專利名稱：無源光網(wǎng)絡(luò)通信方法及系統(tǒng)、光網(wǎng)絡(luò)單元和光線路終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光接入網(wǎng)技術(shù)，特別是涉及一種無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)通信方法及系統(tǒng)、 一種光網(wǎng)絡(luò)單元(0NU)以及一種光線路終端(OLT)。
背景技術(shù)：
PON技術(shù)是目前解決接入網(wǎng)帶寬瓶頸、實(shí)現(xiàn)光纖入戶(FTTH)的最理想的解決方 案。目前的PON主要包括兩類，即波分復(fù)用(WDM)的PON和時(shí)分復(fù)用(TDM)的PON。其中， 采用波分復(fù)用的PON能夠避免時(shí)分復(fù)用的PON中的ONU測(cè)距和快速比特同步等技術(shù)難點(diǎn)， 并具有高帶寬、協(xié)議透明、線路速率獨(dú)立、虛擬點(diǎn)到點(diǎn)連接、高安全性和易升級(jí)性等優(yōu)勢(shì)，因 此，波分復(fù)用的PON在PON技術(shù)中日益突出。 但是，由于光纖存在非線性現(xiàn)象，因此當(dāng)波分復(fù)用的PON系統(tǒng)的波長(zhǎng)數(shù)量達(dá)到一 定閾值后，通道間串?dāng)_的瓶頸變得尤為突出，波長(zhǎng)數(shù)目的線性增加會(huì)引起成本的指數(shù)級(jí)增 長(zhǎng)，因此，目前的波分復(fù)用的PON系統(tǒng)的可用波長(zhǎng)的數(shù)量受到限制，因?yàn)樵诓ǚ謴?fù)用的PON 系統(tǒng)中，一個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)用于為一個(gè)用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，即用不同的波長(zhǎng)區(qū)分不同的用 戶，因此波長(zhǎng)數(shù)量的限制導(dǎo)致目前的PON系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)大容量的用戶接入。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種PON通信方法，旨在擴(kuò)大PON系統(tǒng)的用戶容量。
本發(fā)明還提供了一種PON系統(tǒng)，旨在擴(kuò)大用戶容量。
本發(fā)明還提供了一種ONU，旨在擴(kuò)大PON系統(tǒng)的用戶容量。
本發(fā)明還提供了一種OLT，旨在擴(kuò)大PON系統(tǒng)的用戶容量。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明公開了一種無源光網(wǎng)絡(luò)PON通信方法，該方法包括 發(fā)送端生成一個(gè)以上的光載波組，每個(gè)光載波組包括波長(zhǎng)相同的一個(gè)以上的光載 波，其中，不同光載波組包括的光載波的波長(zhǎng)不同； 發(fā)送端采用混沌擴(kuò)頻技術(shù)生成光碼分多址OCDMA系統(tǒng)的地址碼，將發(fā)送給一個(gè)用 戶的數(shù)據(jù)采用對(duì)應(yīng)的地址碼進(jìn)行擴(kuò)頻處理后加載到一個(gè)光載波上，其中，采用同一波長(zhǎng)傳 輸?shù)母鱾€(gè)用戶對(duì)應(yīng)的地址碼不同； 發(fā)送端將同一光載波組中的所有光載波耦合成一路耦合信號(hào)，并將所有光載波組 的耦合信號(hào)復(fù)用成發(fā)送信號(hào)發(fā)送給接收端； 接收端接收發(fā)送信號(hào)，對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行波長(zhǎng)解復(fù)用，得到一個(gè)以上不同波長(zhǎng)的單 波長(zhǎng)信號(hào)； 接收端將每個(gè)波長(zhǎng)的單波長(zhǎng)信號(hào)分路成一個(gè)以上相同的光接收信號(hào)，對(duì)每個(gè)光接
收信號(hào)與預(yù)置的擴(kuò)頻地址碼進(jìn)行運(yùn)算，對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行門限判決，得到用戶數(shù)據(jù)。 所述采用混沌擴(kuò)頻技術(shù)生成OCDMA系統(tǒng)的地址碼包括 利用混沌映射產(chǎn)生一個(gè)混沌序列；對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化；將量化后的混沌序列作為0CDMA系統(tǒng)的地址碼；
其中， 所述利用混沌映射產(chǎn)生一個(gè)混沌序列為采用一級(jí)邏輯Logistic映射產(chǎn)生混沌 序列；所述一級(jí)邏輯映射為 xn+1 = f(xn) = YXn(l-x》，其中，n為項(xiàng)序號(hào)，Xn為混沌序列中的第n項(xiàng)，Y為分 形參數(shù)，3. 57 < Y《4 ; 所述對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化為 & =sgn(x )=^ ，其中，由 組成的序列為量化后的混沌序列；
或， 所述利用混沌映射產(chǎn)生一個(gè)混沌序列為采用二級(jí)邏輯映射產(chǎn)生混沌序列；所述 二級(jí)邏輯映射為 根據(jù)xn+1 = f (xn) = Y Xn(l-Xn)，以初值X。開始迭代，得到實(shí)值混沌序 列{xk， k = 0，1，2"'}，選擇{xk， k = 0，1，2"'}中部分值作為初始條件，根據(jù)
3^+1 = ) = *(，-1)-21 / 生成混沌序列，其中，k為項(xiàng)序號(hào)，Xk為混沌序列中的第k項(xiàng)，
n為項(xiàng)序號(hào)，yn為混沌序列中的第n項(xiàng)，a為實(shí)數(shù)，Y 2為分形參數(shù)，3. 57 < Y2《4;
所述對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化為=|>,.2—-2—丄^",.2(")—=2—乂 ， 其中，K = ￡ 2(i—' = (a。a一2……,)，其中，由yn組成的序列為量化后的混 沌序列，ai = O，l，L為實(shí)數(shù)。
本發(fā)明還公開了一種無源光網(wǎng)絡(luò)PON系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端； 所述發(fā)送端生成一個(gè)以上的光載波組，每個(gè)光載波組包括波長(zhǎng)相同的一個(gè)以上的
光載波，其中，不同光載波組包括的光載波的波長(zhǎng)不同，采用混沌擴(kuò)頻技術(shù)生成OCDMA系統(tǒng)
