課程設(shè)計(jì)：OCDMA系統(tǒng)分析

OCDMA系統(tǒng)分析1.工作原理OCDMA技術(shù)是將光纖通信的帶寬資源和電CDMA的技術(shù)特點(diǎn)有機(jī)的結(jié)合起來，給每個(gè)上路用戶分配一個(gè)地址碼，由光編碼器對(duì)用戶數(shù)據(jù)源進(jìn)行光編碼。各用戶的編碼信號(hào)經(jīng)星型耦合器疊加在一起，形成一個(gè)總的信號(hào)矢量進(jìn)入光纖傳輸。接收端光解碼器對(duì)接收到得擴(kuò)頻碼序列與本地地址碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，采取相干或非相干的方法進(jìn)行擴(kuò)頻處理，并通過特定的門限判決技術(shù)恢復(fù)出源信號(hào)，傳送給數(shù)據(jù)接收器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)。2.典型的OCDMA網(wǎng)絡(luò)組成典型的OCDMA系統(tǒng)是由光發(fā)射機(jī)、傳輸信道和光接收機(jī)三大部分組成。其中光發(fā)射機(jī)是由窄光脈沖源、光調(diào)制器和OCDMA光編碼器組成；編碼信號(hào)經(jīng)星型耦合器后送入傳輸信道即光纖信道；光接收機(jī)由OCDMA光解碼器、光電探測(cè)器和電閾值器件構(gòu)成。其中光編解碼器是OCDMA系統(tǒng)發(fā)射端和接收端的核心部件。該系統(tǒng)原理圖如下所示：如圖所示，A點(diǎn)的窄脈沖經(jīng)用戶數(shù)據(jù)調(diào)制后，B點(diǎn)的信號(hào)為用戶的未編碼信號(hào)。由分配給用戶的擴(kuò)頻地址序列控制的光編碼器對(duì)B點(diǎn)未編碼信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻處

理，在C點(diǎn)獲得用戶的擴(kuò)頻信號(hào)序列。各用戶的已編碼擴(kuò)頻序列經(jīng)星型耦合器耦合疊加，形成總的擴(kuò)頻信號(hào)，進(jìn)入光纖傳輸信道。在類似于D點(diǎn)的任何位置都為相同的合成信號(hào)。光解碼器將用用戶地址碼序列對(duì)接收到得信號(hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。地址碼對(duì)用戶信號(hào)的編解碼技術(shù)是OCDMA系統(tǒng)的核心技術(shù)。OCDMA系統(tǒng)編解碼方案包括基于光纖延時(shí)線的時(shí)域光編解碼方案，以及基于衍射光柵和相位掩模板的頻域編解碼方案。我們這次采用的基于光纖延時(shí)線的時(shí)域編解碼方案。3.OCDMA的編碼當(dāng)P=3時(shí)，素?cái)?shù)序列S0={0,0,0};Sl={0,l,2};S2={0,2,l},對(duì)應(yīng)的素?cái)?shù)碼為{100100100}，{100010001}，{100001010}。其具體實(shí)現(xiàn)電路圖為：曲 倉(cāng)1OpticalTimeI■ TimeDelay2； Delay=60nj□1D1UserDefinedBit忖■ TimeDelay2； Delay=60nj□1D1UserDefinedBit忖F：巨PulseBitrate=1e-HjO8Brt5.''sBitsequence=1DD00DDDDUscillosc：opeMsualizer單脈沖序列為100000000，其圖形如下所示：-iime-Units:Is T兩Automaticrange-iime-Units:Is T兩AutomaticrangeStart:-6.39922e-009SStop：1.34304e-OO7sAmplitude兩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經(jīng)過光編碼器（延時(shí)分別為0ns,30ns,60ns）圖形如下：（100100100序列）經(jīng)過光編碼器（延時(shí)分別為0ns,40ns,80ns）圖形如下：（100010001序列）電路圖如下：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經(jīng)過光編碼器（延時(shí)分別為0ns,50ns,70ns經(jīng)過光編碼器（延時(shí)分別為0ns,50ns,70ns）圖形如下:圖如下：100001010序列)電路iSOpticalTin——TimeDelav6Delay=0s'□1D1UserDefinedBitNRZPulseiSOpticalTin——TimeDelav6Delay=0s'□1D1UserDefinedBitNRZPulseBrtrate=1e-biiD8Bits/sBrtsequence=100D00DD0Frequenuy=1：：：UUnnBandmiAh=50nmPoi.ijerCombiner_3OpticalTiaeDoHainVisualizerOpticalTimeDomainVisualizer_2DblClickOnObjectstoopenproperties.MoveObjectswithMouseDragSignalIndex:0AutoSetTimeUnits:s兩AutomaticrangeCenter:EStart:Stop:|AmplitudeUnits:兩OpticalTiaeDoHainVisualizerOpticalTimeDomainVisualizer_2DblClickOnObjectstoopenproperties.MoveObjectswithMouseDragSignalIndex:0AutoSetTimeUnits:s兩AutomaticrangeCenter:EStart:Stop:|AmplitudeUnits:兩AutomaticrangeMax:Min:Analysis(*PhaseCChirp"InvertColors4.OCDMA的解碼其工作原理是各用戶的編碼信號(hào)經(jīng)星型耦合器疊加在一起，形成一個(gè)總的信號(hào)矢量進(jìn)入光纖傳輸。接收端光解碼器對(duì)接收到得擴(kuò)頻碼序列與本地地址碼進(jìn)行

