色散可能是影响链路长度的重要因素。网络结点网络结点光发送机o 主要有两种结构 o 直接强度调制(IM)光发送机 o 外调制方式的光发送机 o 电信号(主要是电流信号)直接对激光器(LD)进行强度调制，激光器的输出光功率随注入电流而变化，有电流注入，LD就发光，有光功率输出。没有电流注入，LD就无光，没有光功率输出。对于数字通信系统，相当于开关键控OOK。 网络结点网络结点直接强度调制光发送机o 电信号(主要是电压信号)在外调制器中完成对激光器输入的光载波的幅

17、度或相位(频率)的调制，这与电域通信系统完全致，可有幅度键控(ASK)，频移键控(FSK)，相移键控(PSK)等,目前技术上较成熟的且用得较多的是相移键控。o 这两种方式各有优缺点：IM方式简单，应用于低速的系统中；外调制方式技术复杂，调制速率高。网络结点网络结点外调制光发送机对于光发送机OT，激光器是关键器件，从网络应用的角 度对激光器的 要求有：1）单频稳定工作；2）可调谐 性；3）多波长输出。对于光网络应用，要求激光器输出波长稳定，否则会影响相邻波长的通道工作。当需要同时建立多点之间的连接时，需要激光器的波长可调谐，以便选择不同的工作波长或所需的时隙。当要求多个波长同时工作时，需要采用激

18、光器阵列。网络结点网络结点o 有两种结构o 直接检测光接收机 o 相干光接收机 光接收机光接收机o 经过长距离传输光信号的能量衰减了，首先用光放大器对光信号进行放大，然后光信号经过光滤波器进行滤波从多波长通道中选择所需的波长通道信号，送光检测器完成光信号到电流信号的转换，最后经放大、取样、判决输出所需的信号。 光接收机光接收机直接检测光接收机o 接收机的灵敏度较高，主要得益于本振激光提供的光能量。这是电接收机常用的方式，但对光接收机实现难度大，尚未实用化。光接收机光接收机o 整个网络只有一个星型网是不切实际的，因为结点的地理 位置分布不集中，或者结点数的增多分路损耗增大等，因 此往往是多个星型

19、网络通过适当的方式互连形成整个网 络。 o 现行的局域网如以太网是由桥互联连接的，由于整个互联 的网络仍称为以太网，因而被相互连接在一起的以太网称 为以太网的子网。互连在一起的网络不再是一个单一的广 播网，每个子网只能在自己的子网范围内传送，桥完成将 需要发往另一个子网的分组有选择性地发往目的子网。正 由于此，桥有时称为选择性的中继器。如果是网络层之间 互连，执行相应功能的实体称为路由器。静态路由器静态路由器静态路由器静态路由器什么是路由u要实现路由路由器必须知道： -目的地址 -源地址 -所有可能的路由路径 -最佳路由路径 -管理路由信息静态路由器静态路由器什么是路由-路由器必须知道未和其直

20、接相连的目的地址静态路由器静态路由器静态路由和动态路由静态路由配置和维护耗费时间，大型网络用静态路由容易出错，不能应对拓扑变化及网络增长。o广播网络允许在所有的发射站和接收站通信对之间建立完全的光连接，因为每一个接收机都可以通过星型耦合器“看到”另一端的任一个发射机。o不利的一面是当两个发射机同时发送光信号时，这些信号就必须在不 同的波长上传输，如果它们使用同样的波长，那么在接收端它们将互 相干扰，损坏有用的信息流。这种信道分配不相同的限制条件 (Distinct Channel Assignment(DcA)constraint)阻碍了光谱重用技术在广播型网络中的使用。对于一个规模较大的网络

21、来说，通常需要很强的多点连接能力。o给每一个逻辑连接LC都分配一个专用波长信道的WDMWDMA实现 方法所付出的代价十分昂贵，并且随着光连接数目的增长可用光谱消 耗得非常快。因此，要获得大的连接能力同时又较少地使用了网络资 源必须使用其他的可行方法。这就需要波分复用技术和其他复用技术 以及多址接入技术的混合技术。主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术o 定义：在移动通信中，许多用户同时通话，以不同的移动信道分隔，防止相互干扰的技术方式称为多址方式。o 主要有频分多址(FDMA)，时分多址 (TDMA)，码分多址(CDMA)，空分多址 (SDMA)，包分多址(PDMA)等方式 主要的复