的地址碼，將發(fā)送給一個(gè)用戶的數(shù)據(jù)采用對(duì)應(yīng)的地址碼進(jìn)行擴(kuò)頻處理后加載到一個(gè)光載波
上，其中，采用同一波長(zhǎng)傳輸?shù)母鱾€(gè)用戶對(duì)應(yīng)的地址碼不同，將同一光載波組中的所有光載
波耦合成一路耦合信號(hào)，并將所有光載波組的耦合信號(hào)復(fù)用成發(fā)送信號(hào)發(fā)送給接收端； 所述接收端接收發(fā)送信號(hào)，對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行波長(zhǎng)解復(fù)用，得到一個(gè)以上不同波長(zhǎng)
的單波長(zhǎng)信號(hào)，將每個(gè)波長(zhǎng)的單波長(zhǎng)信號(hào)分路成一個(gè)以上相同的光接收信號(hào)，對(duì)每個(gè)光接
收信號(hào)與預(yù)置的擴(kuò)頻地址碼進(jìn)行運(yùn)算，對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行門限判決，得到用戶數(shù)據(jù)。 所述發(fā)送端包括光線路終端OLT ; 所述接收端包括波長(zhǎng)路由器、一個(gè)以上的耦合器和一個(gè)以上光網(wǎng)絡(luò)單元ONU ;
所述波長(zhǎng)路由器接收來自O(shè)LT的下行發(fā)送信號(hào)，對(duì)下行發(fā)送信號(hào)進(jìn)行波長(zhǎng)解復(fù) 用，得到一個(gè)以上不同波長(zhǎng)的下行單波長(zhǎng)信號(hào)，將一個(gè)波長(zhǎng)的下行單波長(zhǎng)信號(hào)發(fā)送給一個(gè) 耦合器，不同波長(zhǎng)的下行單波長(zhǎng)信號(hào)分別發(fā)送給不同的耦合器； 每個(gè)耦合器接收來自波長(zhǎng)路由器的一個(gè)波長(zhǎng)的下行單波長(zhǎng)信號(hào)，將該下行單波長(zhǎng) 信號(hào)分路成一個(gè)以上相同的下行光接收信號(hào)，將一個(gè)下行光接收信號(hào)發(fā)送給一個(gè)ONU ;
每個(gè)ONU接收一個(gè)下行光接收信號(hào)，對(duì)下行光接收信號(hào)與預(yù)置的擴(kuò)頻地址碼進(jìn)行 運(yùn)算，對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行門限判決，得到發(fā)送給自身用戶的數(shù)據(jù)。 所述發(fā)送端包括波長(zhǎng)路由器、一個(gè)以上的耦合器和一個(gè)以上的光網(wǎng)絡(luò)單元0NU ;
所述波長(zhǎng)路由器與一個(gè)以上的耦合器分別相連；每個(gè)耦合器與所有ONU中的部分ONU相連，
每個(gè)0NU只連接一個(gè)耦合器； 所述接收端包括光線路終端0LT ; 所述每個(gè)0NU生成一個(gè)單波長(zhǎng)的上行光載波，所有0NU共同生成一個(gè)以上的上行 光載波組，其中，與同一耦合器相連的不同的0NU生成的上行光載波波長(zhǎng)相同，構(gòu)成一個(gè)上 行光載波組，不同的上行光載波組包括的上行光載波的波長(zhǎng)不同；每個(gè)ONU采用混沌擴(kuò)頻 技術(shù)生成0CDMA系統(tǒng)的地址碼，將一個(gè)用戶的數(shù)據(jù)采用對(duì)應(yīng)的地址碼進(jìn)行擴(kuò)頻處理后加載 到一個(gè)上行光載波上傳送給耦合器，其中，采用同一波長(zhǎng)傳輸?shù)母鱾€(gè)用戶對(duì)應(yīng)的地址碼不 同； 每個(gè)耦合器將一個(gè)上行光載波組中的所有上行光載波耦合成一路上行耦合信號(hào) 發(fā)送給波長(zhǎng)路由器； 所述波長(zhǎng)路由器接收來自所有耦合器的上行耦合信號(hào)，復(fù)用成一路上行發(fā)送信號(hào) 傳送給0LT。 所述0LT/0NU利用混沌映射產(chǎn)生一個(gè)混沌序列，對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化，將 量化后的混沌序列作為OCDMA系統(tǒng)的地址碼； 所述0LT/0NU采用一級(jí)邏輯映射產(chǎn)生混沌序列，所述一級(jí)邏輯映射為 xn+1 = f(xn) = YXn(l-x》，其中，n為項(xiàng)序號(hào)，Xn為混沌序列中的第n項(xiàng)，Y為分
形參數(shù)，3. 57 < Y《4 ; 所述對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化為 fl =sgn(x ) ^ Q ，其中，由an組成的序列為量化后的混沌序列； 或， 所述0LT/0NU采用二級(jí)邏輯映射產(chǎn)生混沌序列，所述二級(jí)邏輯映射為 根據(jù)xn+1 = f (xn) = y xn(l-xn)，以初值x。開始迭代，得到實(shí)值混沌序
列{xk， k = 0，1，2"'}，選擇{xk， k = 0，1，2"'}中部分值作為初始條件，根據(jù)
= /0 ) = * (， -1) - & / 生成混沌序列，其中，k為項(xiàng)序號(hào)，Xk為混沌序列中的第k項(xiàng)，
n為項(xiàng)序號(hào)，yn為混沌序列中的第n項(xiàng)，a為實(shí)數(shù)，Y 2為分形參數(shù)，3. 57 < Y2《4;
所述0LT/0NU根據(jù)以下公式對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化 P ￡ & 2-"+" 2-' g ", 2(w)-'. = 2-1K ,
'一o ,-=o 其中，i; =§",2"-'、(a。一2…",…^—!)，其中，由yn組成的序列為量化后的混 沌序列，ai = O，l，L為實(shí)數(shù)。 本發(fā)明還公開了一種光線路終端OLT，包括第一波長(zhǎng)路由器和一個(gè)以上的光碼 分多址0CDMA組；
每一個(gè)所述0CDMA組，包括第一光收發(fā)器、第一耦合器和一個(gè)以上第一光混沌編 解碼器； 在下行方向，每個(gè)OCDMA組的第一光收發(fā)器生成一個(gè)波長(zhǎng)的下行光載波，其中，不 同0CDMA組的第一光收發(fā)器生成的下行光載波的波長(zhǎng)不同；在一個(gè)OCDMA組內(nèi)，第一光收 發(fā)器將生成的下行光載波送入一個(gè)以上的第一光混沌編解碼器；每個(gè)第一光混沌編解碼器 接收來自第一光收發(fā)器的下行光載波，采用混沌擴(kuò)頻技術(shù)生成OCDMA系統(tǒng)的地址碼，同一 OCDMA組內(nèi)不同的第一光混沌編解碼器選擇不同的地址碼，每個(gè)第一光混沌編解碼器將發(fā) 送給一個(gè)用戶的數(shù)據(jù)采用該第一光混沌編解碼器對(duì)應(yīng)的地址碼進(jìn)行擴(kuò)頻處理后加載到接 收的下行光載波上傳送給第一耦合器；第一耦合器接收同一 OCDMA組內(nèi)的所有第一光混沌 編碼器的下行光載波，耦合成一路下行耦合信號(hào)后送入第一波長(zhǎng)路由器；所述第一波長(zhǎng)路 由器接收來自所有第一耦合器的下行耦合信號(hào)，復(fù)用成一路下行發(fā)送信號(hào)傳送出去；
