基于光纤布拉格光栅编解码器的直接序列扩频跳频光码分多址系统

提出了一种混合直扩跳频光纤码分多址（DS／FH－OCDMA）系统的实现方法，该系统采用跳频素数码作为扩频码，运用了光纤布拉格光栅序列作为编解码器，并在解码器两端安置了双硬限幅器以提高系统的性能，理论分析和仿真结果表明，该系统具有大用户容量，高功率效率和低误码率等方面的优点。     

40 Gb/s超短光脉冲序列的四相编解码实验研究

采用3码片的超结构光纤布拉格光栅(SSFBG)作为编/解码器,该编/解码器光栅包含3段子光栅(空间码片),在相邻的空间码片的边界处存在离散的四相相移(0,π/2,π,3π/2)。利用四相编解码所具有的良好自相关和互相关特性,成功实现了单信道速率高达40 Gb/s,码片速率高达240 Gchip/s的全光编解码实验。据我们所知,这是利用光纤布拉格光栅作为编/解码器的全光码分复用(OCDM)系统所达到的最高单信道传输速率。理论计算和实验结果表明了利用超结构光纤布拉格光栅(SSFBG)实现多相高速全光编解码的可行性。这样高速的全光编解码可以应用于光码分复用系统和分组交换网络。     

纠错编码对多速率OCDMA系统性能的改善

将纠错编码(ECC)和素数跳频码技术结合起来,研究了基于纠错编码的多速率OCDMA系统的结构方案,并对未进行纠错编码的多速率OCDMA系统及经过纠错编码的多速率OCDMA系统的误码性能进行了模拟分析和比较。结果表明:如果两系统使用相同码长的光地址码,则经过纠错的编码系统同未经过纠错的编码系统相比,其误码率有了明显的改善;在保持两系统信息传输速率和码片间隔相等的条件下,恰当地选取纠错编码系统的码长,不仅误码性能可得到改善,而且可降低编码器和解码器的制作难度和成本。     

OCDMA的一种新型码的构造及实现

提出了一种新型OCDMA多维码构造方案。该多维码是在一维EPC(扩展的素数码)时域码的基础上,对其进行PC(素数码)跳频编码,并加上了偏振信息。然后通过偏振片和FBG(布拉格光线光栅)实现这种码的编解码,详述了其特点,最后描述了使用该地址码进行信息传输的OCDMA系统结构。计算表明该新型地址码具有更大的容量,能容纳更多的用户同时通信。     

PSA高速常规单模光纤通信系统的传输性能及其与EDFA系统的比较

本文采用计算机系统仿真的方法研究了应用相敏光放大器(PSA)并附加DCF色散补偿的高速常规单模光纤通信系统的传输性能,并和相同速率的掺铒光纤放大器(EDFA)系统进行了比较.研究着重于传输速率、放大器间距对系统码间干扰限制距离的影响.结果表明PSA系统比EDFA系统更适合于高速率传输并具有更长的传输距离.而且,对PSA系统,在放大器增益正好补偿光纤损耗的条件下,存在一相应于最大码间干扰限制距离的最佳放大器间距.     

一种基于扩展素数码和单重合序列的二维光正交码EPC/OCS

以扩展素数码(EPC)作为时间扩频伪随机序列，单重合序列(OCS)作为波长跳频伪随机序列，构造了一种新的二维光正交码EPC/OCS，并分析了码字的互相关性能.与修正素数跳频码MPHC相比，EPC/OCS的波长数并不局限于素数，可以是任意整数，不仅构造灵活，而且可充分利用MW OCDMA系统的有效波长数.当系统的有效波长数大于某个素数时，EPC/OCS不仅码字容量大于MPHC，而且互相关性能也有所改善.理论分析表明，EPC/OCS可降低MW OCDMA系统误码率.     

抑制信道间干涉的40 Gb/s光码分复用系统

成功演示了码片速率高达280 Gchip/s的全光编解码,编解码光栅是采用"等效相移"方法制作而成的超结构光纤布拉格光栅(SSFBG).考虑和分析了信道间干涉,实验验证了40 Gb/s×2的光码分复用(OCDM)信号复用.引入非线性光学环镜(NOLM))来抑制信道问干涉,利用非线性光学环镜的非线性开关特性将解码输出脉冲的宽度由7.7 ps压缩至3.8 ps,并同时有效的减小了干扰噪声,进而提高系统性能.理论计算和实验结果表明了采用超结构光纤布拉格光栅和非线性光学环镜实现高效编解码的可行性.高速的全光编解码可以应用于点到点的光码分复用系统以及光标签交换网络.     