22、用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术o频分多址以频率来区分信道。特点：使用简单，信号连续传输，满足模拟话音 通信，技术成熟。缺点：多频道信号互调干扰严重，频率利用率低，容量小。o时分多址在一个无线频道上，按时间分割为若干个时隙，每个信道占用一个时隙，在规定的时隙内收发信号。 时分多址只传数字信息，信息需经压缩和缓冲存储的过程，在实际使用时常 FDMA/TDMA复分使用。 主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术N路时分复用系统示意图路时分复用系统示意图时分多路复用适用于时分多路复用适用于数字信号数字信号的传输。由于的传输。由于信道信道

23、的位传输率超过每一路信号的的位传输率超过每一路信号的数据传输率，因此可将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号使用。每一时数据传输率，因此可将信道按时间分成若干片段轮换地给多个信号使用。每一时间片由复用的一个信号单独占用，在规定的时间内，多个数字信号都可按要求传间片由复用的一个信号单独占用，在规定的时间内，多个数字信号都可按要求传输到达，从而也实现了一条输到达，从而也实现了一条物理信道物理信道上传输多个数字信号。假设每个输入的数据上传输多个数字信号。假设每个输入的数据比特率是比特率是9. 6kbit / s ，线路线路的最大比特率为的最大比特率为76. 8 kbit / s ，则可传输，则可传

24、输8路信号。路信号。 主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术时分复用主要分为两种：时分复用主要分为两种：u同步时分复用系统： 准同步系列PDH(用于公共电话网PSTN）。 同步系列SDH（用于光纤通信等骨干网络）u统计(异步)时分复用系统（分两类）： 虚电路方式（如X.25、帧中继、ATM）。 数据报方式（如TCP/IP）PSTNPSTN系统目前采用系统目前采用PDHPDH和和SDHSDH结合的方式，在小用户接入及交换结合的方式，在小用户接入及交换采用采用PCM/PDHPCM/PDH，核心骨干网络采用，核心骨干网络采用SDHSDH。时分复用和多址接入（TDM/TDMA） 通过在时域中

25、间插一些同步连接(时分复用)来完成的。时分复用TDM和时分多址接入技术（TDMA）是实现多点连接的一种十分有效的方法，就对可充分利用光资源方面来讲，这种技术尤其能节约资源成本。 主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术同步与帧结构 o 由于两个光连接都承载在同一个波长上，那么为了避免两个信号在接收端互相干扰，则需要采用光的多址接入方案，以便可以区分不同的信号流。o 使用TDMA技术，其中通过间歇的“开和关”发射机用互不 重叠的脉冲束来发射两个光信号，在耦合器中形成间插的 比特流，那么这时的连接采用逻辑层（传输信道）上的 TDM和光层（波长信道）上的TDMA的混合技术。当信号 到达每一个

26、接收机上时，信号首先被置换成电的信号格 式，接着被解复用以提取供接收机所使用的信息，其余的 就被丢弃掉。主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术o 复用信号的帧格式有比特间插方式和包(分组)间插方式，对于有固定周期的帧格式情况下的技术实现方式，每一个数据段的目的地址隐含在帧中它所处的位置上，因此不需要信息本身承载明确的寻址信息来表明这些信息处于哪个逻辑信道，对于包间插方式，其地址隐含在分组的头中。o 能有效地节约光硬件（如光收发器）的个数和光谱资源（如光波长）。但由于收发机在一段时间内是空闲（避免信号之间的碰撞）的而且只使用了一个波长，因此吞吐量是有限的。主要的复用与多址接入技术主要的

27、复用与多址接入技术副载波复用与多址接入（SCM/SCMA） 定义：副载波复用scM(sub carrier Multiplexing)指的是除光载波以外，多路信 号还调制在电的载波上的复用，一般情况 目前应用的scM系统的副载波都是指微波 副载波。 主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术o TDMTDMA和WDM/WDMA技术的综合使用是一种在保持较高吞吐量的同时又能高效地实现多点逻辑连接的有效技术手段。o 但在这种情况下，随着所需连接数的快速增长，各发射站和接收站的复杂性和成本也急剧增长。具有较高连接能力的系统就需要大量密集的信道、快速可调谐器件(或大规模的阵列器件)、高稳定性的收