在上行方向，所述第一波長(zhǎng)路由器接收上行發(fā)送信號(hào)，對(duì)上行發(fā)送信號(hào)進(jìn)行波長(zhǎng) 解復(fù)用，得到一個(gè)以上不同波長(zhǎng)的上行單波長(zhǎng)信號(hào)，將一個(gè)波長(zhǎng)的上行單波長(zhǎng)信號(hào)發(fā)送給 一個(gè)OCDMA組的第一耦合器，不同波長(zhǎng)的上行單波長(zhǎng)信號(hào)分別發(fā)送給不同OCDMA組的第一 耦合器；在一個(gè)OCDMA組內(nèi)，第一耦合器接收來自波長(zhǎng)路由器的一個(gè)波長(zhǎng)的上行單波長(zhǎng)信 號(hào)，將該上行單波長(zhǎng)信號(hào)分路成一個(gè)以上相同的上行光接收信號(hào)，將每一個(gè)上行光接收信 號(hào)傳送給一個(gè)第一光混沌編解碼器；每個(gè)第一光混沌編解碼器接收來自第一耦合器的一個(gè) 上行光接收信號(hào)，對(duì)上行光接收信號(hào)與預(yù)置的擴(kuò)頻地址碼進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果送入第一 光收發(fā)器，第一光收發(fā)器通過門限判決獲得用戶發(fā)送數(shù)據(jù)。 所述第一光編解碼器包括混沌發(fā)生器、量化模塊和編碼模塊；所述混沌發(fā)生器 利用混沌映射產(chǎn)生一個(gè)混沌序列并發(fā)送給量化模塊；量化模塊對(duì)混沌發(fā)生器產(chǎn)生的混沌序 列進(jìn)行量化，將量化后的混沌序列送入編碼模塊；所述編碼模塊接收量化后的混沌序列，將 量化后的混沌序列作為OCDMA系統(tǒng)的地址碼； 所述混沌發(fā)生器采用一級(jí)邏輯映射產(chǎn)生混沌序列，所述一級(jí)邏輯映射的為
xn+1 = f (xn) = y xn(l-xn)，其中，n為項(xiàng)序號(hào)，xn為混沌序列中的第n項(xiàng)，y為分 形參數(shù)，3. 57 < Y《4 ; 所述量化模塊對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化為 fl(!=Sgn(;0="。，其中，由an組成的序列為量化后的混沌序列；
或， 所述混沌發(fā)生器采用二級(jí)邏輯映射產(chǎn)生混沌序列，所述二級(jí)邏輯映射為 根據(jù)xn+1 = f (xn) = Y xn(l-xn)，以初值x。開始迭代，得到實(shí)值混沌序
列{xk， k = 0，1，2"'}，選擇{xk， k = 0，1，2"'}中部分值作為初始條件，根據(jù)
= ) = *(，-1)-21 _/ 生成混沌序列，其中，k為項(xiàng)序號(hào)，Xk為混沌序列中的第k項(xiàng)， 2 2a k
n為項(xiàng)序號(hào)，yn為混沌序列中的第n項(xiàng)，a為實(shí)數(shù)，Y 2為分形參數(shù)，3. 57 < Y2《4;
所述量化模塊對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化為凡=￡ ", 2—(叫- 2—z g a, 2"—' = 2—a & ，
/二0 /=0
其中，K =5>,.2(i-IH' =("Q^vi,…^—,)，其中，由yn組成的序列為量化后的混
,'二0
沌序列，ai = O，l，L為實(shí)數(shù)。 本發(fā)明還公開了一種光網(wǎng)絡(luò)單元ONU，包括第二光混沌編解碼器和第二光收發(fā) 器； 在下行方向，所述第二光混沌編解碼器接收下行光接收信號(hào)，對(duì)下行光接收信號(hào) 與預(yù)置的擴(kuò)頻地址碼進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果送入第二光收發(fā)器；第二光收發(fā)器通過門限判 決得到發(fā)送給自身用戶的數(shù)據(jù)； 在上行方向，所述第二光收發(fā)器生成一個(gè)單波長(zhǎng)的上行光載波并發(fā)送給第二光混 沌編解碼器；第二光混沌編解碼器接收來自第二光收發(fā)器的上行光載波，采用混沌擴(kuò)頻技 術(shù)生成OCDMA系統(tǒng)的地址碼，將一個(gè)用戶的待發(fā)送數(shù)據(jù)采用對(duì)應(yīng)的地址碼進(jìn)行擴(kuò)頻處理后 加載到接收的上行光載波上傳送出去。 所述第二光編解碼器包括混沌發(fā)生器、量化模塊和編碼模塊；所述混沌發(fā)生器 利用混沌映射產(chǎn)生一個(gè)混沌序列并發(fā)送給量化模塊；量化模塊對(duì)混沌發(fā)生器產(chǎn)生的混沌序 列進(jìn)行量化，將量化后的混沌序列送入編碼模塊；所述編碼模塊接收量化后的混沌序列，將 量化后的混沌序列作為OCDMA系統(tǒng)的地址碼； 所述混沌發(fā)生器采用一級(jí)邏輯映射產(chǎn)生混沌序列，所述一級(jí)邏輯映射的為
xn+1 = f(xn) = YXn(l-x》，其中，n為項(xiàng)序號(hào)，Xn為混沌序列中的第n項(xiàng)，Y為分 形參數(shù)，3. 57 < Y《4 ; 所述量化模塊對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化為 & = sgn(x ) = " n ，其中由an組成的序列為量化后的混沌序列；或， 所述混沌發(fā)生器采用二級(jí)邏輯映射產(chǎn)生混沌序列，所述二級(jí)邏輯映射為 根據(jù)xn+1 = f (xn) = Y Xn(l-Xn)，以初值X。開始迭代，得到實(shí)值混沌序
列{xk， k = 0，1，2"'}，選擇{xk， k = 0，1，2"'}中部分值作為初始條件，根據(jù)
y +1 = * (， -1) - & / 生成混沌序列，其中，k為項(xiàng)序號(hào)，Xk為混沌序列中的第k項(xiàng)，
n為項(xiàng)序號(hào)，yn為混沌序列中的第n項(xiàng)，a為實(shí)數(shù)，Y 2為分形參數(shù)，3. 57 < Y2《4;
所述量化模塊對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化為 ^ = I]2—s 2—￡ U & 2"—"—'' = 2—L g ，
