课程设计：OCDMA系统分析

OCDMA系统分析1.工作原理OCDMA技术是将光纤通信的带宽资源和电CDMA的技术特点有机的结合起来，给每个上路用户分配一个地址码，由光编码器对用户数据源进行光编码。各用户的编码信号经星型耦合器叠加在一起，形成一个总的信号矢量进入光纤传输。接收端光解码器对接收到得扩频码序列与本地地址码进行相关运算，采取相干或非相干的方法进行扩频处理，并通过特定的门限判决技术恢复出源信号，传送给数据接收器实现数据恢复。2.典型的OCDMA网络组成典型的OCDMA系统是由光发射机、传输信道和光接收机三大部分组成。其中光发射机是由窄光脉冲源、光调制器和OCDMA光编码器组成；编码信号经星型耦合器后送入传输信道即光纤信道；光接收机由OCDMA光解码器、光电探测器和电阈值器件构成。其中光编解码器是OCDMA系统发射端和接收端的核心部件。该系统原理图如下所示：如图所示，A点的窄脉冲经用户数据调制后，B点的信号为用户的未编码信号。由分配给用户的扩频地址序列控制的光编码器对B点未编码信号进行扩频处

理，在C点获得用户的扩频信号序列。各用户的已编码扩频序列经星型耦合器耦合叠加，形成总的扩频信号，进入光纤传输信道。在类似于D点的任何位置都为相同的合成信号。光解码器将用用户地址码序列对接收到得信号进行相关运算。地址码对用户信号的编解码技术是OCDMA系统的核心技术。OCDMA系统编解码方案包括基于光纤延时线的时域光编解码方案，以及基于衍射光栅和相位掩模板的频域编解码方案。我们这次采用的基于光纤延时线的时域编解码方案。3.OCDMA的编码当P=3时，素数序列S0={0,0,0};Sl={0,l,2};S2={0,2,l},对应的素数码为{100100100}，{100010001}，{100001010}。其具体实现电路图为：曲 倉1OpticalTimeI■ TimeDelay2； Delay=60nj□1D1UserDefinedBit忖■ TimeDelay2； Delay=60nj□1D1UserDefinedBit忖F：巨PulseBitrate=1e-HjO8Brt5.''sBitsequence=1DD00DDDDUscillosc：opeMsualizer单脉冲序列为100000000，其图形如下所示：-iime-Units:Is T两Automaticrange-iime-Units:Is T两AutomaticrangeStart:-6.39922e-009SStop：1.34304e-OO7sAmplitude两AutomaticrangeMax:|105 a.uMin: a.u20n 50n 80n 110n Time(w)\Amplitude/rrrs.vprTy_tku*(豈口N豈口N+玄匚落一一成一'ColorGrade经过光编码器（延时分别为0ns,30ns,60ns）图形如下：（100100100序列）经过光编码器（延时分别为0ns,40ns,80ns）图形如下：（100010001序列）电路图如下：LEDIOsc：iIIosc：opeMsualizerDelay=60njOpticalTimeI-£>-+LEDIOsc：iIIosc：opeMsualizerDelay=60njOpticalTimeI-£>-+---—Pou.iarCornbinar_2——TimeDelay3Delay=Ds' TmeDelav4Daisy=40nsUserDefinedBrtNRZPulseBrtrate=1e+0D8Bits/sBrtsequence=100000000(SaneratorPou.ierSplrtter_2Frequencv=1300nnBaridu.iiAh=50nm TirrieDelav5OpticalTiaeDoBainVisualizer樹OpticalTimeDomainVisualizer_1DblClickOnObjectstoopenproperties.MoveObjectswithMouseDrag20n50n 80n 110n」」樹OpticalTimeDomainVisualizer_1DblClickOnObjectstoopenproperties.MoveObjectswithMouseDrag20n50n 80n 110n」」20n 50n 80n 110nTime(s)Analysis(*PhaseCChirp'InvertColors经过光编码器（延时分别为0ns,50ns,70ns经过光编码器（延时分别为0ns,50ns,70ns）图形如下:图如下：100001010序列)电路iSOpticalTin——TimeDelav6Delay=0s'□1D1UserDefinedBitNRZPulseiSOpticalTin——TimeDelav6Delay=0s'□1D1UserDefinedBitNRZPulseBrtrate=1e-biiD8Bits/sBrtsequence=100D00DD0Frequenuy=1：：：UUnnBandmiAh=50nmPoi.ijerCombiner_3OpticalTiaeDoHainVisualizerOpticalTimeDomainVisualizer_2DblClickOnObjectstoopenproperties.MoveObjectswithMouseDragSignalIndex:0AutoSetTimeUnits:s两AutomaticrangeCenter:EStart:Stop:|AmplitudeUnits:两OpticalTiaeDoHainVisualizerOpticalTimeDomainVisualizer_2DblClickOnObjectstoopenproperties.MoveObjectswithMouseDragSignalIndex:0AutoSetTimeUnits:s两AutomaticrangeCenter:EStart:Stop:|AmplitudeUnits:两AutomaticrangeMax:Min:Analysis(*PhaseCChirp"InvertColors4.OCDMA的解码其工作原理是各用户的编码信号经星型耦合器叠加在一起，形成一个总的信号矢量进入光纤传输。接收端光解码器对接收到得扩频码序列与本地地址码进行