28、发器和高速信道，而要满足其中任何一项要求的成本都是很昂贵的。主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术副载波复用与多址接入（SCM/SCMA） 在无需抬高成本或无需高重复率的光器件、光电器件的情 况下，寻找一种方案来实现多点连接。一种方案就是副载波复用SCM和副载波多址接入SCMA技 术，副载波是相对光载波这一主载波而言。在副载波系统 中，使用微波副载波技术通过电方式引入一个额外的调制 /解调层即二次调制。通过这种方式，与光层密切相关的 操作(例如快速调谐)可由在传输信道层的电操作来替代。副载波技术方案的最大优点就是用电操作来替代光操作，这点在优先考虑成本因素时显得非常重要。主要的复用与

29、多址接入技术主要的复用与多址接入技术副载波复用与多址接入（SCM/SCMA） 每路副载波可用压腔振荡器来产生，然后对信号进行调制，已调信号经合路 器形成复合信号去驱动光源。传输系统所用光纤应为单模光纤，在接收端，采用宽带光电检测器对光信号 进行直接检测，然后用传统的微波技术和器件选择出所需要的信道加以解 调。SCM对每一个用户而言，仅仅需要选择单个频道加以调解，因此，在接受端 经过光电转换及放大后，用可调谐的本地振荡器混频器及窄带滤波器即可 选择出任何所需要的信道，也可将其转换为中频信号，经过中频放大后加以 解调，恢复出原来的信号。 主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术SCM系统中

30、有两类调制过程：一类是信息的微波副载波调制；另一类是多路副载波合路信号后的信号去调制光载波的过程。 这两类调制过程一个是电域的调制，一个是光域的调制。 是不相关联的调制过程。即副载波可以是模拟调制数字调 制方式，光载波调制可以是数字的模拟的，它们的这些调制 方式可以任意组合，如副载波可以采用模拟调制，而光调制可 以是数字的。 主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术多路信号的副载波解调与调制过程多路信号的副载波解调与调制过程 副载波频率可以从VHB频段到微波波段，而副载波频率仅受到激光器调制速率 的限制，目前已可达20GHz左右，因此具有频带宽，容量大的特点； 在频率分配上，表现出极大

31、的灵活性。可以传输模拟信号也可以传输数字信 号，还可以同时传输模拟信号和数字信号，而且模拟信号的传输可以和现有的 方式相兼容； 不需要复杂的数字编码和数字复用技术，又可借助于微波通信现成的处术，因 此，成本可以降低。 SCM系统的频带往往不是从很低的频率开始，因此，在接收端一般不需要带宽 放大器，这样就有利于限制噪声等效带宽，从而可以提高接收机的灵敏度。信道之间相互独立，不需要像数字系统那样必须有同步系统。SCM不仅开发了光纤的超带宽能力，而且成本低，运用方式灵活，因而得到了广泛的研究和应用，成为近代光CATV的支柱技术和被认为是目前光纤多路传输最实用的技术之一而被投入大量商业应用。主要的复用

32、与多址接入技术主要的复用与多址接入技术码分多址采用扩频通信技术，每个用户具有特定的地址码（相当于扩频中的PN码），利用地址码相互之间的正交性（或准正交性）完成信道分离的任务。 CDMA在频率、时间、空间上重叠。 优点：系统容量大，抗干扰、抗多径能力高。主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术光码分复用与多址接入（OCDMA） 联通CDMA(Code division multiple access)是码分复用的一种方式。码分复用（CDM）是靠不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式，主要和各种多址技术结合产生了各种接入技术，包括无线和有线接入。例如在多址蜂窝系统中是以信道来区分通信对

33、象的，一个信道只容纳1个用户进行通话，许多同时通话的用户，互相以信道来区分，这就是多址。主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术光码分复用与多址接入（OCDMA） uOCDMA是一种扩频通信技术，不同用户的信号用互成正交的不 同码序列来填充，这样经过填充的用户信号可调制在同一光 载波上在光纤信道中传输。u接收时只要用与发送方向相同的码序列进行相关接收，即可 恢复原用户信息。主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术光码分复用与多址接入（OCDMA） o CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据用一个带宽

