专利名称：基于级联可调光纤延迟线和光纤布拉格光栅结构的光编解码器的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种光编解码器。
背景技术：
光编解码器由光编码器和光解码器组成；所述光编码器和光解码器是光码分多址系统实现通信的关键技术之一，其作用是将光码分多址系统中用于区分不同用户的地址码用光信号实现，地址码也称为码字，是ー组ニ进制序列，序列中的每ー个“O”或“ I”称为ー个码元，在光编解码器中，这组ニ进制序列用光脉冲信号的強度来表示，即光脉冲强度为
Imff吋，该脉冲表示码字中的“ 1”，光脉冲强度为OmW吋，该脉冲表示码字中的“O”。通常在ニ维光码分多址系统中，较为经济实用的编解码器结构是基于光纤布拉格光栅和光纤延迟线的结构，这种结构包括并联结构和级联结构两种，其中并联结构的缺点在于要求光纤延迟线的长度较长，级联结构的缺点在于光纤延迟线的长度固定，编解码器缺乏灵活性。同时，基于单硬限幅器异步光码分多址系统的解码器不能完全消除信道串扰产生的误码，而双硬限幅器要在ニ维光码分多址系统中提高误码性能，就要将信号在时域和频域同时进行编码。在时域，光硬限幅器只改变信号的幅度，不改变信号的相对时延，而在频域，光硬限幅器将窄带的光脉冲信号扩展成宽带信号，原有的光波频域信息被覆盖。因此，在解码前加光硬限幅器的方案只能够应用在时域编码的系统中，而用频域信息进行编码的ー維和ニ维光码分多址系统由于要保留频域信息，不能在频域解码前加光硬限幅器。因此，现有的基于光纤布拉格光栅和光纤延迟线结构的光编解码器在抗多址干扰的方案中存在着光纤延迟线长度要求较长，单光硬限幅器结构抗多址干扰能力差和双光硬限幅器结构不能应用于时频ニ维光码分多址系统的问题。
发明内容
本发明为了解决基于光纤布拉格光栅和光纤延迟线结构的光编解码器在抗多址干扰的方案中存在着光纤延迟线长度要求较长，单光硬限幅器结构抗多址干扰能力差和双光硬限幅器结构不能应用于时频ニ维光码分多址系统的问题，而提出了基于级联可调光纤延迟线和光纤布拉格光栅结构的光编解码器。基于级联可调光纤延迟线和光纤布拉格光栅结构的光编解码器，由ニ维光编码器和多光硬限幅解码器组成；所述ニ维光编码器的脉冲光信号输入端与光码分多址系统的脉冲光信号输出端相连；所述ニ维光编码器的编码信号输出端通过信道与多光硬限幅解码器的编码信号输入端相连；所述多光硬限幅解码器的光地址码信号输出端与光码分多址系统的光地址码信号输入端相连。上述ニ维光编码器的编码过程为所述时频编码单元中的第O级时频编码子単元的编码端光环形器I的第一光信号输入端a接收光码分多址系统的光码发送端发送的光脉冲信号，所述光脉冲信号经过第O级时频编码子単元的编码端光环形器I的第二光信号输出输入端b进入第O级时频编码子単元的编码端可调光纤延迟线2，经过编码端可调光纤延迟线2延时τ ^后传输到第O级时频编码单元的编码端光纤布拉格光栅3，所述编码端光纤布拉格光栅3将接收到的光信号中对应波长为λ ^的光信号反射，并将其余波长的光信号通过第二透射光信号输出端d发送给下一级时频编码子単元中的编码端光环形器I的第一光信号输入端a ;所述对应波长为λ ^的光信号经第O级时频编码单元的编码端光纤布拉格光栅3反射再次经过第O级时频编码单元的编码端可调光纤延迟线2，所述对应波长为λ 0的光信号经过第O级时频编码单元的编码端可调光纤延迟线2延时τ ^后，通过第O级时频编码子単元的编码端光环形器I的第二光信号输出输入端b进入编码端光环形器I中，再由第O级时频编码子単元的编码端光环形器I的第三光信号输出端C输出到编码端光合路单元中的编码端光合路器5 ;所述第I级时频编码子単元至第ω-l级时频编码子単元光信号处理过程相同； 所述编码端光合路器5将接收到的各级时频编码子单元编码后发送的的光信号I0> I1- · · Ιω-!合为一路光信号，得到编码结果IΣ，并将所述编码结果I [发送到光码分多址系统，所述编码结果I Σ根据公式I Σ= β (VI1+...