双波长工作的光纤光栅外腔半导体激光器

本文利用多波长光纤布拉格光栅与端面镀有增透膜的半导体激光器管芯耦合形成外腔激光器。研究了不同光纤光栅布拉格波长间隔下,器件的工作性能。当光纤光栅波长间隔不同于管芯的FP腔模式间隔时,不能得到稳定的多波长输出。通过调整光纤栅的各个布拉格波长间隔,使之和半导体激光器FP模式间距相同时,得到了输出稳定的双波长激光。     

OCDMA系统二维RS地址码的设计方案及性能分析

首次在有限伽罗瓦域GF(7)上以本原元3构造出RS地址序列码.在一维RS素数码的基础上,给出基于二素数的二维RS矩阵码(2D-RSC)的设计方案.系统地研究了2D-RSC的OCDMA系统总体性能：分析了2D-RSC码字的相关性;导出了系统的最大用户容量;研究了2D-RSC系统以多址干扰为主的误码性能.结果表明：2D-RSC系统性能较之一维RS码有明显的改进. 特别是在大信息量传输时,采用两个较大的素数,基于2D-RSC的OCDMA系统的总体性能远优于一维素数码.     

用于二维光址多分址系统的代数同余码研究

总结了线性、二次和双曲等有限域内的代数同余运算在光码分多址系统中的应用,将代数同余码分为三类：跳频码、扩时码和跳频扩时码,并给出它们的构造公式。提出了一种同时采用这三类编码分别用以提供不同类型用户服务的二维光码分多址方案,该系统方案尤其适合于大量用户需要常规服务,而少部分用户需要高速或高服务质量(QoS)服务的情况,具有对速率和服务质量的强适应能力。为了证明该系统方案的可行性,首先证明了三种码字的互相关常数,然后推导了达到各种互相关值的概率,最后得出混合系统中不同类型干扰对系统误码率的影响,并进行了数值分析与讨论。     

基于超结构光纤光栅的全光编解码性能分析

分析了光码分多址(OCDMA)系统中超结构光纤光栅(SSFBG)编解码器的相关特性, 考虑了输入脉冲宽度、SSFBG编解码光栅之间的波长偏移以及光栅的折射率调制振幅对全光编解码性能的影响。结果表明, 随着输入脉冲宽度和编解码光栅之间的波长偏移量的增加, 自相关峰值旁瓣比和自互相关峰值比下降, 即编解码性能出现下降; 编解码器的插入损耗和相关性能间存在矛盾, 需要折中考虑SSFBG折射率调制振幅的选取。建立了基于SSFBG编解码器的时域相位编码OCDMA系统的数学模型, 考虑了差拍噪声、多址干扰、接收机噪声以及接收机的带宽限制对系统性能的影响, 采用全光阈值技术和turbo编码来提高相干扩时OCDMA的系统性能。     

新型多速率光码分多址实现方案的研究

提出了一种新颖的多速率光码分多址系统的实现方案,使得光码分多址系统能够同时传输不同速率的用户信号。对系统的误码性能进行了理论分析,并讨论了在系统中加入硬件限幅器以提高系统性能的可能性。以同时传输两种不同速率信号为例,将系统与变码长光码分多址系统的误码性能进行了仿真和比较。分析表明,随着速率的增加,虽然地址码字的性能有一定下降,但其整体性能仍优于变码长的多速率的光码分多址系统。最后,设计了相应的实验,验证了码字的性能和实现多速率光码分多址系统的可能性。     

Performance Enhancement for Optical Fast Frequency-hopping CDMA Systems by BCH Channel Coding

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｏｐｔｉｃａｌｆａｓｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｈｏｐｉｎｇｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓｓｙｓｔｅｍｓ (ＦＦＨＯＣＤＭＡ)ｈａｖｅｒｅｃｅｎｔｌｙｂｅｅｎ ｐｒｏｐｏｓｅｄａｓａｃａｎｄｉｄａｔｅｆｏｒｏｐｔｉｃａｌｌｏｃａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋｓ(ＬＡＮｓ) [1,2 ] .Ｉｎｔｈｉｓｓｃｈｅｍｅ ,ＦＢＧｓａｒｅｃｏｄｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓ,ｗｈｉｃｈｓｌｉｃｅｔｈｅｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｔｈｅｉｎｃｏｍｉｎｇ ｐｕｌｓｅｔｏｒｅｆｌｅｃｔ .Ｔｈｅｏｕｔｐｕ…     

