光码分多址系统传输性能的研究

摘要

光码分多址(0CDMA)是融合码分多址(CDMA)技术与光纤通信技术的一种新扩频通信技术，具有很强的技术优势和广阔的应用前景，是未来高速全光通信网络的备选方案之一。但目前OCDMA技术还不十分成熟，离真正的实用化和商用化还存在一定距离。因此，国内外对OCDMA系统的研究一直保持着很高的热度。本论文的工作围绕0CDMA系统传输性能展开研究，首先基于光脉冲在光纤中传播的非线性薛定谔方程，研究了超短脉冲在光纤中的传输特性，在此基础上分析了一维和二维OCDMA系统中色散和非线性效应对误码和传输性能的影响。
　　 首先介绍了OCDMA系统的基本原理、技术特点以及关键技术，同时对OCDMA系统性能方面的国内外研究状况及发展趋势作了综述。
　　 接下来，通过分步傅里叶法数值求解光脉冲在光纤中传播的非线性薛定谔方程，研究了高阶色散和高阶非线性效应对光脉冲在光纤中传输时脉冲形状、展宽等的影响。从计算结果可知，三阶色散效应会导致光脉冲波形产生畸变，会引起成脉冲前或者后沿附近形成不对称的振荡拖尾结构；五阶非线性效应会使在光纤中传播的光脉冲产生调制不稳定性，负的五阶非线性效应使光脉冲的峰值减小，脉冲被展宽，正的五阶非线性效应使峰值增大，脉冲被压缩；分析了由色散和非线性效应引起的脉冲展宽因子。
　　 进一步，研究了OCDMA系统的误码性能。先由非线性薛定谔方程求得色散和非线性效应引起的脉冲展宽，在此基础上分析了一维和二维OCDMA系统中色散和非线性效应对误码性能的影响，结果表明色散和非线性效应会引起OCDMA系统性能劣化。在系统参数相同的基础上，接收端引入光硬限幅器或者系统采用二维码均可优化系统性能。
　　 最后，基于多用户传输的OCDMA系统模型，针对不同的用户速率，选取了最佳光正交码组，研究了群速度色散和三阶色散对OCDMA系统传输性能的影响。计算结果表明：在传输过程中，合成编码信号与相关解码输出都受到群速度色散效应和三阶色散效应影响，形状发生畸变，出现失真现象，但相关解码输出受到的影响更小；用户信号在群速度色散或者三阶色散较大的光纤中传输时，必须考虑采用色散补偿来保障0CDMA系统能正确解码。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.2主要研究内容

参考文献

第2章OCDMA系统概述

2.1引言

2.2 OCDMA基本原理

2.3 OCDMA技术特点

2.4 OCDMA关键技术

2.5小结

参考文献

第3章超短光脉冲在光纤中的传输

3.1引言

3.2非线性薛定谔方程

3.3脉冲形状的变化

3.4脉冲展宽的变化

3.5小结

参考文献

第4章OCDMA系统误码性能的研究

4.1引言

4.2三阶色散对一维OCDMA系统误码率的影响

4.3三阶色散对二维OCDMA系统性能的影响

4.4小结

参考文献

第5章OCDMA系统传输性能的研究

5.1引言

5.2 OCDMA系统理论分析

5.3数值结果与讨论

5.4小结

参考文献

总结与展望

附录攻读硕士学位期间发表的科研论文

致 谢