+I.-)获得，ω与光地址码码重的数值相同码，码重即系统采用的码字集合中单个码字中码元“ I”的个数，在所述光编码器实现的编码后的光信号中，表现为ー个码字周期Tb内的光强度为ImW的光脉冲的个数；β为损耗系数，满足条件O < β < I。上述多光硬限幅解码器的解码方法为，所述时频解码单元中的第O级时频解码子単元的解码端光环形器I’的第一光信号输入端a’接收光码分多址系统的光码发送端发送的光脉冲信号，所述光脉冲信号经过第O级时频解码子单元的解码端光环形器I’的第二光信号输出输入端b’进入第O级时频解码子单元的解码端可调光纤延迟线2’，经过解码端可调光纤延迟线2’延时τ ' ^后传输到第O级时频编码单元的解码端光纤布拉格光栅3’，所述解码端光纤布拉格光栅3’将接收到的光信号中对应波长为λ'。的光信号反射，并将其余波长的光信号通过第二透射光信号输出端d’发送给下一级时频解码子单元中的解码端光环形器I’的第一光信号输入端a’ ；所述对应波长为λ'。的光信号经第O级时频解码单元的解码端光纤布拉格光栅3’反射再次经过第O级时频解码单元的解码端可调光纤延迟线2’，所述对应波长为λ，^的光信号经过第O级时频解码单元的解码端可调光纤延迟线2’延时τ ' ^后，通过第O级时频解码子单元的解码端光环形器I’的第二光信号输出输入端b’进入解码端光环形器I’中，再由第O级时频解码子单元的解码端光环形器I’的第三光信号输出端c’输出到第O级时频解码单元的光硬限幅器4’，经第O级时频解码单元的光硬限幅器4’限幅后，由光硬限幅器4’第二光信号输出端输出到解码端光合路单元中的解码端光合路器5’;所述第I级时频解码子单元至第ω-l级时频解码子单元光信号处理过程相同；所述解码端光合路器5’将接收到的各级时频解码子单元解码后发送的的光信号Γ Q、r !...r ^合为一路光信号，得到解码结果Γ Σ= β (Γ 0+r α,.+γ ^1)；所述解码结果I Σ经解码端光合路器5’的解码端光地址码输出端输出到光硬判决部分的门限为Ith2的光硬判决端光硬限幅器6’，经过所述门限为Ith2的光硬判决端光硬限幅器6’的光强限幅后由所述光硬判决端光硬限幅器6’的第二光信号输出端输出最終的光信号解码結果；其中ω与光地址码码重的数值相同，码重即系统采用的码字集合中单个码字中码元“ I”的个数，在所述光编码器实现的编码后的光信号中，表现为ー个码字周期Tb内的光強度为ImW的光脉冲的个数；β为损耗系数，条件满足O < β < I。本申请所述光编解码器具有所需光纤延迟线延迟时间较短，系统灵活性高，抗干扰能力强及可应用于ニ维时频光码分多址系统中的优点。
图I是具体实施方式
ニ所述ニ维光编码器的结构示意
图2是具体实施方式
ニ所述ニ维光编码器的信号波形图；图3是具体实施方式
四所述多光硬限幅解码器的结构示意图；图4是具体实施方式
四所述多光硬限幅解码器的信号波形图。
具体实施例方式具体实施方式
一本实施方式所述基于级联可调光纤延迟线和光纤布拉格光栅结构的光编解码器，由ニ维光编码器和多光硬限幅解码器组成；所述ニ维光编码器的脉冲光信号输入端与光码分多址系统的脉冲光信号输出端相连；所述ニ维光编码器的编码信号输出端通过信道与多光硬限幅解码器的编码信号输入端相连；所述多光硬限幅解码器的光地址码信号输出端与光码分多址系统的光地址码信号输入端相连。
具体实施方式
ニ 结合图I和图2说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一不同点在于所述ニ维光编码器由时频编码单元和编码端光合路单元组成；所述时频编码单元由ω级结构相同的时频编码子单元构成，ω与光地址码码重的数值相同，码重即系统采用的码字集合中单个码字中码元“ I”的个数，在所述光编码器实现的编码后的光信号中，表现为ー个码字周期Tb内的光强度为ImW的光脉冲的个数；所述每级时频编码子单元均由编码端光环形器I、编码端可调光纤延迟线2和编码端光纤布拉格光栅3组成；所述编码端可调光纤延迟线2可根据需求通过延时设定端对延时时间进行调节；所述所述第O级时频编码子单元中的编码端光环形器I的第一光信号输入端a即为所述ニ维光编码器的脉冲光信号输入端；第O级时频编码子単元的编码端光环形器I的第二光信号输出输入端b与第O级时频编码子単元的编码端可调光纤延迟线2的一端相连，所述第O级时频编码子単元的编码端可调光纤延迟线2的另一端与第O级时频编码子単元的编码端光纤布拉格光栅3的第一光信号输入输出端相连；所述第O级时频编码子单兀的编码端光纤布拉格光栅3的第ニ透射光信号输出端d与第I级时频编码子単元中的编码端光环形器I的第一光信号输入端a相连，第I级时频编码子単元的编码端光环形器I的第二光信号输出输入端b与第I级时频编码子単元的编码端可调光纤延迟线2的一端相连，所述第I级时频编码子単元的编码端可调光纤延迟线2的另一端与第I级时频编码子単元的编码端光纤布拉格光栅3的第一光信号输入输出端相连；所述第I级时频编码子单兀的编码端光纤布拉格光栅3的第ニ透射光信号输出端d连接下一级时频编码子単元中的编码端光环形器I的第一光信号输入端a ;所述第2级时频编码子単元至第ω-l级时频编码子単元的光信号流向均与第I级时频编码子单兀相同。所述第ω-l级时频编码子単元的编码端光纤布拉格光栅3的第二透射光信号输出端悬空；所述编码端光合路单元由一个编码端光合路器5构成，所述编码端光合路器5的第一光信号输入端至第ω光信号输入端分别与所述时频编码单元中的第O级至第ω-l级时频编码子单元中的编码端光环形器I的第三光信号输出端c相连；所述编码端光合路器5的编码信号输出端即为ニ维光编码器的编码信号输出端。其它组成和连接方式与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
ニ不同点在于所述ニ维光编码器的脉冲光信号输入端接收到由光码分多址系统的脉冲光信号输出端发送的光脉冲信号采用归零光脉冲，所述光脉冲信号的占空比为TcZTb = 1/L，式中參数Τ。为光地址码中每一位码元的时间宽度，參数Tb为要进行编码的数据比特的时间宽度，參数L为光地址码的码长。设定第O级时频编码子単元的编码端可调光纤延迟线2中的延时τ C1 = O,第i级时频编码单元的编码端可调光纤延迟线2中的延时为Ti= (Ati+ τ ^)/2, i = I,
2.. . ω-l其中Ati为时频编码单元所选码字中第i个码元“I”与第i_l个码元“I”之间的时间间隔，即在所述光编码器实现的编码后的光信号中，表现为ー个码字周期Tb内第i次出现光强度为ImW的光脉冲和第i_l次出现光强度为ImW的光脉冲之间的时间间隔；τ㈠为第i_l级时频编码单元的编码端可调光纤延迟线2中的延时，Atci = O ;第i级时频编码子单元中的编码端光合路器5的编码端光地址码输出端输出的光脉冲相对于第O级时频编码子単元中的编码端光环形器I的第一光信号输入端a输入的归零光脉冲的总延时为
^J ;其中，其中Λち为所选码字中第j个码元“I”与第j-l个码元“I”之间的
时间间隔，在所述光编码器实现的编码后的光信号中，表现为ー个码字周期Tb内第j次出现光强度为IrnW的光脉冲和第j-ι次出现光强度为ImW的光脉冲之间的时间间隔，Λ t0 =
O。其它组成和连接方式与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
ニ不同点在于所述ニ维光编码器的编码过程为所述时频编码单元中的第O级时频编码子単元的编码端光环形器I的第一光信号输入端a接收光码分多址系统的光码发送端发送的光脉冲信号，所述光脉冲信号经过第O级时频编码子単元的编码端光环形器I的第二光信号输出输入端b进入第O级时频编码子单元的编码端可调光纤延迟线2，经过编码端可调光纤延迟线2延时τ ^后传输到第O级时频编码单元的编码端光纤布拉格光栅3，所述编码端光纤布拉格光栅3将接收到的光信号中对应波长为λ 0的光信号反射，并将其余波长的光信号通过第二透射光信号输出端d发送给下一级时频编码子単元中的编码端光环形器I的第一光信号输入端a ；所述对应波长为λ ^的光信号经第O级时频编码单元的编码端光纤布拉格光栅3反射再次经过第O级时频编码单元的编码端可调光纤延迟线2，所述对应波长为λ 0的光信号经过第O级时频编码单元的编码端可调光纤延迟线2延时τ ^后，通过第O级时频编码子単元的编码端光环形器I的第二光信号输出输入端b进入编码端光环形器I中，再由第O级时频编码子単元的编码端光环形器I的第三光信号输出端C输出到编码端光合路单元中的编码端光合路器5 ;所述第I级时频编码子単元至第ω-l级时频编码子単元光信号处理过程相同；所述编码端光合路器5将接收到的各级时频编码子单元编码后发送的光信号ら、
I1.... Ιω-!合为一路光信号，得到编码结果IΣ，并将所述编码结果I￡发送到光码分多址系统，所述编码结果I Σ根据公式I Σ= β (IJI1+. . . +I.-)获得，ω与光地址码码重的数值相同，码重即系统采用的码字集合中单个码字中码元“ I”的个数，在所述光编码器实现的编码后的光信号中，表现为ー个码字周期Tb内的光强度为ImW的光脉冲的个数，β为损耗系数，满足条件O < β <1。其它组成和连接方式与具体实施方式
二相同。
具体实施方式
五结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式
一的不同点在于所述多光硬限幅解码器由时频解码单元、解码端光合路单元和光硬判决部分组成；所述时频解码单元的编码信号输入端即为多光硬限幅解码器的编码信号输入端；所述光硬判决部分的光地址码信号输出端即为多光硬限幅解码器的光地址码信号输出端；所述时频解码单元由ω级结构及连接方式相同的时频解码子单元构成，ω与光地址码码重的数值相同，码重即系统采用的码字集合中单个码字中码元“ I”的个数，在所述光编码器实现的编码后的光信号中，表现为ー个码字周期Tb内的光强度为ImW的光脉冲的个数；所述每级时频解码子単元均由解码端光环形器I’、解码端可调光纤延迟线2’和解码端光纤布 拉格光栅3’组成；所述解码端可调光纤延迟线2’可根据需求通过延时设定端对延时时间进行调节；所述第O级时频解码子单元中的解码端光环形器I’的第一光信号输入端a’即为所述时频解码单元的编码信号输入端；第O级时频解码子单元的解码端光环形器I’的第二光信号输出输入端b’与第O级时频解码子单元的解码端可调光纤延迟线2’的一端相连，第O级时频解码子单元的解码端光环形器I’的第三光信号输出端c与第O级时频解码子単元的光硬限幅器4’的第一光信号输入端相连；所述第O级时频解码子单元的解码端可调光纤延迟线2’的另一端与第O级时频解码子单元的解码端光纤布拉格光栅3’的第一光信号输入输出端相连；所述第O级时频解码子单元的解码端光纤布拉格光栅3’的第二透射光信号输出端d’与第I级时频解码子单元中的解码端光环形器I’的第一光信号输入端a’相连，第I级时频解码子单元的解码端光环形器I’的第二光信号输出输入端b’与第I级时频解码子单元的解码端可调光纤延迟线2’的一端相连，第I级时频解码子单元的解码端光环形器I’的第三光信号输出端c’与第I级时频解码子单元的光硬限幅器4’的第一光信号输入端相连；所述第I级时频解码子单元的解码端可调光纤延迟线2’的另一端与第I级时频解码子单元的解码端光纤布拉格光栅3’的第一光信号输入输出端相连；所述第I级时频解码子单元的解码端光纤布拉格光栅3’的第二透射光信号输出端d’连接下一级时频解码子单元中的解码端光环形器I’的第一光信号输入端a’ ；所述第2级时频解码子单元至第ω-l级时频解码子单元的连接方式及光信号流向均与第I级时频解码子单元相同；所述第ω-l级时频解码子单元的解码端光纤布拉格光栅3’的第二透射光信号输出端悬空；所述解码端光合路单元由一个解码端光合路器5’构成，所述光硬判决部分由ー个光硬判决端光硬限幅器6’构成；所述解码端光合路器5’的第一光信号输入端至第ω光信号输入端分别与所述时频解码单元中的第O级至第ω-l级时频解码子单元中的光硬限幅器4’的第二光信号输出端相连；所述解码端光合路器5’的解码端光地址码输出端与所述光硬判决端光硬限幅器6’的第一光信号输入端相连，光硬判决端光硬限幅器6’的第二光信号输出端即为所述光硬判决部分的光地址码信号输出端。其它组成和连接方式与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
五不同点在于第i级时频解码子单兀对应波长为入1 i的光脉冲信号延时总时间Δら=Δ^Σ, ο-1-i -Tb，且第i级时频解码子单元对应波长为λ ' i满足条件λ ' i = λ ω_Η，其中λ ω_Η为所述基于级联可调光纤延迟线和光纤布拉格光栅结构的ニ维光编码器的第ω-1-i级时频编码单元的编码端光纤布拉格光栅3的反射波长，i = 0，1，2. . . ω-l。设定第O级时频解码子单元的解码端可调光纤延迟线2’的延时參数τ ' ^ =At' ο/2= (Tb-Ats,μ)/2，则第i级时频解码子单元的解码端可调光纤延迟线2’中的
延时为f =(△も-Σニ&)/2淇中，τ '.为所述第j级时频解码单元的解码端可调光纤延
迟线2’中的延时，j = 0，1，. . .，i-1 ；Tb为要进行编码的数据比特的时间宽度，Λ t Σ, ω_Η为第ω-1-i级时频编码单元的编码端光环形器I的第三光信号输出端c输出的光脉冲相对于输入光归零脉冲的总延时，Δ ,为Atiu+i的用于时域解码的互补延时。其它组成和连接方式与具体实施方式
五相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
五不同点在于所述时频解码单元中各级光硬限幅器4的光强度门限均为Ithl，设置输出为I単位的光功率；为单用户发送信息吋，时频解码单元接收到的光信号的波长为光強度峰值的O. 5倍，当输入信号大于或等于门限Ithl时，输出光信号强度为I, I > O ;当输入信号小于门限Ithl时，输出光信号强度为
O。其它组成和连接方式与具体实施方式
五相同。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
五不同点在于所述光硬判决部分所采用的光硬判决端光硬限幅器6’的光強度门限为Ith2，且满足条件β (ω-1)Ι < Ith2< β ω ，其中ω与光地址码码重的数值相同，码重即系统采用的码字集合中单个码字中码元“ I ”的个数，在所述光编码器实现的编码后的光信号中，表现为ー个码字周期Tb内的光强度为ImW的光脉冲的个数，β为损耗系数。其它组成和连接方式与具体实施方式
五相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
五不同点在于所述多光硬限幅解码器的解码方法为所述时频解码单元中的第O级时频解码子单元的解码端光环形器I’的第一光信号输入端a’接收光码分多址系统的光码发送端发送的光脉冲信号，所述光脉冲信号经过第O级时频解码子单元的解码端光环形器I’的第二光信号输出输入端b’进入第O级时频解码子单元的解码端可调光纤延迟线2’，经过解码端可调光纤延迟线2’延时τ , ^后传输到第O级时频编码单元的解码端光纤布拉格光栅3’，所述解码端光纤布拉格光栅3’将接收到的光信号中对应波长为λ'。的光信号反射，并将其余波长的光信号通过解码端光纤布拉格光栅3’第二透射光信号输出端d’发送给下一级时频解码子单元中的解码端光环形器I’的第一光信号输入端a’ ；所述对应波长为λ'。的光信号经第O级时频解码单元的解码端光纤布拉格光栅3’反射再次经过第O级时频解码单元的解码端可调光纤延迟线2’，所述对应波长为λ，^的光信号经过第O级时频解码单元的解码端可调光纤延迟线2’延时τ ' ^后，通过第O级时频解码子单元的解码端光环形器I’的第二光信号输出输入端b’进入解码端光环形器I’中，再由第O级时频解码子单元的解码端光环形器I’的第三光信号输出端c’输出到第O级时频解码单元的光硬限幅器4’，经第O级时频解码单元的光硬限幅器4’限幅后，由光硬限幅器4’第二光信号输出端输出到解码端光合路单元中的解码端光合路器5’;所述第I级时频解码子单元至第ω-l级时频解码子单元光信号处理过程相同；所述解码端光合路器5’将接收到的各级时频解码子单元解码后发送的光信号Γ o、r !...r W合为一路光信号，得到解码结果Γ Σ= β (Γ 0+i1+...