全光分组交换网络中的编解码技术研究

发布时间：2017-08-13 05:31

  本文关键词：全光分组交换网络中的编解码技术研究

  更多相关文章： 光分组交换(OPS) 光码分多址(OCDMA) 光编码 光解码 多样化二次同余码(DQCC) 多用户干扰(MAI)

【摘要】：由于具有可随机异步接入、软容量、安全性好、频谱资源利用率高、资源分配灵活、高速全光处理、低复杂度等诸多优势,光码分多址技术(OCDMA)在光分组交换(OPS)网络中的应用正受到更多的关注。目前,能够提供多样化服务质量(QoS)传输的可调功率变码重OCDMA系统正在成为研究的一个热点。本论文围绕用于光分组交换的OCDMA编解码技术比如变码重地址码设计、系统性能分析、改进的编／解码器以及检测接收装置和OCDMA在OPS中的应用等方面进行了研究。 首先介绍了用于OCDMA地址码设计的数学基础和基本原理：基于Galios域,在二次同余码(QCC)基础上,利用循环移位、子序列填充和交换、序列转置等代数变换构造了能够满足各种非相干OCDMA需求的多样化二次同余码(DQCC)。与改进素数码(MPC)相比,DQCC的码字基数增加一倍、码集多样、可变码重、互相关特性好,能满足多样化QoS的需求。而且,具有恒定带内互相关(IPCC)值的改进QCC(MQCC)码字序列能够用于非相干谱幅度编码OCDMA(SAC-OCDMA)系统。 为能够提供多样化的QoS传输,分析了DQCC在功率可调双码重OCDMA系统中的性能,评价了在功率和码重同时变化时对系统误码率(BER)性能的影响。为了改进系统性能,基于先进光逻辑与门和异或门设计的双级多阶复合光逻辑门在接收端实现了不同层级功率信号的识别。因此,该复合光逻辑门能有效抑制不同层级功率信号之间的多用户干扰(MAI),改善OCDMA系统的BER性能。 为了能够完全消除MAI对OCDMA系统的影响,基于重构等效啁啾(REC)技术设计了用于SAC-OCDMA的具有色散补偿和MAI消除功能的平衡FBG解码器,并利用负二项式分布(NB)模型对系统的性能进行了分析、建模和评价。同以往的Gaussian近似模型相比,基于NB模型的评价更为接近实际值,能够全面反映功率变化情况下的系统BER性能变化趋势。接着,为了消除地址码序列必须具有固定IPCC值的限制,设计了改进的平衡三支路检测装置。它不但能实现MAI消除功能,而且能够消除SAC-OCDMA对码字设计必须具有固定IPCC值的限制。因此,很多已经提出的地址码可以直接应用于SAC-OCDMA系统,以另一方式解决了严重制约SAC-OCDMA系统的码字设计问题。 最后介绍变OPS核心节点和边缘节点的结构及其工作原理,设计了全光多粒度分组交换节点架构。基于DQCC,分析和评价了光码标签在OPS网络中的性能与二项式系数、跳数以及码重个数的关系。提出了利用并行编码结构和延时模块的串行光码标签(SOCL)产生方案,仿真验证了SOCL在OCDMA-OPS中的分组交换实现。
【关键词】：光分组交换(OPS) 光码分多址(OCDMA) 光编码 光解码 多样化二次同余码(DQCC) 多用户干扰(MAI)
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-25
• 1.1 光分组交换技术概述10-12
• 1.2 多址复用技术12-15
• 1.3 OCDMA编解码技术的研究现状和发展趋势15-19
• 1.4 OPS网络中OCDMA编解码技术的研究意义和应用前景19-22
• 1.5 论文的主要研究内容以及章节安排22-25
• 2 基于Galois域的DQCC设计25-45
• 2.1 OCDMA地址码设计的数学基础25-31
• 2.2 基于Galios域的DQCC设计31-39
• 2.3 DQCC的特点39-43
• 2.4 具有固定IPCC值的QCC及其性能特点43-44
• 2.5 本章小结44-45
• 3 DQCC在OCDMA系统中的性能分析45-62
• 3.1 DQCC在硬限幅下的性能分析45-53
• 3.2 DQCC在复合光逻辑门下的系统性能分析53-61
• 3.3 本章小结61-62
• 4 平衡结构FBG编解码器及其在系统中的性能分析62-87
• 4.1 SAC-OCDMA编/解码器62-65
• 4.2 带色散补偿功能的FBG编解码器设计65-68
• 4.3 SAC-OCDMA平衡编解码器及其性能分析68-78
• 4.4 改进的三支路平衡结构解码器方案78-86
• 4.5 本章小结86-87
• 5 非相干OCDMA在OPS中的应用87-104
• 5.1 OPS关键技术87-95
• 5.2 基于DQCC的OCDMA-OPS性能分析95-98
• 5.3 基于DQCC的OCDMA-OPS系统性能验证98-102
• 5.4 本章小结102-104
• 6 总结与展望104-106
• 6.1 总结104-105
• 6.2 展望105-106
• 致谢106-109
• 参考文献109-125
• 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录125-126
• 附录2 博士学位论文主要研究成果的发表或获奖情况126-127
• 附录3 主要符号缩写对照表127-129

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本文编号：665646