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光码分多址技术(OCDMA)是将码分多址(CDMA)技术与大容量的光纤通信技术相结合的一种通信方式。光码分多址技术能够充分的利用光纤中的巨大带宽，具有支持用户随机接入，支持多速率的业务，网络容量有弹性，网络控制协议简单，保密性强和安全性高等特点。随着光学器件以及光纤制作水平的不断提高，光码分多址在光纤宽带接入网中受到越来越多的研究和重视。OCDMA系统的编解码技术、系统实验研究、接收机前端信号处理以及在接入网应用中需要的数据链路层协议均是OCDMA技术能否实用的关键问题，本文对上述问题进行了较深入的理论分析与实验研究，主要内容如下：
(1)分析了基于光纤布拉格光栅(FBG)的二维OCDMA编解码方案及其编解码原理。研究了运用高斯切趾FBG阵列作为光编解码器，抑制编码光栅反射波长间的串扰，提高了编解码器的抗干扰能力。建立了二维扩时跳频OCDMA系统的编解码信号数学模型，并对FBG阵列编解码器的时域编解码性能进行仿真研究。采用解码信号的自相关峰值作为衡量编解码器性能的指标，讨论了各种中心波长不匹配情况下的编解码器性能。利用光通信仿真软件，进行了二维OCDMA系统仿真，分析了FBGs编解码器性能。
(2)设计了非相干OCDMA系统实验方案并搭建了完整的OCDMA系统实验平台。研究了OCDMA二维时域跳频码字性能，选择了二维光正交码作为系统地址码。综合考虑光源及编解码器性能，设计并制作出了二维FBG编解码器。进行了基于FBG的二维OCDMA系统实验，验证了实验方案的可行性，并讨论了速率超限对系统性能的影响。成功进行了多用户并行传输的系统实验，分析和总结了实验结果。
(3)分析了非相干OCDMA系统接收端的检测技术。研究了平衡检测干扰抑制方法和使用比特填充m序列的并行干扰抑制的方案。分析了接收端数学模型并进行了相应的性能仿真。分析了光阈值器件在码片速率级别对多用户噪声的消除作用。重点讨论了非线性光学环镜、色散平坦光纤、周期极化铌酸锂波导三种光阈值器件的工作原理及性能对比。
(4)研究了OCDMA-PON光接入网的拓扑结构，并与目前的主流光接入网EPON和GPON进行了比较。分析了OCDMA-PON的技术优势以及应用前景。研究了光接入网的媒质接入控制(MAC)协议，分析随机接入协议和基于时隙分组OCDMA的接入控制协议。研究了在轻负载情况及重负载情况下，网络的吞吐性能。分析了接收功率和分组长度对网络吞吐量的影响。