+r ^1);所述解码结果I Σ经解码端光合路器5’的解码端光地址码输出端输出到光硬判决部分的门限为Ith2的光硬判决端光硬限幅器6’，经过所述门限为Ith2的光硬判决端光硬限幅器6’的光强限幅后由所述光硬判决端光硬限幅器6’的第二光信号输出端输出最終的光信号解码結果；其中ω与光地址码码重的数值相同，码重即系统采用的码字集合中单个码字中码元“I”的个数，在所述光编码器实现的编码后的光信号中，表现为ー个码字周期Tb内的光強度为ImW的光脉冲的个数，β为损耗系数，条件满足O < β <1。其它组成和连接方式与具体实施方式
五相同。在基于级联可调光纤延迟线和光纤布拉格光栅结构的多光硬限幅解码器中，每ー级时频解码单元的光硬限幅器的作用是对各波长信号进行限幅。因为在采用强度调制直接检测方式的系统中，如果各光栅输出经延时后直接耦合，然后进行光功率的门限检测或利用光电检测器转换成电信号，则光信号的波长信息将丢失。以采用码重ω为5的ニ维地址码的系统为例，在传统的基于光纤布拉格光栅和光纤延迟线结构的解码器中，当某ー时刻同时有5个以上的用户信号存在的话,只要有一个波长的光信号功率输出超过5个单位的功率值，就会产生误码。因此必须采用本实施方式基于级联光纤布拉格光栅和可调光纤延迟线结构的多光硬限幅解码器，将每ー个波长的光信号进行限幅，即令每一个波长的光 信号最高输出ー个单位的功率，这样只有当五个波长光信号同时出现时才会产生解码的输出，可以有效地提高抗多址干扰性能，大大降低系统误码率。
权利要求
1.基于级联可调光纤延迟线和光纤布拉格光栅结构的光编解码器，其特征在于所述光编解码器由二维光编码器和多光硬限幅解码器组成；所述二维光编码器的脉冲光信号输入端与光码分多址系统的脉冲光信号输出端相连；所述二维光编码器的编码信号输出端通过信道与多光硬限幅解码器的编码信号输入端相连；所述多光硬限幅解码器的光地址码信号输出端与光码分多址系统的光地址码信号输入端相连。
2.根据权利要求I所述基于级联可调光纤延迟线和光纤布拉格光栅结构的光编解码器，其特征在于所述二维光编码器由时频编码单元和编码端光合路单元组成；所述时频编码单元由《级结构相同的时频编码子单元构成，CO与光地址码码重的数值相同；所述每级时频编码子单元均由编码端光环形器(I)、编码端可调光纤延迟线(2)和编码端光纤布拉格光栅(3)组成；所述第O级时频编码子单元中的编码端光环形器(I)的第一光信号输入端(a)即为所述二维光编码器的脉冲光信号输入端；第O级时频编码子单元的编码端光环形器(I)的第二光信号输出输入端(b)与第O级时频编码子单元的编码端可调光纤延迟线(2)的一端相连，所述第O级时频编码子单元的编码端可调光纤延迟线(2)的另一端与第O级时频编码子单元的编码端光纤布拉格光栅(3)的第一光信号输入输出端相连；所述第O级时频编码子单元的编码端光纤布拉格光栅(3)的第二透射光信号输出端(d)与第I级时频编码子单元中的编码端光环形器(I)的第一光信号输入端(a)相连，第I级时频编码子单元的编码端光环形器(I)的第二光信号输出输入端(b)与第I级时频编码子单元的编码端可调光纤延迟线(2)的一端相连，所述第I级时频编码子单元的编码端可调光纤延迟线(2)的另一端与第I级时频编码子单兀的编码端光纤布拉格光栅(3)的第一光信号输入输出端相连；所述第I级时频编码子单元的编码端光纤布拉格光栅(3)的第二透射光信号输出端(d)连接下一级时频编码子单元中的编码端光环形器(I)的第一光信号输入端(a)；所述第2级时频编码子单元至第级时频编码子单元的光信号流向均与第I级时频编码子单元相同； 所述第《-I级时频编码子单元的编码端光纤布拉格光栅(3)的第二透射光信号输出端悬空；所述编码端光合路单元由一个编码端光合路器(5)构成，所述编码端光合路器(5)的第一光信号输入端至第《光信号输入端分别与所述时频编码单元中的第0级至第级时频编码子单元中的编码端光环形器(I)的第三光信号输出端(C)相连；所述编码端光合路器(5)的编码信号输出端即为二维光编码器的编码信号输出端。
