[01229789]基于OCDMA的无源光网络关键技术研究及设备研发

近年,随着用户对IPTV、高清视频和在线游戏等高带宽业务需求的急剧增加,无源光网络（PON）以其传输容量大、成本低、全业务支持等优势成为热门的接入网技术。PON技术经过探索,逐渐发展出EPON（以太无源光网络）和GPON（千兆比特容量无源光网络）两大标准体系。随着高速和大流量业务的逐渐开展和普及,无论是EPON还是GPON,现有的PON都将出现新的带宽瓶颈,因此需要继续积极研发NG-PON（下一代无源光网络）技术。OCDMA（光码分多址）技术可以实现光信号的直接复用与交换,能动态分配带宽,且扩展网络容易,网管简单,被认为是下一代无源光网络的首选技术。研究主要内容包括：（1）设计构造了一类满足接入网多速率、多QoS传输需求的地址码.该类地址码性能优良,在时域和频域上扩展进一步扩大了容量,提高了误码性能,支持打分光比的光纤接入网络;（2）设计了一种电域空间编解码的OCDMA系统,采用电域空间编解码的谱域多阶幅度编解码方案,解决码片速率带来的速度瓶颈,有效地抑制了系统的差拍噪声及多址干扰;（3）提出了一种新的光电OCDMA二维编解码方案,该方案实施相对简单、重构简单易控,可降低设备的成本和复杂度,可有效提高系统的用户容量,为OCDMA系统实用化提供了一种新思路;（4）研制了基于二维电域编解码的OCDMA局端光收发机,利用FPGA可重构的逻辑电路构建二维电域编解码器,可实现系统对不同用户地址码的变址编解码器功能,提高了系统灵活性,编码速度较快,易于升级扩容,降低了系统实施的成本;（5）设计了针对OCDMA-PON的管理信息库（MIB）、SNMP与OMCI的协议转换功能模块,OMCI协议的帧编解码和帧响应的功能模块,实现了在OCDMA局端光收发机上的网络管理系统的交互通信,以及在管理站和局端OLT间的SNMP协议交互通信,完成了管理站、OLT和ONU之间的Get/Set交互通信;（6）结合石墨烯等新型材料设计微结构器件,对左右旋圆偏振光选择性激发电磁诱导透明现象,SPPs单向传输等进行了研究,为集成化的光学编解码器件设计提供了理论参考。项目研究成果可先期应用于小区等进行试点推广,满足家庭用户高清视频交互、高速互联网通信的迫切需求。成果可应用于光纤接入网,先期可选择小区等进行试点推广,应用前景广阔。在项目的后续技术研究开发方面,寻找到性能优良的二维地址码,使系统能接入更多用户量,进一步降低用户间多址干扰,提升系统性能。同时所采用的FPGA内嵌GTX收发器最大传输速率可达到6.6Gb/s,设计中采用的GTX限速率为3.125Gb/s,系统仍有很大的提速空间。采用最高速率达8Gb/s的Stratix IV GX处理芯片,进一步优化编解码方式,实现数据更高速率传输。