,■=0 /=0 其中，K =§^2(i-'' =0v^2…",…"w)，其中，由y。組成的序列為量化后的混 沌序列，ai = O，l，L為實(shí)數(shù)。 由上述發(fā)明內(nèi)容可見，在本發(fā)明提出的PON通信方法及系統(tǒng)中，首先采用WDM技術(shù) 對(duì)系統(tǒng)帶寬進(jìn)行波分復(fù)用，生成多個(gè)載波組，每個(gè)載波組包括同一波長(zhǎng)的多個(gè)載波，各個(gè)載 波組之間波長(zhǎng)彼此不同，然后再采用OCDMA技術(shù)對(duì)每一波長(zhǎng)的載波進(jìn)行碼分，在每一個(gè)載 波上又能夠根據(jù)地址碼來區(qū)分不同的用戶，因此擴(kuò)展了PON系統(tǒng)中的用戶容量。并且，在本 發(fā)明提出的PON通信方法及系統(tǒng)中，采用混沌擴(kuò)頻技術(shù)產(chǎn)生OCDMA系統(tǒng)的地址碼，因?yàn)榛煦缬?jì)算隨機(jī)性強(qiáng)，因此通過混沌擴(kuò)頻技術(shù)獲得的地址碼數(shù)量大，擴(kuò)大了對(duì)每個(gè)載波進(jìn)行碼分的碼字?jǐn)?shù)量，從而擴(kuò)展了 PON系統(tǒng)的用戶容量。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例PON通信方法的流程 圖2為本發(fā)明實(shí)施例PON系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。 本發(fā)明的基本思想是首先采用W匿技術(shù)對(duì)系統(tǒng)帶寬進(jìn)行波分復(fù)用，獲得不同波長(zhǎng)的多個(gè)載波，然后再采用光碼分多址(OCDMA)技術(shù)對(duì)每一波長(zhǎng)的載波進(jìn)行碼分，在每一個(gè)載波中嵌入一組OCDMA用戶，并且采用混沌擴(kuò)頻技術(shù)產(chǎn)生OCDMA系統(tǒng)的地址碼。例如，波分復(fù)用以N個(gè)載波為例，其波長(zhǎng)分別為、，A2，……，A,，OCDMA以M個(gè)碼為例，編碼分別為Q，G，……，CM，通過(A，C)這個(gè)二維量對(duì)用戶進(jìn)行區(qū)分，因此擴(kuò)充了系統(tǒng)的用戶容量。
首先通過一個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的PON通信方法進(jìn)行說明。圖1為本發(fā)明實(shí)施例PON通信方法的流程圖。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提出的PON通信方法包括如下步驟 步驟101 :發(fā)送端生成一個(gè)以上的光載波組，其中每個(gè)光載波組包括波長(zhǎng)相同的一個(gè)以上的光載波，不同光載波組包括的光載波的波長(zhǎng)不同。 步驟102 :發(fā)送端采用混沌擴(kuò)頻技術(shù)生成光碼分多址(OCDMA)系統(tǒng)的地址碼，將發(fā)送給一個(gè)用戶的數(shù)據(jù)采用對(duì)應(yīng)的地址碼進(jìn)行擴(kuò)頻處理后加載到一個(gè)光載波上，采用同一波長(zhǎng)傳輸?shù)母鱾€(gè)用戶對(duì)應(yīng)的地址碼不同，即同一光載波組中的各光載波上分別采用不同的地址碼加載不同用戶的數(shù)據(jù)。 步驟103 :發(fā)送端將同一光載波組中的所有光載波耦合成一路耦合信號(hào)。
步驟104 :發(fā)送端將所有光載波組的耦合信號(hào)復(fù)用成發(fā)送信號(hào)發(fā)送給接收端。
步驟105 :接收端接收發(fā)送信號(hào)，對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行波長(zhǎng)解復(fù)用，得到一個(gè)以上不同波長(zhǎng)的單波長(zhǎng)信號(hào)。 步驟106 :將每個(gè)波長(zhǎng)的單波長(zhǎng)信號(hào)分路成一個(gè)以上相同的光接收信號(hào)。
步驟107 :對(duì)每個(gè)光接收信號(hào)與預(yù)置的擴(kuò)頻地址碼進(jìn)行運(yùn)算，對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行門限判決，得到用戶數(shù)據(jù)。在此步驟中，要求預(yù)置的擴(kuò)頻地址碼與編碼時(shí)每個(gè)用戶對(duì)應(yīng)的地址碼相匹配。 一種較佳的運(yùn)算方法是，對(duì)每個(gè)光接收信號(hào)與預(yù)置的擴(kuò)頻地址碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
因?yàn)榛煦邕\(yùn)算的結(jié)果隨機(jī)性強(qiáng)，因此如果將混沌運(yùn)算應(yīng)用于編碼，能夠獲得更多的可用碼字，所以在上述PON通信方法中，采用混沌擴(kuò)頻技術(shù)生成OCDMA系統(tǒng)的地址碼。其具體過程如下利用混沌映射產(chǎn)生一個(gè)混沌序列；對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化；將量化后的混沌序列作為OCDMA系統(tǒng)的地址碼。 其中，產(chǎn)生并量化混沌序列具體可以采用以下兩種方法
第一種方法采用一級(jí)邏輯(Logistic)映射。
首先，采用一級(jí)邏輯映射產(chǎn)生混沌序列。
所述一級(jí)邏輯映射為 xn+1 = f (xn) = y xn(l-xn)，其中，n為項(xiàng)序號(hào)，xn為混沌序列中的第n項(xiàng)，Y為分 形參數(shù)，3.57< Y《4。當(dāng)系統(tǒng)處于混沌狀態(tài)時(shí)，由它產(chǎn)生的序列非周期、非收斂、對(duì)初值 十分敏感。Y和初始值x。決定了序列的不同。
相應(yīng)地，對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化為 =Sgn(、) = f'，》\ ，其中，由an組成的序列為量化后的混沌序列。
L-" <o 第二種方法采用二級(jí)邏輯映射。由于單個(gè)混沌映射產(chǎn)生的實(shí)值序列是有限的，為 避免該情況，可以將多個(gè)混沌映射級(jí)聯(lián)起來，生成周期更長(zhǎng)的混沌序列。此處僅以二級(jí)邏輯 映射為例。
首先，采用二級(jí)邏輯映射產(chǎn)生混沌序列。
所述二級(jí)邏輯映射為 根據(jù)xn+1 = f (xn) = Y xn(l-xn)，以初值x。開始迭代，得到實(shí)值混沌序 列{xk， k = 0，1，2"'}，選擇{xk， k = 0，1，2"'}中部分值作為初始條件，根據(jù)
= ) = f — 1)-21 / 生成混沌序列，其中，k為項(xiàng)序號(hào)，Xk為混沌序列中的第k項(xiàng)，
n為項(xiàng)序號(hào)，yn為混沌序列中的第n項(xiàng)，a為實(shí)數(shù)，y 2為分形參數(shù)，3. 57 < y2《4。
相應(yīng)地，對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化為少 =|>,2— 2—丄g",.2"—' =2—，
'、0 /=0 其中，= U ", 2(i-'' = ("。"一2…",.…,)，其中，由yn組成的序列為量化后的混
.f二O ....
