課程設(shè)計(jì)：基于光線延遲線的OCDMA系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、.For personal use only in study and research; not for commercial use三. 設(shè)計(jì)題目基于光線延遲線的OCDMA系統(tǒng)設(shè)計(jì)四設(shè)計(jì)要求學(xué)習(xí)Optiwave仿真軟件利用光纖延時(shí)線設(shè)計(jì)OCDM編解碼器根據(jù)電CDMAK理，將基于素?cái)?shù)碼的正交碼用光纖延時(shí)線實(shí)現(xiàn)，并將多用戶合路 傳輸之后，在接收端進(jìn)行解碼輸出，并判別用戶發(fā)“ 0”或發(fā)“ 1”。1、分別對(duì)3個(gè)用戶編碼，設(shè)定用戶1發(fā)送信號(hào)“ 0”，其它兩個(gè)用戶發(fā)送“ 1”2、確定解碼方法，在接收端能正確判別三個(gè)用戶3、設(shè)定3個(gè)用戶均發(fā)偽隨機(jī)碼，在接收端恢復(fù)為原發(fā)送信號(hào)4、用光纖構(gòu)造光編碼器5、設(shè)計(jì)

2、光解碼器，正確判決合路中用戶信號(hào)。五分析設(shè)計(jì)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(lái)，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)接收到得各用戶光素?cái)?shù)碼序列的合信號(hào)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(guò)特定的門(mén)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)。經(jīng)過(guò)光素?cái)?shù)碼的選碼后得到三個(gè)正交碼，然后分配給三個(gè)用戶。經(jīng)處理過(guò)的 脈沖序列經(jīng)過(guò)光延遲器即可得到各用戶的地址碼，編碼部分完成。各用戶地址碼 與各自的

3、本地地址碼相乘后的信號(hào)通過(guò)一耦合器進(jìn)行合路， 合路信號(hào)與各用戶的 編碼光素?cái)?shù)碼相乘后即可解碼出各用戶的地址碼。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：OCDM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)原理圖如圖所示，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1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

4、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 OCDM系統(tǒng)的核心技術(shù)。OCDM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勺編碼當(dāng) P=3 時(shí)，由 S =(i.j)modP 可得到素?cái)?shù)序列 S0=0,0,0;S仁0,1,2;S2=0,2,1,由 O

5、=1,K=S + j. P; Ck =O,K!=Sj + j. P;再經(jīng)過(guò)循環(huán)移位即可得到對(duì)應(yīng)的光素?cái)?shù)碼為0 , 1 , 0。其具體實(shí)現(xiàn)電路圖為:光發(fā)射部分，核心編碼器:11Dus#葉燈祁e«陽(yáng)說(shuō)電ghkmled i fa- r4 - Id MIkc/bfraquLQptkai T<Tri 匸如簡(jiǎn)FIRaiDi-Tim» DiDcfery->fTrt Dd 科El£J- ”1qpwal Briw Vhnwn WwtetrC«Ti>rtr_S應(yīng)良:Fibfer kngnh IO 監(jiān)m私恢.i ph戶*m射ohPo«f“麻。員軽衛(wèi)

6、 Tlmt Domifn 電Fill*1D11D1Dqk«znmt DomMrtTmg 4Uitf Mm 曲.曲Z R>血 ggri*L£D 1輸 f IO UBfc?f5FUstf Dri>r曲 Bi .kfiicf “.h nt« - id IWlKEfi EMftZ hii» U»n«nriu-_irnqijincv W 1 TH:(.ED ?:FraATJifKYOffi LJi Timi D:man aiM9is«r £耳*2 TffH gfi通常在光纖傳輸中都以納秒級(jí)為主，所以我們選擇傳輸一

7、個(gè)碼字的速率為10Mb/s，則每個(gè)碼字的間隔為100納秒。單脈沖序列為0經(jīng)過(guò)光編碼器（延時(shí)分別為Ons,300ns,600ns ）圖形如下：（0序列）ecoEgCM JaMQdE LE L經(jīng)過(guò)光編碼器（延時(shí)分別為 Ons,400ns,800ns ）圖形如下：（1序列）圖如下:01 IE E®E SE小Eg E S Em§ lot經(jīng)過(guò)光編碼器（延時(shí)分別為 Ons,500ns,700ns ）圖形如下：（0序列）圖如下:o1 口1 口OCDM的解碼電路圖: LDl*-區(qū)CpI詢 Tme Domain MsuaiiierjdU34T Defined &t SeouaNRZ

