课程设计：基于光线延迟线的OCDMA系统设计

1、一. 设计题目基于光线延迟线的OCDMA系统设计二. 设计要求学习Optiwave仿真软件利用光纤延时线设计OCDMA编解码器根据电CDMA原理，将基于素数码的正交码用光纤延时线实现，并将多用户合路传输之后，在接收端进行解码输出，并判别用户发“0”或发“1”。1、分别对3个用户编码，设定用户1发送信号“0”，其它两个用户发送“1”2、确定解码方法，在接收端能正确判别三个用户3、设定3个用户均发伪随机码，在接收端恢复为原发送信号4、用光纤构造光编码器5、设计光解码器，正确判决合路中用户信号。三. 分析设计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

2、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各用户光素数码序列的合信号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。 经过光素数码的选码后得到 三个正交码，然后分配给三个用户。经处理过的脉冲序列经过光延迟器即可得到各用户的地址码，编码部分完成。各用户地址码与各自的本地地址码相乘后的信号通过一耦合器进行合路，合路信号与各用户的编码光素数码相乘后即可解码出各用户的地址码。2.典型的OCDMA网络组成典型的OCDMA系

3、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：OCDMA网络结构原理图如图所示，A点的窄脉冲经用户数据调制后，B点的信号为用户1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

4、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，由Sij=(i.j)modP可得到素数序列S0=0,0,0;S1=0,1,2;S2=0,2,1,由Cik =1,K=Sij+ j. P; Cik =0,K!=Sij+ j. P;再经过循环移位即可得到对应的光素数码为，。其具体实现电路图为：光发射部分，核心编码器：通常在光纤传输中都以纳秒级为

5、主，所以我们选择传输一个码字的速率为10Mb/s，则每个码字的间隔为100纳秒。单脉冲序列为 经过光编码器（延时分别为0ns,300ns,600ns）图形如下：（序列）经过光编码器（延时分别为0ns,400ns,800ns）图形如下：（序列）图如下：经过光编码器（延时分别为0ns,500ns,700ns）图形如下：（序列）图如下： OCDMA的解码电路图：其工作原理是各用户的编码信号与本地信号相乘后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，第一个用户的地址码序列为

6、，两者相乘结果为。解码后的图形如图所示：合路信号为：第一个用户（）：第二个用户（）：第三个用户（）：四、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。就是调整整个系统传输速率，然后设定光纤延迟器的时间。关键问题分析：传输信号时以纳秒级，所以设定一个码字的时间为100ns，其传输速率为10Mb/

7、s，在设定9个0时，其码字传输速率为1.11111 Mb/s，然后根据1的位置设定各光纤延迟器的时间。由于器件多连线有问题则在解码时要各用户的地址码与合路信号要相乘时，在序列发生器中设定各用户的地址码。五、数据分析当P=3时，由Sij=(i.j)modP可得到素数序列S0=0,0,0;S1=0,1,2;S2=0,2,1,由Cik =1,K=Sij+ j. P; Cik =0,K!=Sij+ j. P;再经过循环移位即可得到对应的光素数码为，。传输信号时以纳秒级，所以设定一个码字的时间为100ns，其传输速率为10Mb/s，在设定9个0时，其码字传输速率为1.11111 Mb/s，然后根据1的位置设定各光纤延迟器的时间。六、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，进行组内分工。之后，个人设计并实现自己所负责的模块。最后，将所有模块整合到一起，再进行调试，实现各部分的匹配。通过这次实验实习，我们不仅在知识了解程度上又了提高，在动手能力和对软件的应用能力上又了很大提高，尤其是在遇到难题，分析和解决问题的能力有了提高。还有，通过本次实验，更让我们明白团队的重要性，在遇到难题时，通过我们一起讨论研究，最终找到了问题的所在，最终解决了问题。