沌序列，ai = O，l，L為實(shí)數(shù)。 以上對(duì)本發(fā)明提出的PON通信方法進(jìn)行了說明，采用上述通信方法，還需要對(duì)PON 系統(tǒng)以及OLT和ONU的結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，下面介紹本發(fā)明提出的PON系統(tǒng)，以及PON系 統(tǒng)中采用的OLT和ONU。 本發(fā)明提出的PON系統(tǒng)包括發(fā)送端和接收端。 發(fā)送端生成一個(gè)以上的光載波組，每個(gè)光載波組包括波長(zhǎng)相同的一個(gè)以上的光載 波，其中，不同光載波組包括的光載波的波長(zhǎng)不同。發(fā)送端采用混沌擴(kuò)頻技術(shù)生成OCDMA系 統(tǒng)的地址碼，將發(fā)送給一個(gè)用戶的數(shù)據(jù)采用對(duì)應(yīng)的地址碼進(jìn)行擴(kuò)頻處理后加載到一個(gè)光載 波上，其中，采用同一波長(zhǎng)傳輸?shù)母鱾€(gè)用戶對(duì)應(yīng)的地址碼不同。發(fā)送端將同一光載波組中的 所有光載波耦合成一路耦合信號(hào)，并將所有光載波組的耦合信號(hào)復(fù)用成發(fā)送信號(hào)發(fā)送給接 收端。 接收端接收發(fā)送信號(hào)，對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行波長(zhǎng)解復(fù)用，得到一個(gè)以上不同波長(zhǎng)的單
波長(zhǎng)信號(hào)，將每個(gè)波長(zhǎng)的單波長(zhǎng)信號(hào)分路成一個(gè)以上相同的光接收信號(hào)，對(duì)每個(gè)光接收信
號(hào)與預(yù)置的擴(kuò)頻地址碼進(jìn)行運(yùn)算，對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行門限判決，得到用戶數(shù)據(jù)。 接下來分別以描述上下行傳輸?shù)膬蓚€(gè)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的PON系統(tǒng)的
具體組成結(jié)構(gòu)以及PON系統(tǒng)中采用的OLT和ONU進(jìn)行說明。圖2為本發(fā)明實(shí)施例PON系統(tǒng)
的結(jié)構(gòu)示意圖。兩個(gè)具體實(shí)施例中的PON系統(tǒng)結(jié)構(gòu)均如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例中的P0N系統(tǒng)包括0LT 21、波長(zhǎng)路由器22、一個(gè)以上的耦合器23和一個(gè)以上的0NU 24。波長(zhǎng)路由 器22 —端與OLT 21相連，另一端與一個(gè)以上的耦合器23分別相連；每個(gè)耦合器23 —端與 波長(zhǎng)路由器22相連，另一端與所有0NU24中的部分ONU 24相連；每個(gè)0NU24只連接一個(gè)耦 合為23。 其中，0LT 21包括一個(gè)以上的0CDMA組210和第一波長(zhǎng)路由器211。每一個(gè)0CDMA 組210包括第一光收發(fā)器2101、一個(gè)以上第一光混沌編解碼器2101和第一耦合器2103。
每個(gè)ONU 24包括第二光混沌編解碼器241和第二光收發(fā)器242。
在第一個(gè)實(shí)施例中，以PON系統(tǒng)的下行傳輸為例對(duì)系統(tǒng)中的各個(gè)組成部分進(jìn)行說 明。在圖2所示的P0N系統(tǒng)中，在下行方向，0LT21作為發(fā)送端；接收端包括波長(zhǎng)路由器 22、一個(gè)以上的耦合器23和一個(gè)以上的0NU24。 在0LT 21中，每個(gè)0CDMA組210的第一光收發(fā)器2101生成一個(gè)波長(zhǎng)的下行光載 波，不同0CDMA組210的第一光收發(fā)器2101分別生成的下行光載波的波長(zhǎng)不同。在一個(gè) 0CDMA組210內(nèi)，第一光收發(fā)器2101將生成的下行光載波送入一個(gè)以上的第一光混沌編解 碼器2102。每個(gè)第一光混沌編解碼器2102接收來自第一光收發(fā)器2101的下行光載波，采 用混沌擴(kuò)頻技術(shù)生成0CDMA系統(tǒng)的地址碼。同一 0CDMA組210內(nèi)不同的第一光混沌編解碼 器2102生成的地址碼不同。每個(gè)第一光混沌編解碼器2102將發(fā)送給一個(gè)用戶的數(shù)據(jù)采用 該第一光混沌編解碼器2102對(duì)應(yīng)的用戶的地址碼進(jìn)行擴(kuò)頻處理后，加載到接收的下行光 載波上，傳送給第一耦合器2103。其中，采用同一波長(zhǎng)傳輸?shù)母鱾€(gè)用戶對(duì)應(yīng)的地址碼不同。 第一耦合器2103接收同一 0CDMA組210內(nèi)的所有第一光混沌編碼器2102的下行光載波， 耦合成一路下行耦合信號(hào)后送入第一波長(zhǎng)路由器211。第一波長(zhǎng)路由器211接收來自所有 第一耦合器2103的下行耦合信號(hào)，復(fù)用成一路下行發(fā)送信號(hào)傳送給波長(zhǎng)路由器22。
波長(zhǎng)路由器22接收來自0LT 21的下行發(fā)送信號(hào)，對(duì)下行發(fā)送信號(hào)進(jìn)行波長(zhǎng)解復(fù) 用，得到一個(gè)以上不同波長(zhǎng)的下行單波長(zhǎng)信號(hào)，將一個(gè)波長(zhǎng)的下行單波長(zhǎng)信號(hào)發(fā)送給一個(gè) 耦合器23，不同波長(zhǎng)的下行單波長(zhǎng)信號(hào)分別發(fā)送給不同的耦合器23。
每個(gè)耦合器23接收來自波長(zhǎng)路由器22的一個(gè)波長(zhǎng)的下行單波長(zhǎng)信號(hào)，對(duì)該下行 單波長(zhǎng)信號(hào)進(jìn)行分路，得到一個(gè)以上相同的下行光接收信號(hào)，將每一個(gè)下行光接收信號(hào)傳 送給一個(gè)0NU 24。 在每個(gè)0NU 24中，第二光混沌編解碼器241接收來自耦合器23的下行光接收信 號(hào)，對(duì)下行光接收信號(hào)與預(yù)置的擴(kuò)頻地址碼進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果送入第二光收發(fā)器242， 第二光收發(fā)器242通過門限判決得到發(fā)送給自身用戶的數(shù)據(jù)。 一種較佳的實(shí)施方式是，第 二光混沌編解碼器241對(duì)下行光接收信號(hào)與預(yù)置的擴(kuò)頻地址碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
在第二個(gè)實(shí)施例中，以PON系統(tǒng)的上行傳輸為例對(duì)系統(tǒng)中的各個(gè)組成部分進(jìn)行說 明。在圖2所示的P0N系統(tǒng)中，在上行方向，發(fā)送端包括一個(gè)以上的0NU 24、一個(gè)以上的耦 合器23和波長(zhǎng)路由器22 ;接收端包括0LT 21。 在每個(gè)0NU 24中，第二光收發(fā)器242生成一個(gè)單波長(zhǎng)的上行光載波并發(fā)送給第二 光混沌編解碼器241。其中，與同一個(gè)耦合器23相連的所有0NU 24構(gòu)成一個(gè)上行光載波 組，它們的第二光收發(fā)器242生成的上行光信號(hào)的波長(zhǎng)相同；與不同耦合器23相連的0NU 24的第二光收發(fā)器242生成的上行光信號(hào)的波長(zhǎng)不同。第二光混沌編解碼器241接收來自 第二光收發(fā)器242的上行光載波，采用混沌擴(kuò)頻技術(shù)生成0CDMA系統(tǒng)的地址碼，將一個(gè)用戶的待發(fā)送數(shù)據(jù)采用對(duì)應(yīng)的地址碼進(jìn)行擴(kuò)頻處理后加載到接收的上行光載波上傳送給耦合 器23。其中，采用同一波長(zhǎng)傳輸?shù)母鱾€(gè)用戶對(duì)應(yīng)的地址碼不同，因此與同一耦合器23相連 的0NU 24的第二光混沌編解碼器241采用不同的地址碼。 