[发明专利]可重构编解码器及基于该设备的光码分多址无源光网络

说明书

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，特别涉及一种可重构(reconfigurable)编/解码器，以及基于该可重构编/解码器的光线路终端(OLT，Optical LineTerminate)、光网络单元(ONU、Optical Network Unit)和光码分多址(OpticalCode Division Multiple Access，OCDMA)无源光网络(PON)。

背景技术

在当前的数据通信中，接入网由于是业务节点接口(SNI，Service NodeInterface)和相关用户网络接口(UNI，User-to-network interface)的传送实体而成为通信网的基础设施。正由于这个特点，接入网应该采用一种公平、灵活、安全的多址技术。而无源光网络(PON)因频带宽，容量大，扩容方便，适合高速数据传输等特点成为光接入网的热门技术；在现有的多址技术中，时分多址(TDMA，Time Division Multiple Access)和波分多址(WDMA，Wavelength Division Multiple Access)能够有效利用光纤的巨大带宽，但是在传输速度和安全性方面有一定的局限性，因此光码分多址复用(OCDMA)以其在容量、带宽、安全性等方面的独特优势，成为与PON结合的优良选择。

基于光码分多址复用的无源光网络(OCDMA-PON)是一种将光纤介质的大带宽和CDMA的灵活性相结合的多址复用技术，对于升级现有的PON系统或是作为下一代PON的主要技术，OCDMA-PON都是备受关注，因为OCDMA-PON可以使用相对简单的，无需要同步的OLT、ONU设计，现有的PON也不需要为了适用OCDMA而作太大的升级，另外OCDMA本身一些吸引人的技术，比如全光处理、真正的异步传输、软容量、协议透明和QoS的灵活控制等，也使得OCDMA-PON的研究日益受到人们的重视。

基于光码分多址复用的无源光网络(OCDMA-PON)，如图1所示，包括OLT(Optical Line Terminate，光线路终端)，ODN(Optical DistributionNetwork，光配线网)和ONU(Optical Network Unit，光网络单元)，其中：光线路终端是基于光码分多址技术的光线路终端，光网络单元是基于光码分多址技术的光网络单元。

上述基于光码分多址复用技术的无源光网络(OCDMA-PON)还可以包括一个或多个光网络终端(ONT，Optical Network Terminator)，所述一个或多个网络终端与一个或多个光网络单元连接，作为光网络单元的具体用户。

在OCDMA-PON中每一个用户在ONU中分配有唯一的光编/解码器(当编码后的信号通过时为光解码器，当原始信号通过时为光编码器)。用户数据流被调制到光载波上后，再通过光编码器，编码后的用户数据通过光配线网上行到OLT。在OLT中，编码后的数据流通过光解码器做光信息的反处理(即光编码过程的反处理)，实现光解码。解码后的数据流再通过OLT中的发射机上传到其他核心网，实现不同PON间各个ONU的信息的互相传输。从核心网下传的数据流在OLT端经调制后，再通过光编码器编码，然后将编码后的数据流通过光纤通道下传到光配线网，数据流经光配线网将下行数据流传到各个ONU或ONT，在ONU端编码后的数据流经光解码器实现解码，恢复出传输数据以便用户数据的接收。

光编/解码器是OCDMA系统的核心部件。在发送端光编码器将数据比特转换成扩频序列，在接收端光解码器利用相关解码原理将扩频序列恢复为数据比特。在OCDMA通信系统中，所有用户共同占用同一信道的相同光谱段和时间段，不同用户传输信息所用的信号靠不同的编码序列来区分，即每个用户都分配一个伪随机序列。在发送端，由每个用户的信息通过光编码器产生伪随机序列，由于编码器是唯一的，所以伪随机序列也是唯一的，用户的每个信息比特编码成一串脉冲；在接收端，用户用相同的伪随机序列(对应的解码器)进行相关运算来恢复传输的信息。这些伪随机序列就叫做用户的地址码，而每一个编码脉冲则称为一个码片。

光编/解码器的结构和特性直接影响到OCDMA系统的总体性能，决定着OCDMA系统能否投入实际应用。目前，OCDMA编/解码器主要类型：基于光纤延迟线的时域编/解码方案、基于衍射光栅和相位掩模板的谱域编/解码方案、基于光纤布拉格光栅的编/解码方案、基于阵列波导光栅的编/解码方案。