相乘得到原素?cái)?shù)碼序列，例如經(jīng)過星型耦合器疊加在一起的信號(hào)碼序列為100111111，第一個(gè)用戶的地址碼序列為100100100，兩者相乘結(jié)果為100100100解碼后的圖形如圖所示：第一個(gè)用戶(100100100)：-Eufi-SmoloNB5ON+-E匚￡!一IZI=<OpticalTimeDomainVisualizer_3DblClickOnObjectstoopenproperties.MoveObjectswithMouseDragSignalIndex:fOInvertColorsOpticalTiaeDoBainVisualizer-Eufi-SmoloNB5ON+-E匚￡!一IZI=<OpticalTimeDomainVisualizer_3DblClickOnObjectstoopenproperties.MoveObjectswithMouseDragSignalIndex:fOInvertColors第二個(gè)用戶(100010001)：OpticalTiaeDoBainVisualizer樹OpticalTimeDomainVisualizer_4DblClickOnObjectstoopenproperties.MoveObjectswithMouseDragSignalIndex:0AutoSetTime20n 50n 80n 110n」 」 樹OpticalTimeDomainVisualizer_4DblClickOnObjectstoopenproperties.MoveObjectswithMouseDragSignalIndex:0AutoSetTime20n 50n 80n 110n」 」 」 」 」Units:s兩AutomaticrangeCenter:「Start；Stop:|AmplitudeUnits:兩AutomaticrangeMax:10.00016064Min:r7.6494e-006w如alysis(*PhaseCChirp20n 50n 80n 110nTime(對(duì)第三個(gè)用戶(20n 50n 80n 110nTime(對(duì)第三個(gè)用戶(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.調(diào)試過程中所遇到的問題在實(shí)驗(yàn)過程中，我們遇到很多問題，主要是對(duì)軟件不了解，書本上的知識(shí)也不扎實(shí)，很多知識(shí)點(diǎn)都很模糊，還有對(duì)軟件操作也很不了解，在同學(xué)的幫助和老師的指導(dǎo)下，我們慢慢學(xué)習(xí)，漸漸的對(duì)實(shí)驗(yàn)有所了解，在電路連接號(hào)之后沒能出現(xiàn)預(yù)期的結(jié)果，后來在老師的指導(dǎo)下，找到原因，原來是軟件背景和光學(xué)器件的比特序列速率不匹配所造成的，后來經(jīng)過改正結(jié)果正確。我們遇到的另外一個(gè)問題是解碼出來的結(jié)果圖形如下所示：IpticalTiaeDoBainVisualizer03UCT

笛a(bǔ)JsoNCD3ON+-B匚mlzl=<03UCT

笛a(bǔ)JsoNCD3ON+-B匚mlzl=<曹OpticalTimeDomainVisualizer_3DblClickOnObjectstoopenproperties.MoveObjectswithMouseDrag20n 50n 80n 110n? ? ? ,I? ? ? ?I, ? ? ?I, , , ,I? ? ? ,20「I 50「I 80「I 110「ITimia(s)100100100序列光學(xué)解碼圖造成此影響的原因有可能是因?yàn)楣庑盘?hào)在光纖傳輸過程中干涉造成相互抵消的等因素造成。為了避免此現(xiàn)象發(fā)生，我們?cè)诠饨獯a延時(shí)線上加了EDFA放大器。放大倍數(shù)分別為10dB,20dB,20dB。6、心得體會(huì)首先在拿到設(shè)計(jì)題目后，我們小組仔細(xì)研究了題目是涉及到的各項(xiàng)要求。對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了模塊化的細(xì)分，并就各模塊的功能、實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了大概的討論，收集了一些需要用到的資料。然后