基于超结构光纤光栅的正交四相光码分多址编/解码器

正交四相序列编码相比于二相序列具有更大的码字容量和更好的互相关特性,因此更适用于光码分多址(OCDMA)无源光接入网.提出并实现了一种基于超结构光纤光栅的正交四相光码分多址编/解码器.该编/解码器采用A族四相序列作为地址码,在制作的过程中仅需一个均匀相位掩模板即可实现编码功能,并且在性能上与传统工艺制作的编码器相当.为了与不同波长信道相匹配,提出了变信道编码技术,仿真结果表明采用该技术的编码器具有更高频谱效率,因此得到更好的编/解码性能.对一个码长63,长度4.1 cm的正交四相编/解码器进行了信息速率为2.5 Gb/s.码片速率为156 Gchip/s的编/解码实验,取得了较好的编/解码效果.     

An efficient MAI cancellation technique in Optical CDMA

Optical code division multiple access (OCDMA) is a promising operational system for future backhaul optical networks especially for switching and optical signal multiplexing. However, OCDMA operation is restricted by multiple access interference (MAI) due to the asynchronous nature of transmission. In this study, we discuss an efficient MAI technique for OCDMA systems that depends not only on using hybrid frequency shift keying (FSK) modulation but also on employing the double padded modified prime code (DPMPC) as a signature sequence. MAI cancellation is performed by subtracting a reference signal from the received signal of the desired user. The simulation results show that the performance of the FSK-OCDMA technique is superior to the performance of the PPM-OCDMA technique. Furthermore, the obtained results illustrate that the FSK-OCDMA technique is able to accommodate a large number of simultaneous active users with low error-rate.     

基于重构等效啁啾制作光纤光栅编解码器的光码分多址系统实现

在光码分多址(OCDMA)系统中，光纤布拉格光栅(FBG)编解码器是极具竞争力的核心器件，满足光接入网低成本、高性能的要求. 将重构等效啁啾 (REC) 技术制作的FBG作为编解码器运用于OCDMA系统. 实验采用一对511个码片、编码速率为6.4×10⁹/s的FBG编解码器，在编码匹配的情况下能恢复出输入信号，与编码非匹配的情况相比获得了8 dB的功率增益.这为REC技术制作的编解码光栅在OCDMA系统中的应用提供了实验依据. 关键词： 光纤布拉格光栅 光码分多址 重构等效啁啾 编解码器     

Analyses of constraints on high speed optical code division multiplexing access (OCDMA) link parameters due to fiber optic chromatic dispersion

In direct sequence-optical code division multiplexing access (DS-OCDMA) system networks, data rate and data spreading technique involved in such systems require a high chip rate. Transmission link in these systems is significantly affected by the fiber chromatic dispersion. In this study, we have developed and employed a simple model to estimate the G652 fiber dispersion effects. OCDMA technique has been employed to investigate fiber chromatic dispersion effects on multiple access interference (MAI). We have found that, at a short optical fiber length, the optical fiber dispersion has a significant impact on the high data rate transmission systems (higher than 750 Mbit/s). The performance and optimization of optical orthogonal code (OOC) in the OCDMA system is reported. We have demonstrated that, for a high data rate, even if dispersion compensated devices are not deployed, the BER can be significantly improved when the OOC desired length is selected. We have shown that when compensation dispersion devices are not deployed in the system, there is a trade off between the limited dispersion effects and the MAI.     

Improvement of physical-layer security and reliability in coherent time-spreading OCDMA wiretap channel

Optical code division multiple access (OCDMA) can enhance the physical-layer security performance of optical fiber communication systems. In asynchronous coherent time-spreading OCDMA employing m sequence and Gold code, the reliability, capacity and physical-layer security of the system will degrade due to multiple access interference and beat noise. In order to enhance the physical-layer security and reliability of coherent OCDMA systems, a quasi-synchronous coherent time-spreading OCDMA wiretap channel is proposed in this paper. The influences of the extraction location, the extraction ratio, the number of active users on the physical-layer security are analyzed quantitatively. System performances are characterized by bit error rate, secrecy capacity as well as security leakage factor. The numerical results prove that the proposed scheme can improve the physical-layer security and reliability simultaneously.     

DS-OCDMA系统中FBG编解码器的研究

详细阐述了平行结构和串联结构光纤布喇格光栅编解码器的设计思想,探讨了它们在直接序列扩频光纤码分多址系统中的应用,并推导了各自的编解码原理.通过分析相应系统在功率效率和误码率等方面的性能,得出了最佳的设计参量.结果表明,该编解码器除具有与同一结构类型的光纤延迟线编解码器相似的性能外,还具有相位编解码能力.