相乘得到原素数码序列，例如经过星型耦合器叠加在一起的信号码序列为100111111，第一个用户的地址码序列为100100100，两者相乘结果为100100100解码后的图形如图所示：第一个用户(100100100)：-Eufi-SmoloNB5ON+-E匚£!一IZI=<OpticalTimeDomainVisualizer_3DblClickOnObjectstoopenproperties.MoveObjectswithMouseDragSignalIndex:fOInvertColorsOpticalTiaeDoBainVisualizer-Eufi-SmoloNB5ON+-E匚£!一IZI=<OpticalTimeDomainVisualizer_3DblClickOnObjectstoopenproperties.MoveObjectswithMouseDragSignalIndex:fOInvertColors第二个用户(100010001)：OpticalTiaeDoBainVisualizer樹OpticalTimeDomainVisualizer_4DblClickOnObjectstoopenproperties.MoveObjectswithMouseDragSignalIndex:0AutoSetTime20n 50n 80n 110n」 」 樹OpticalTimeDomainVisualizer_4DblClickOnObjectstoopenproperties.MoveObjectswithMouseDragSignalIndex:0AutoSetTime20n 50n 80n 110n」 」 」 」 」Units:s两AutomaticrangeCenter:「Start；Stop:|AmplitudeUnits:两AutomaticrangeMax:10.00016064Min:r7.6494e-006w如alysis(*PhaseCChirp20n 50n 80n 110nTime(对第三个用户(20n 50n 80n 110nTime(对第三个用户(100001010)：OpticalTiaeDoHainVisualizerInvertColorsftOpticalTimeDomainVisualizer_5DblClickOnObjectstoopenproperties.MoveObjectswithMouseDrag20n110n20n 50n 80n 110n, , , ,I・ ・ ・ ・I, , , ,I・ ・ , ,I, , ・ ,50n 80nTime(s)AmplitudeUnits:莎Maw:Min:7AutomaticrangeftOpticalTimeDomainVisualizer_5DblClickOnObjectstoopenproperties.MoveObjectswithMouseDrag20n110n20n 50n 80n 110n, , , ,I・ ・ ・ ・I, , , ,I・ ・ , ,I, , ・ ,50n 80nTime(s)AmplitudeUnits:莎Maw:Min:7Automaticrange'Analysis(*PhaseCChirp'InvertColors5.调试过程中所遇到的问题在实验过程中，我们遇到很多问题，主要是对软件不了解，书本上的知识也不扎实，很多知识点都很模糊，还有对软件操作也很不了解，在同学的帮助和老师的指导下，我们慢慢学习，渐渐的对实验有所了解，在电路连接号之后没能出现预期的结果，后来在老师的指导下，找到原因，原来是软件背景和光学器件的比特序列速率不匹配所造成的，后来经过改正结果正确。我们遇到的另外一个问题是解码出来的结果图形如下所示：IpticalTiaeDoBainVisualizer03UCT

笛aJsoNCD3ON+-B匚mlzl=<03UCT

笛aJsoNCD3ON+-B匚mlzl=<曹OpticalTimeDomainVisualizer_3DblClickOnObjectstoopenproperties.MoveObjectswithMouseDrag20n 50n 80n 110n・ ・ ・ ,I・ ・ ・ ・I, ・ ・ ・I, , , ,I・ ・ ・ ,20「I 50「I 80「I 110「ITimia(s)100100100序列光学解码图造成此影响的原因有可能是因为光信号在光纤传输过程中干涉造成相互抵消的等因素造成。为了避免此现象发生，我们在光解码延时线上加了EDFA放大器。放大倍数分别为10dB,20dB,20dB。6、心得体会首先在拿到设计题目后，我们小组仔细研究了题目是涉及到的各项要求。对整个系统进行了模块化的细分，并就各模块的功能、实现方法进行了大概的讨论，收集了一些需要用到的资料。然后