每個(gè)耦合器23接收相連的所有第二光混沌編解碼器241的上行光載波，耦合成一 路上行耦合信號(hào)后送入波長(zhǎng)路由器22。 波長(zhǎng)路由器22接收來自所有耦合器23的上行耦合信號(hào)，復(fù)用成一路上行發(fā)送信 號(hào)傳送給OLT 21。 在OLT 21內(nèi)，第一波長(zhǎng)路由器211接收來自波長(zhǎng)路由器22的上行發(fā)送信號(hào)，對(duì)上 行發(fā)送信號(hào)進(jìn)行波長(zhǎng)解復(fù)用，得到一個(gè)以上不同波長(zhǎng)的上行單波長(zhǎng)信號(hào)，將一個(gè)波長(zhǎng)的上 行單波長(zhǎng)信號(hào)發(fā)送給一個(gè)第一耦合器2103。不同波長(zhǎng)的上行單波長(zhǎng)信號(hào)分別發(fā)送給不同 OCDMA組的第一耦合器2103。在一個(gè)OCDMA組210內(nèi)，第一耦合器2103接收來自第一波長(zhǎng) 路由器211的一個(gè)波長(zhǎng)的上行單波長(zhǎng)信號(hào)，對(duì)該上行單波長(zhǎng)信號(hào)進(jìn)行分路，得到一個(gè)以上 相同的上行光接收信號(hào)，將每一個(gè)上行光接收信號(hào)傳送給一個(gè)第一光混沌編解碼器2102。 每個(gè)第一光混沌編解碼器2102接收來自第一耦合器2103的上行光接收信號(hào)，對(duì)上行光接 收信號(hào)與預(yù)置的擴(kuò)頻地址碼進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果送入第一光收發(fā)器2101，第一光收發(fā)器 2101通過門限判決獲得用戶發(fā)送數(shù)據(jù)。 一種較佳的實(shí)施方式是，第一光混沌編解碼器2102 對(duì)上行光接收信號(hào)與預(yù)置的擴(kuò)頻地址碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。 在圖2所示的PON系統(tǒng)中，0LT 21中的第一光混沌編解碼器2101和0NU 24中的 第二光混沌編解碼器241均采用混沌擴(kuò)頻技術(shù)生成0CDMA系統(tǒng)的地址碼，進(jìn)行0CDMA編碼。 第一光編解碼器2101和第二光混沌編解碼器241的內(nèi)部結(jié)構(gòu)均至少包括混沌發(fā)生器、量 化模塊和編碼模塊。混沌發(fā)生器利用混沌映射產(chǎn)生一個(gè)混沌序列并發(fā)送給量化模塊；量化 模塊對(duì)混沌發(fā)生器產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化，將量化后的混沌序列送入編碼模塊；所述編 碼模塊接收量化后的混沌序列，將量化后的混沌序列作為0CDMA系統(tǒng)的地址碼。
其中，混沌發(fā)生器可以采用一級(jí)邏輯映射或二級(jí)邏輯映射或更高級(jí)的邏輯映射產(chǎn) 生混沌序列，具體的實(shí)現(xiàn)方式與前述實(shí)施例中相同，在此不再贅述。 由以上具體實(shí)施方式
可見，在本發(fā)明提出的P0N通信方法及系統(tǒng)中，首先采用WDM 技術(shù)對(duì)系統(tǒng)帶寬進(jìn)行波分復(fù)用，生成多個(gè)載波組，每個(gè)載波組包括波長(zhǎng)相同的多個(gè)載波，各 個(gè)載波組的波長(zhǎng)彼此不同，然后再采用OCDMA技術(shù)對(duì)每一波長(zhǎng)的載波進(jìn)行碼分，在每一個(gè) 載波上又能夠根據(jù)地址碼來區(qū)分不同的用戶，因此擴(kuò)展了PON系統(tǒng)中的用戶容量。并且，在 本發(fā)明提出的P0N通信方法及系統(tǒng)中，采用混沌擴(kuò)頻技術(shù)產(chǎn)生OCDMA系統(tǒng)的地址碼，因?yàn)榛?沌計(jì)算結(jié)果的隨機(jī)性強(qiáng)，因此通過混沌擴(kuò)頻技術(shù)獲得的地址碼數(shù)量大，擴(kuò)大了對(duì)每個(gè)載波 進(jìn)行碼分時(shí)可選的碼字?jǐn)?shù)量，從而擴(kuò)展了 PON系統(tǒng)的用戶容量。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種無源光網(wǎng)絡(luò)PON通信方法，其特征在于，該方法包括發(fā)送端生成一個(gè)以上的光載波組，每個(gè)光載波組包括波長(zhǎng)相同的一個(gè)以上的光載波，其中，不同光載波組包括的光載波的波長(zhǎng)不同；發(fā)送端采用混沌擴(kuò)頻技術(shù)生成光碼分多址OCDMA系統(tǒng)的地址碼，將發(fā)送給一個(gè)用戶的數(shù)據(jù)采用對(duì)應(yīng)的地址碼進(jìn)行擴(kuò)頻處理后加載到一個(gè)光載波上，其中，采用同一波長(zhǎng)傳輸?shù)母鱾€(gè)用戶對(duì)應(yīng)的地址碼不同；發(fā)送端將同一光載波組中的所有光載波耦合成一路耦合信號(hào)，并將所有光載波組的耦合信號(hào)復(fù)用成發(fā)送信號(hào)發(fā)送給接收端；接收端接收發(fā)送信號(hào)，對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行波長(zhǎng)解復(fù)用，得到一個(gè)以上不同波長(zhǎng)的單波長(zhǎng)信號(hào)；接收端將每個(gè)波長(zhǎng)的單波長(zhǎng)信號(hào)分路成一個(gè)以上相同的光接收信號(hào)，對(duì)每個(gè)光接收信號(hào)與預(yù)置的擴(kuò)頻地址碼進(jìn)行運(yùn)算，對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行門限判決，得到用戶數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于， 所述采用混沌擴(kuò)頻技術(shù)生成OCDMA系統(tǒng)的地址碼包括利用混沌映射產(chǎn)生一個(gè)混沌序列；對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化；將量化后的混沌序列 作為OCDMA系統(tǒng)的地址碼； 其中，所述利用混沌映射產(chǎn)生一個(gè)混沌序列為采用一級(jí)邏輯Logistic映射產(chǎn)生混沌序列；所述一級(jí)邏輯映射為xn+1 = f(xn) = YXn(l-x》，其中，n為項(xiàng)序號(hào)，Xn為混沌序列中的第n項(xiàng)，Y為分形參 數(shù)，3. 57 < y《4 ;所述對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化為A =sgn(x ) = f'，"2 0 ，其中，由 組成的序列為量化后的混沌序列；<formula>formula see original document page 2</formula>或，所述利用混沌映射產(chǎn)生一個(gè)混沌序列為采用二級(jí)邏輯映射產(chǎn)生混沌序列；所述二級(jí) 邏輯映射為根據(jù)xn+1 = f (xn) = Y xn(l-xn)，以初值x。開始迭代，得到實(shí)值混沌序列{xk，k = 0， 1，2…h(huán)選擇{xk，k = 0，l，2"'}中部分值作為初始條件，根據(jù)凡+1=/(7 )=*(，-1)-k 2 2 a生成混沌序列，其中，k為項(xiàng)序號(hào)，xk為混沌序列中的第k項(xiàng)，n為項(xiàng)序號(hào)，yn為混沌序列中的第n項(xiàng)，a為實(shí)數(shù)，^為分形參數(shù)，3. 57 < Y2《4;所述對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化為其中，<formula>formula see original document page 2</formula>列，A = O，l，L為實(shí)數(shù)。