8、Pulst Gewsior_ LEDEit, ria ID MB 締肚Frequency，143.1 THz3* - *_In i n 11CpCioal Time £k>main Msuaiher 1 : 卜 Qptfcai Muhip加Uw WTced 肚 M證 Pulse I3eneraiwRd nflr - IDLED 5Fcnjer SpStterJJ'Qlioal bljkiipEer2Opjic Trn« Dgmsn 訕譏館曲igpah Miuamftrj4Wicl MUt口心Opiiizal lime Domain 4£udiz

9、71;r_11Uwr Oefrl Bh 討<RE Pyi;« G«rwtLED $Bt raie W MBhs/sFrefliienc單 s 193.1 THz其工作原理是各用戶的編碼信號(hào)與本地信號(hào)相乘后經(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(guò)星型耦合器疊加在一起的信號(hào)碼 序列為1，第一個(gè)用戶的地址碼序列為 0，兩者相乘結(jié)果為0。解碼后的圖形如圖所示：合路信號(hào)為：Q1 o&uttsaxE ffi E 5 ECEm 丘s EC第一個(gè)用戶（0）:01 o口 口二 口

10、 08 口 OS筈 JOMOd0第二個(gè)用戶（1）:口 口 口oLn ? A-!. 0B 口 h 口 fjln口啟 ? CMJ Eod第三個(gè)用戶（0）:01 1II1丄 Ml丄1ml101 o四、調(diào)試過(guò)程中所遇到的問(wèn)題在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們遇到很多問(wèn)題，主要是對(duì)軟件不了解，書(shū)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(méi)能出現(xiàn) 預(yù)期的結(jié)果，后來(lái)在老師的指導(dǎo)下，找到原因，原來(lái)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(lái)經(jīng)過(guò)改正結(jié)果正確。就是調(diào)整整個(gè)系統(tǒng)傳輸速率，然后設(shè)定光纖延遲器的時(shí)間

11、。關(guān)鍵問(wèn)題分析：傳輸信號(hào)時(shí)以納秒級(jí)，所以設(shè)定一個(gè)碼字的時(shí)間為100ns,其傳輸速率為10Mb/s，在設(shè)定9個(gè)0時(shí)，其碼字傳輸速率為1.11111 Mb/s，然后根 據(jù)1的位置設(shè)定各光纖延遲器的時(shí)間。由于器件多連線有問(wèn)題則在解碼時(shí)要各用 戶的地址碼與合路信號(hào)要相乘時(shí)，在序列發(fā)生器中設(shè)定各用戶的地址碼。五、數(shù)據(jù)分析當(dāng) P=3 時(shí)，由 S =(i.j)modP 可得到素?cái)?shù)序列 S0=0,0,0;S仁0,1,2;S2=0,2,1,由 O =1,K=S + j. P; Ok =0,K!=Sj + j. P;再經(jīng)過(guò)循環(huán)移位即可得到對(duì)應(yīng)的光素?cái)?shù)碼為 0，1，0。傳輸信號(hào)時(shí)以納秒 級(jí)，所以設(shè)定一個(gè)碼字的時(shí)間為

12、100ns,其傳輸速率為10Mb/s，在設(shè)定9個(gè)0時(shí)，其碼字傳輸速率為1.11111 Mb/s，然后根據(jù)1的位置設(shè)定各光纖延遲器的 時(shí)間。六、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，進(jìn)行組內(nèi)分工。之后，個(gè)人設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)自己 所負(fù)責(zé)的模塊。 最后，將所有模塊整合到一起， 再進(jìn)行調(diào)試， 實(shí)現(xiàn)各部分的匹配。通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)， 我們不僅在知識(shí)了解程度上又了提高， 在動(dòng)手能力和對(duì) 軟件的應(yīng)用能力上又了很大提高， 尤其是在遇到難題， 分析和解決問(wèn)題的能力有 了

13、提高。還有，通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，更讓我們明白團(tuán)隊(duì)的重要性，在遇到難題時(shí)，通 過(guò)我們一起討論研究， 最終找到了問(wèn)題的所在， 最終解決了問(wèn)題。 這次實(shí)驗(yàn)讓我 們?cè)诩磳⒆呱瞎ぷ鲘徫磺埃?明白了解了很多問(wèn)題， 在以后工作中遇到問(wèn)題我也能 夠更加從容的面對(duì)。 總而言之， 這次實(shí)驗(yàn)讓我們受益很多。 感謝指導(dǎo)老師兩周的 辛勤付出。七、參考文獻(xiàn)楊祎、張曉燕 二維同步OCDM光編碼器的設(shè)計(jì)與研究 2010-06 第三期僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet w