由于互联网和宽带网络的引入，新兴的应用——如电话会议、视频点播、高质量音频传输等都具有严格的高通量光接入网服务质量(QoS)能力。然而，目前接入网的基础设施存在带宽有限、网络管理成本高、灵活性差、安全性低等问题，无法为用户提供综合服务。由于复杂的光学元件和电子电路，光纤链路已被应用于接入网。无源光网络在此背景下提出了波分复用(WDM)、1时复用(TDM)、2和光码分复用(OCDM)等不同的多路复用技术。
pon已被FTTH解决方案标准化，并被全球网络服务提供商部署。尽管基于时分复用(TDM- pon)的pon能够有效地利用光纤带宽，但它们在传输速度、突发同步、安全性、动态带宽分配和测距精度等方面存在局限性。波分复用(WDM)技术也被提出用于PONs。当与PONs (WDM-PON)结合使用时，随着带宽需求的增加，这种新兴技术变得更加有利，但由于光学元件的高成本，它未能引起业界的关注。目前世界各地正在研究其他的光接入网方案。
光码分多址接入(OCDMA)系统近年来备受关注，其优点包括其异步接入能力和用户分布的灵活性、支持可变码率、流量和安全“突发”未经授权用户。对于局域网和第一英里等接入系统，OCDMA是一种非常有吸引力的多址技术，但迄今为止还没有详细的网络设计方案。提出了一种基于码分多址(CDMA)的PON系统，采用伪随机码和沃尔什码进行用户识别。然而，多重访问的签名处理是在电子领域使用专用集成电路(ASIC)完成的，而不是在我们所追求的光学领域。
我们开发了OCDMA-PON，这是一种PON与OCDMA结合的网络结构，即不同于TDM和WDM的多址技术。OCDMA技术实现光信号处理，而不是使用光学编码器/解码器实现电域。
图1显示了系统的光线结束器(OLT)配置
光码分多路接入/无源光网络(OCDMA-PON)系统的OLT (optical- line terminator)。Rx, Tx:接收机，发射机。OOC:光学正交码。ODN:光配电网。ONU:光网络单元。ONT:光网络终端。护士:计数器。
对于正向信道，源在OLT编码，下游信号以1550nm波长传输。每个用户都被分配一个唯一的光学正交码，并通过基于光纤布拉格光栅(fbg)的光学解码器上的相关操作进行识别。为了减少多用户干扰(MUI)，非平坦源频谱可以在进入FBG编码器之前通过平坦度+补偿器进行补偿。平坦源的另一个好处是，当用户数量增加时，它放松了相位可以控制和稳定维护的可实现精度的精度要求。ONU (optical network unit)光网络终端ONT (optical network terminal)到OLT的反向通道，上行传输波长为1310nm。上游流量通过后光收发模块，它被发送到多个解码器，每个解码器恢复每个用户的信息。
稳定波长的上游通常需要在ONU的发射器上使用稳定的激光源。下游信号来自OLT到ONU/ONT通过循环器到达探测器，在那里，用户的信息通过使用平衡接收器与他或她独特的OCC进行光学关联而分离。还获得下游控制信号，并将控制单元传递给网络。对于上游，从ONU到OLT的信号由OCC编码，由光学编码器进行用户识别。然后从tifert通过光纤链路传输。我们的计划有几个优点。例如，任何用户都可以随机添加或删除网络，而网络是异步运行的。
图2显示了我们的OCDMA-PON的ONU配置．（OCDMA-PON系统的光网络单元(ONU)。我:计数器)。
我们的OCDMA-PON系统由OLT和ONU组成。每个ONU都由它自己的cde地址标识。信号用帧信息和地址码序列调制。前者用于完成数据加载切换，有助于识别不同的用户。
图3比较两种情况下的误码率(BER)与onu发射机输入功率，一种是受干扰影响(例如，MUI或不同的噪声贡献)，另一种是基于背对背配置。在本例中，我们假设onu / ONTs数量为30，下游流量比特率为1.25gb/s。我们发现，包含干扰的系统表现出比使用背对背配置更差的性能，在误码率为10−9的情况下，大约有6dB的惩罚。对于OCDMA-PON，我们确认MUI是主要的降级源(参见图3)，并且必须包含在网络设计中。
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图3．OCDMA-PON在背靠背配置和有干扰时的性能。N-active:当前活跃用户数。R-downstream:下行流量比特率。
图4比较了CDMA-PON和OCDMA-PON系统中活动用户数量增加时的误码率性能。我们假设对于10km的光纤链路长度，下行流量的比特率为1.25Gb/s。当用户数量较大时，OCMDA-PON方案的性能与CDMA-PON方案相似。例如，对于30个用户，BER为10 ~ 9,ocdma - pon只能将用户数量与cdma - pon相比增加10%。然而，当OCDMA-PON支持的用户数量较少时，OCDMA-PON相对于cdma - pon的优势变得明显(见图4)。请注意，在cdma - pon中，签名在电域由ASIC处理，使用Walsh代码用于用户识别，而光域则由基于源频谱平坦化的FBG编码器/解码器使用，并且在OCDMA-PON中使用平衡检测器用于用户识别。考虑到OCDMA-PON基于对用户签名的光学处理所提供的更高的比特率和更高的带宽，我们仍然倾向于采用具有强度调制的OCDMA-PON方案。为了进一步提高OCDMA-PON的性能，我们需要解决mui造成的退化问题，并改进光学编码器/解码器。
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图4．随着onu /ONTs数量的增加，CDMA-PON与OCDMA-PON的比较。李:长度。
我们的OCDMA-PON系统与经典的PON系统不同之处在于，OCDMA用于多用户访问，而不是TDM或WDM，并且OCDMA-PON方案结合了PON和OCDMA技术的优点，包括灵活的网络组装、公平的带宽划分、物理层的差异化服务或QoS、异步访问、支持可变比特率和突发以及对未经授权的用户流量的安全性。通过对OCDMA-PON方案与之前研究的CDMA-PON方案的综合比较，我们发现在少量用户的情况下，OCDMA-PON方案比CDMA-PON方案具有更好的误码率性能。
总之，OCDMA-PON比CDMA-PON有几个优点，包括更高的比特率、更高的带宽和针对未经授权用户的更好的安全性。我们继续努力实现OCDMA-PON系统的实验演示。