3. —種無源光網(wǎng)絡(luò)PON系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)送端和接收端；所述發(fā)送端生成一個(gè)以上的光載波組，每個(gè)光載波組包括波長(zhǎng)相同的一個(gè)以上的光載 波，其中，不同光載波組包括的光載波的波長(zhǎng)不同，采用混沌擴(kuò)頻技術(shù)生成OCDMA系統(tǒng)的地 址碼，將發(fā)送給一個(gè)用戶的數(shù)據(jù)采用對(duì)應(yīng)的地址碼進(jìn)行擴(kuò)頻處理后加載到一個(gè)光載波上， 其中，采用同一波長(zhǎng)傳輸?shù)母鱾€(gè)用戶對(duì)應(yīng)的地址碼不同，將同一光載波組中的所有光載波 耦合成一路耦合信號(hào)，并將所有光載波組的耦合信號(hào)復(fù)用成發(fā)送信號(hào)發(fā)送給接收端；所述接收端接收發(fā)送信號(hào)，對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行波長(zhǎng)解復(fù)用，得到一個(gè)以上不同波長(zhǎng)的單 波長(zhǎng)信號(hào)，將每個(gè)波長(zhǎng)的單波長(zhǎng)信號(hào)分路成一個(gè)以上相同的光接收信號(hào)，對(duì)每個(gè)光接收信 號(hào)與預(yù)置的擴(kuò)頻地址碼進(jìn)行運(yùn)算，對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行門限判決，得到用戶數(shù)據(jù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的P0N系統(tǒng)，其特征在于， 所述發(fā)送端包括光線路終端OLT ;所述接收端包括波長(zhǎng)路由器、一個(gè)以上的耦合器和一個(gè)以上光網(wǎng)絡(luò)單元0NU ;所述波長(zhǎng)路由器接收來自O(shè)LT的下行發(fā)送信號(hào)，對(duì)下行發(fā)送信號(hào)進(jìn)行波長(zhǎng)解復(fù)用，得 到一個(gè)以上不同波長(zhǎng)的下行單波長(zhǎng)信號(hào)，將一個(gè)波長(zhǎng)的下行單波長(zhǎng)信號(hào)發(fā)送給一個(gè)耦合 器，不同波長(zhǎng)的下行單波長(zhǎng)信號(hào)分別發(fā)送給不同的耦合器；每個(gè)耦合器接收來自波長(zhǎng)路由器的一個(gè)波長(zhǎng)的下行單波長(zhǎng)信號(hào)，將該下行單波長(zhǎng)信號(hào) 分路成一個(gè)以上相同的下行光接收信號(hào)，將一個(gè)下行光接收信號(hào)發(fā)送給一個(gè)ONU ;每個(gè)ONU接收一個(gè)下行光接收信號(hào)，對(duì)下行光接收信號(hào)與預(yù)置的擴(kuò)頻地址碼進(jìn)行運(yùn) 算，對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行門限判決，得到發(fā)送給自身用戶的數(shù)據(jù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的P0N系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)送端包括波長(zhǎng)路由器、一個(gè)以上的耦合器和一個(gè)以上的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU ;所述 波長(zhǎng)路由器與一個(gè)以上的耦合器分別相連；每個(gè)耦合器與所有ONU中的部分ONU相連，每個(gè) ONU只連接一個(gè)耦合器；所述接收端包括光線路終端OLT ;所述每個(gè)ONU生成一個(gè)單波長(zhǎng)的上行光載波，所有ONU共同生成一個(gè)以上的上行光載 波組，其中，與同一耦合器相連的不同的ONU生成的上行光載波波長(zhǎng)相同，構(gòu)成一個(gè)上行光 載波組，不同的上行光載波組包括的上行光載波的波長(zhǎng)不同；每個(gè)ONU采用混沌擴(kuò)頻技術(shù) 生成OCDMA系統(tǒng)的地址碼，將一個(gè)用戶的數(shù)據(jù)采用對(duì)應(yīng)的地址碼進(jìn)行擴(kuò)頻處理后加載到一 個(gè)上行光載波上傳送給耦合器，其中，采用同一波長(zhǎng)傳輸?shù)母鱾€(gè)用戶對(duì)應(yīng)的地址碼不同；每個(gè)耦合器將一個(gè)上行光載波組中的所有上行光載波耦合成一路上行耦合信號(hào)發(fā)送 給波長(zhǎng)路由器；所述波長(zhǎng)路由器接收來自所有耦合器的上行耦合信號(hào)，復(fù)用成一路上行發(fā)送信號(hào)傳送 給OLT。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的PON系統(tǒng)，其特征在于，所述0LT/0NU利用混沌映射產(chǎn)生 一個(gè)混沌序列，對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化，將量化后的混沌序列作為OCDMA系統(tǒng)的地址 碼；所述OLT/ONU采用一級(jí)邏輯映射產(chǎn)生混沌序列，所述一級(jí)邏輯映射為 xn+1 = f(xn) = YXn(l-x》，其中，n為項(xiàng)序號(hào)，Xn為混沌序列中的第n項(xiàng)，y為分形參 數(shù)，3. 57 < y《4 ;所述對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化為<formula>formula see original document page 4</formula> ，其中，由 組成的序列為量化后的混沌序列；或，所述OLT/ONU采用二級(jí)邏輯映射產(chǎn)生混沌序列，所述二級(jí)邏輯映射為根據(jù)xn+1 = f (xn) = y xn(l-xn)，以初值x。開始迭代，得到實(shí)值混沌序列{xk，k = 0， 1，2…h(huán)選擇{xk，k = 0，l，2"'}中部分值作為初始條件，根據(jù)乂,+1=/00=|(^，/ 生成混沌序列，其中，k為項(xiàng)序號(hào)，xk為混沌序列中的第k項(xiàng)，n為項(xiàng)序號(hào)，yn為混沌序列中 的第n項(xiàng)，a為實(shí)數(shù)，^為分形參數(shù)，3. 57 < Y2《4;所述OLT/ONU根據(jù)以下公式對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化/=0 '一o其中，K =|>,.2"—1H K"。","2…a,…A-,)，其中，由y。組成的序列為量化后的混沌序列，A = O，l，L為實(shí)數(shù)。
7. —種光線路終端OLT，其特征在于，包括第一波長(zhǎng)路由器和一個(gè)以上的光碼分多址 OCDMA組；每一個(gè)所述OCDMA組，包括第一光收發(fā)器、第一耦合器和一個(gè)以上第一光混沌編解碼器；在下行方向，每個(gè)0CDMA組的第一光收發(fā)器生成一個(gè)波長(zhǎng)的下行光載波，其中，不同 0CDMA組的第一光收發(fā)器生成的下行光載波的波長(zhǎng)不同；在一個(gè)0CDMA組內(nèi)，第一光收發(fā)器 將生成的下行光載波送入一個(gè)以上的第一光混沌編解碼器；每個(gè)第一光混沌編解碼器接收 來自第一光收發(fā)器的下行光載波，采用混沌擴(kuò)頻技術(shù)生成0CDMA系統(tǒng)的地址碼，同一 0CDMA 組內(nèi)不同的第一光混沌編解碼器選擇不同的地址碼，每個(gè)第一光混沌編解碼器將發(fā)送給一 個(gè)用戶的數(shù)據(jù)采用該第一光混沌編解碼器對(duì)應(yīng)的地址碼進(jìn)行擴(kuò)頻處理后加載到接收的下 行光載波上傳送給第一耦合器；第一耦合器接收同一 0CDMA組內(nèi)的所有第一光混沌編碼器 的下行光載波，耦合成一路下行耦合信號(hào)后送入第一波長(zhǎng)路由器；所述第一波長(zhǎng)路由器接 