在多用户光码分多址 (OCDMA) 传输系统中, 多用户干扰 (MAI) 严重影响系统传输性能。针对系统中多用户干扰来源于各用户码字不完全正交的特点, 采用码字的自、互相关函数表达接收信号与系统损伤, 引入将多用户干扰看作可重构的 “有效信息” 的新思路, 提出了一种基于数字信号处理技术的串行反馈干扰抑制算法。搭建了 2 用户同步接入频谱幅度编码光码分多址 (SAC-OCDMA) 传输系统仿真平台, 验证了该算法抑制多用户干扰的有效性。仿真结果表明: 相较于光阈值器件, 采用串行反馈干扰抑制算法抑制多用户干扰的效果更好, 系统传输性能的改善更大, 引入的功率代价仅为 2.3 dB。

为了增强光纤通信系统的物理层安全性,提出了一种基于光编/解码技术的新型抗截获通信系统。由于传统地址码的码字容量都相对较小,合法用户使用的地址码容易受到窃听者的强力搜索攻击。一旦用户地址码被获得,光纤信道中传输的所有用户信息将可被窃听者窃取。为了解决这个问题,构造了一种大容量的二维跳频/扩时地址码,并描述了可重构编/解码器的实现方法;设计了一种新型的抗截获通信系统方案,建立了窃听信道模型;最后,利用VPI transmission Maker Optical Systems仿真软件,验证了抗截获通信系统的传输性能和安全性能。仿真结果表明,基于光码分多址的编/解码技术,可以实现一种高速率、长距离的抗截获通信系统。

从信息论安全的角度出发,用保密容量定量分析了相干扩时光码分多址(OCDMA)系统的物理层安全性,得出了系统保密容量 随不同系统参数的变化关系。建立了OCDMA系统的窃听信道模型,并计算得到了系统的保密容量; 以Gold码为例评估了关键系统参数（用户数M、输入光功率P和码长N） 对相干扩时OCDMA系统物理层安全性的影响。结果表明相干扩时OCDMA系统具有很好的抵御光纤窃听攻击的物理层安全性；关键系统参数对提高此系统的物理层安全性 有重要影响。选择合适的系统参数值可提高相干扩时OCDMA系统的安全水平。

提出了一种基于波长选择开关(WSS)和光纤时延线结构的动态可重构、高码片速率的二维跳频-扩时(WH/TS)编解码器实现方案，阐述了其工作原理并进行了系统实验验证与仿真研究。设计实现了数据速率为2.5 Gbit/s的光码多分址(OCDMA)实验系统，完成了40 km 的传输实验，并实际测得编码器的群时延和插损特性，利用VPI软件仿真验证了编解码器的码片速率可达500 GChip/s。实验结果表明：基于WSS和光纤时延线的编解码器不仅能够正确完成脉冲信号的编码和解码，而且传输系统实验的误码率(BER)优于1.00×10_-9。

为了得到性能较为良好的正交码, 采用没有重复数字的全间隔集, 进行了地址码的设计和系统仿真验证, 设计出的正交码具有理想的相关性和灵活的码字容量。分析整个系统, 在考虑各种噪声和多址干扰的影响下, 推导出正交码的误比特率公式。自行设计并搭建了采用光纤延时线作为编解码器的异步光码多分址系统。结果表明, 该正交码能够适应更多用户的需求, 通过误比特率公式计算和系统仿真得到的结果都较为理想, 此研究对需要大容量的光码多分址系统的进一步发展具有一定的帮助。

针对光码分多址系统对地址码的要求, 通过改进的Tent映射产生混沌扩频序列, 将序列作为系统中的用户地址码; 搭建光码分多址系统, 分析混沌码与素数码相比下的系统性能。结果表明, 产生的混沌序列有良好的相关性和初值敏感性, 可以有效抑制系统的多址干扰并增强系统安全性; 在2.5Gb/s的传输速率下, 使用混沌序列码的光码分多址系统较素数码系统最小误码率提高1~3个数量级; 同时较传统光正交码的系统误码率性能也可提高1~2个数量级。

为了满足光码分多址系统中不同用户能够获得不同发送速率的需求,根据所需地址码的容量和码重,通过MATLAB编程,设计出没有重复数字的间隔集,得到具有理想相关性的多码长地址码.根据该地址码的构造特点推导计算出该地址码的误比特率,并绘制出误比特率随同步用户数变化图.设计并仿真了多速率光码分多址系统,分析了误比特率和系统性能.结果表明,该多码长地址码具有良好的相关性和误比特率性能,能够满足各种速率需求的用户.通过系统编解码后能够理想地恢复出原始信号,得到优良的眼图.此研究对光码分多址多速率系统的进一步发展是有帮助的.

以同步二次素数码(SQPC)作为时间扩频序列,单重合序列(OCS)作为波长跳频序列,构造了一种 新的二维光正交码SQPC/OCS,并对其误码性能及码字容量进行了理论分析和仿真比较。理论分析 表明:在同码长、同波长数条件下, SQPC/OCS与 2D-QPC误码率相等,但SQPC/OCS波长数可以是任何数,不局限于素数,从而增加波长码片可以降 低误码率;与扩展素数码 (EPC) EPC/OCS相比,SQPC/OCS误码率更低。SQPC/OCS码字容量远远高于2D-QPC和EPC/OCS码 字容量。仿真结果表明:当p=7、q=13时,SQPC/OCS误码率比2D-QPC降低接近2个数量级;当p=11、 q=15时,SQPC/OCS与EPC/OCS相比,当用户数为20时,误码率相差达4个数量级。

设计了一种新的适合同步光谱幅度编码光码分变址(Spectral-amplitude coding optical code division multiple access, SAC OCDMA)系统 的地址码,能够使多址干扰产生的误码率为0。且该地址码的互相关限为1, 在给定码重和用户 数的情况下能够得到较小码长,便于系统的编解码。利用OptiSys 7.0设计出仿真系统,分析比较用波分复用器和光纤光栅作为编解码器适用的不同系统,在考虑散弹噪声、 相位引起的强度噪声(PIIN)和热噪声的情况下,根据该地址码的特点分析整个编解码系统的信噪比和误码 率,并与现有的SAC地址码性能进行比较。结果表明：选用该地址码的SAC OCDMA系统得到的眼图更为理想,在系统误码率、编解码实现,及系统性能上都有了很大的提高。

提升码字容量是光码分多址(OCDMA)系统的关键，寻找更优性能的码字构造方法是提高系统软容量的常用途径。绕开复杂的码字构造方法，提出了π/n等效相移的OCDMA编解码器制作方法，该方法在已有码字的基础上通过物理结构的变化可将OCDMA系统软容量提高了5倍。基于光纤光栅平台制作了同码字的π/5和2π/5相移的编解码器，仿真与实验结果表明，π/n相移编解码器可得到优于普通编解码器的性能。