34、远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。 o CDMA多址技术完全适合现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务等。 主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术光码分复用与多址接入（OCDMA） o 由于各用户采用的是正交码，因此相关接收时不会构成干扰。o 关键之处在选择合适光纤信道的不同的扩频码序列对码元进行填充，形成不向的码分信道，即以不同的互成正交的码序列来区分用户，实现多址。典型的原理框图如图。主要的复用与多址接入技

35、术主要的复用与多址接入技术光码分复用与多址接入（OCDMA） u为了提高OCDMA系统的性能就必须选择合适的扩频码。u由于光纤通信有强度调制直接检测即所谓的正系统和相干 检测系统即所谓的正负系统之分，因此OCDMA采用的扩频码 必须适应光纤通信的特点。u正系统采用的扩频码称之为单极性的扩频码，正负系统采用 的扩频码称之为双极性扩频码。双极性的扩频码可以直接采 用传统的电CDMA所使用过的扩频码。主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术光码分复用与多址接入（OCDMA） o CDMA的特点是所有子信道在同一时间可以使用整个信道进行数据传输，它在信道与时间资源上均为共享，因此，信道的效率高

36、，系统的容量大。o 由于各用户使用经过特殊挑选的不同码型，因此不会造成干扰；o 码分复用最初是用于军事通信，有很强的抗干扰能力。主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术光码分复用原理 o 在CDMA中，每一个比特时间再划分为m个短的间隔，称为码片(元)；o 我们设m m为8(通常是64/128)o 使用CDMA的每一个站被指派一个唯一的m m bit码片序列。o 一个站如果要发送比特1，则发送它自己的每m m bit码片序列。如果要发送比特0，则发送该码片序列的二进制反码。主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术o 例如：n 指派给S站的8bit码片序列是00011011。n

37、当S发送比特1时，它就发送序列00011011n 而当S发送比特0时。就发送11100100o 将码片中的0写为-1，将1写为+1n S站的码片序列是(-1-1-1+1+1-1+l+1)。光码分复用-编码 主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术光码分复用原理-扩频 o 假定S站耍发送信息的数据率为b b/s。o 由于每一个比特要变成m个比特的码片o 因此S站实际上发送的数据率提高到mb b/so 同时S站所占用的频带宽度也提高到原来数值的m倍。o 系统给每一个站分配的码片序列不仅必须各不相同，并且还必须互相正交：即它们的内积为零。主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术码片序

38、列正交 o 向量S表示站S的码片向量，令T表示其他任何站的码片向量o 两个不同站的码片序列正交，就是向量S和T的内积都是0；例如假设：n 向量S为(-1-1-1+l+1-1+1+1) 00011011n 向量T为(-1-1+1-1+1+1+1-1) 00101110主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术内码片向量的积 o 两个不同站的码片序列正交；o 向量S和各站码片反码的向量的内积也是0；o 任何一个码片向量的规格化内积都是1；o 码片向量和该码片反码的向量的规格化内积值是-1；主要的复用与多址接入技术主要的复用与多址接入技术光码分复用-解扩 o 假定X站要接收S站发送的数据；o

39、X站就必须知道S站所特有的码片序列；o X站用它得到的码片向量S与接收到的未知信号进行求内积的运算；X站接收到的信号是各个站发送的码片序列之和。o 求内积的结果是:所有其他站的信号都被过滤掉(其内积的相关项都是0)，而只剩下S站发送的信号。-当S站发送比特1时，在X站计算内积的结果是1，当S站 发送比特0时，在X站计算内积的结果是1。业务流量模型业务流量模型o 网络设计很重要的一步是要弄清网络支持的业务类型，对于广播选择网络其业务类型显然是结点对之间的光通道(光连接)。光通道是主业务通道，其上是高速的数据流，为局域网关提供链路，人们提出了许多关于光通道需求的模型，这些模型都从不同的方面反映了网络的运营模式且差别也很大。o 每一个模型都有其优缺点，不幸的是没有一个模型是完全现实的，从历史上看来在已知业务需求特性的情况下提出能够精确反映这种业务需求特性的网络业务模型是相当困难的。业务流 从实际应用角度，业务流可以分为：需要专门