收來自所有第一耦合器的下行耦合信號(hào)，復(fù)用成一路下行發(fā)送信號(hào)傳送出去；在上行方向，所述第一波長(zhǎng)路由器接收上行發(fā)送信號(hào)，對(duì)上行發(fā)送信號(hào)進(jìn)行波長(zhǎng)解復(fù) 用，得到一個(gè)以上不同波長(zhǎng)的上行單波長(zhǎng)信號(hào)，將一個(gè)波長(zhǎng)的上行單波長(zhǎng)信號(hào)發(fā)送給一個(gè) OCDMA組的第一耦合器，不同波長(zhǎng)的上行單波長(zhǎng)信號(hào)分別發(fā)送給不同OCDMA組的第一耦合 器；在一個(gè)OCDMA組內(nèi)，第一耦合器接收來自波長(zhǎng)路由器的一個(gè)波長(zhǎng)的上行單波長(zhǎng)信號(hào)，將 該上行單波長(zhǎng)信號(hào)分路成一個(gè)以上相同的上行光接收信號(hào)，將每一個(gè)上行光接收信號(hào)傳送 給一個(gè)第一光混沌編解碼器；每個(gè)第一光混沌編解碼器接收來自第一耦合器的一個(gè)上行光 接收信號(hào)，對(duì)上行光接收信號(hào)與預(yù)置的擴(kuò)頻地址碼進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果送入第一光收發(fā) 器，第一光收發(fā)器通過門限判決獲得用戶發(fā)送數(shù)據(jù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的0LT，其特征在于，所述第一光編解碼器包括混沌發(fā)生器、量 化模塊和編碼模塊；所述混沌發(fā)生器利用混沌映射產(chǎn)生一個(gè)混沌序列并發(fā)送給量化模塊； 量化模塊對(duì)混沌發(fā)生器產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化，將量化后的混沌序列送入編碼模塊；所述編碼模塊接收量化后的混沌序列，將量化后的混沌序列作為OCDMA系統(tǒng)的地址碼； 所述混沌發(fā)生器采用一級(jí)邏輯映射產(chǎn)生混沌序列，所述一級(jí)邏輯映射的為 xn+1 = f(xn) = YXn(l-x》，其中，n為項(xiàng)序號(hào)，Xn為混沌序列中的第n項(xiàng)，Y為分形參數(shù)，3. 57 < y《4 ;所述量化模塊對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化為a =sgn(x )= "" ^n ，其中，由 組成的序列為量化后的混沌序列； L_l,x <0或，所述混沌發(fā)生器采用二級(jí)邏輯映射產(chǎn)生混沌序列，所述二級(jí)邏輯映射為根據(jù)xn+1 = f (xn) = Y xn(l-xn)，以初值x。開始迭代，得到實(shí)值混沌序列{xk，k = 0， 1，2…}，選擇{xk， k = 0， 1， 2…}中部分值作為初始條件，根據(jù)凡+1 = /OO =|(|-1)-，/ 生成混沌序列，其中，k為項(xiàng)序號(hào)，xk為混沌序列中的第k項(xiàng)，n為項(xiàng)序號(hào)，yn為混沌序列中 的第n項(xiàng)，a為實(shí)數(shù)，^為分形參數(shù)，3. 57 < Y2《4; 所述量化模塊對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化為PEW-('+1)-2"gfl;2(")-'=2，，其中，K =ti",2(")—' =("。"A …"w)，其中，由y。組成的序列為量化后的混沌序列，A = O，l，L為實(shí)數(shù)。
9. 一種光網(wǎng)絡(luò)單元ONU，其特征在于，包括第二光混沌編解碼器和第二光收發(fā)器； 在下行方向，所述第二光混沌編解碼器接收下行光接收信號(hào)，對(duì)下行光接收信號(hào)與預(yù)置的擴(kuò)頻地址碼進(jìn)行運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果送入第二光收發(fā)器；第二光收發(fā)器通過門限判決得 到發(fā)送給自身用戶的數(shù)據(jù)；在上行方向，所述第二光收發(fā)器生成一個(gè)單波長(zhǎng)的上行光載波并發(fā)送給第二光混沌編 解碼器；第二光混沌編解碼器接收來自第二光收發(fā)器的上行光載波，采用混沌擴(kuò)頻技術(shù)生 成0CDMA系統(tǒng)的地址碼，將一個(gè)用戶的待發(fā)送數(shù)據(jù)采用對(duì)應(yīng)的地址碼進(jìn)行擴(kuò)頻處理后加載 到接收的上行光載波上傳送出去。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的ONU，其特征在于，所述第二光編解碼器包括混沌發(fā)生器、 量化模塊和編碼模塊；所述混沌發(fā)生器利用混沌映射產(chǎn)生一個(gè)混沌序列并發(fā)送給量化模 塊；量化模塊對(duì)混沌發(fā)生器產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化，將量化后的混沌序列送入編碼模塊； 所述編碼模塊接收量化后的混沌序列，將量化后的混沌序列作為OCDMA系統(tǒng)的地址碼；所述混沌發(fā)生器采用一級(jí)邏輯映射產(chǎn)生混沌序列，所述一級(jí)邏輯映射的為 xn+1 = f(xn) = YXn(l-x》，其中，n為項(xiàng)序號(hào)，Xn為混沌序列中的第n項(xiàng)，Y為分形參 數(shù)，3. 57 < y《4 ;所述量化模塊對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化為a =Sgn")= t，" >Q ，其中由 組成的序列為量化后的混沌序列；或，所述混沌發(fā)生器采用二級(jí)邏輯映射產(chǎn)生混沌序列，所述二級(jí)邏輯映射為根據(jù)xn+1 = f (xn) = Y xn(l-xn)，以初值x。開始迭代，得到實(shí)值混沌序列{xk，k = 0， 1，2…}，選擇{xk， k = 0， 1， 2…}中部分值作為初始條件，根據(jù)少 +1 = /GO = ^(，-1) —生成混沌序列，其中，k為項(xiàng)序號(hào)，xk為混沌序列中的第k項(xiàng)，n為項(xiàng)序號(hào)，yn為混沌序列中 的第n項(xiàng)，a為實(shí)數(shù)，^為分形參數(shù)，3. 57 < Y2《4; 所述量化模塊對(duì)產(chǎn)生的混沌序列進(jìn)行量化為其中，K =H",2("H 0 ，其中，由y。組成的序列為量化后的混沌序''=0列，A = O，l，L為實(shí)數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無源光網(wǎng)絡(luò)PON通信方法，利用波分復(fù)用技術(shù)，生成多個(gè)波長(zhǎng)不同的光載波組，每個(gè)光載波組包括波長(zhǎng)相同的多個(gè)光載波，采用光碼分多址OCDMA技術(shù)對(duì)每一波長(zhǎng)的載波進(jìn)行碼分，通過混沌擴(kuò)頻處理將用戶信號(hào)變?yōu)閹в谢煦鐢U(kuò)頻特征的信號(hào)序列，在每一個(gè)載波上根據(jù)OCDMA系統(tǒng)的地址碼區(qū)分不同的用戶，在接收端通過相關(guān)解碼和匹配運(yùn)算，恢復(fù)出原始信號(hào)。本發(fā)明還公開了一種PON系統(tǒng)以及光線路終端OLT和光網(wǎng)絡(luò)單元ONU。采用本發(fā)明的PON通信方法、系統(tǒng)以及OLT和ONU，在波分復(fù)用的基礎(chǔ)上進(jìn)行OCDMA，并且采用混沌擴(kuò)頻技術(shù)產(chǎn)生OCDMA系統(tǒng)的地址碼，因此擴(kuò)展了PON系統(tǒng)中的用戶容量。
文檔編號(hào)H04J13/02GK101714907SQ20091025939
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者寧帆, 壽國(guó)礎(chǔ), 楊立偉, 胡怡紅, 鄭志華, 郭志剛, 錢宗玨 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)