3.根据权利要求2所述基于级联可调光纤延迟线和光纤布拉格光栅结构的光编解码器，其特征在于所述二维光编码器的脉冲光信号输入端接收到由光码分多址系统的脉冲光信号输出端发送的光脉冲信号采用归零光脉冲，所述光脉冲信号的占空比为T/Tb = 1/L,式中参数T。为光地址码中每一位码元的时间宽度，参数Tb为要进行编码的数据比特的时间宽度，参数L为光地址码的码长。
4.根据权利要求2所述的基于级联可调光纤延迟线和光纤布拉格光栅结构的光编解码器，其特征在于所述二维光编码器的编码过程为时频编码单元中的第0级时频编码子单元的编码端光环形器(I)的第一光信号输入端(a)接收光码分多址系统的光码发送端发送的光脉冲信号，所述光脉冲信号经过第0级时频编码子单元的编码端光环形器(I)的第二光信号输出输入端(b)进入第0级时频编码子单元的编码端可调光纤延迟线(2)，经过编码端可调光纤延迟线(2)延时T C1后传输到第0级时频编码单元的编码端光纤布拉格光栅(3)，所述编码端光纤布拉格光栅(3)将接收到的光信号中对应波长为X ^的光信号反射，并将其余波长的光信号通过第二透射光信号输出端(d)发送给下一级时频编码子单元中的编码端光环形器(I)的第一光信号输入端(a)； 所述对应波长为X ^的光信号经第O级时频编码单元的编码端光纤布拉格光栅(3)反射再次经过第O级时频编码单元的编码端可调光纤延迟线(2)，所述对应波长为X ^的光信号经过第O级时频编码单元的编码端可调光纤延迟线(2)延时T C1后，通过第O级时频编码子单元的编码端光环形器(I)的第二光信号输出输入端(b)进入编码端光环形器(I)中，再由第O级时频编码子单元的编码端光环形器(I)的第三光信号输出端(c)输出到编码端光合路单元中的编码端光合路器(5);所述第I级时频编码子单元至第级时频编码子单元光信号处理过程相同； 所述编码端光合路器(5)将接收到的各级时频编码子单元编码后发送的的光信号IpI1...I^1合为一路光信号，得到编码结果I s，并将所述编码结果I s发送到光码分多址系统，所述编码结果I ￡根据公式Is=P (Io+Ii+. +U获得， 与光地址码码重的数值相同，P为损耗系数，满足条件O < P < I。
5.根据权利要求I所述基于级联可调光纤延迟线和光纤布拉格光栅结构的光编解码器，其特征在于所述多光硬限幅解码器由时频解码单元、解码端光合路单元和光硬判决部分组成；所述时频解码单元的编码信号输入端即为多光硬限幅解码器的编码信号输入端；所述光硬判决部分的光地址码信号输出端即为多光硬限幅解码器的光地址码信号输出端；所述时频解码单元由《级结构及连接方式相同的时频解码子单元构成，《与光地址码码重的数值相同；所述每级时频解码子单元均由解码端光环形器(I’)、解码端可调光纤延迟线(2’ )和解码端光纤布拉格光栅(3’ )组成；所述第O级时频解码子单元中的解码端光环形器(r)的第一光信号输入端(a’)即为所述时频解码单元的编码信号输入端；第0级时频解码子单元的解码端光环形器(r)的第二光信号输出输入端(b’)与第O级时频解码子单元的解码端可调光纤延迟线(2’)的一端相连，第O级时频解码子单元的解码端光环形器(r)的第三光信号输出端(C’)与第O级时频解码子单元的光硬限幅器(4’)的第一光信号输入端相连；所述第0级时频解码子单元的解码端可调光纤延迟线(2’)的另一端与第0级时频解码子单元的解码端光纤布拉格光栅(3’)的第一光信号输入输出端相连；所述第0级时频解码子单元的解码端光纤布拉格光栅(3’)的第二透射光信号输出端(d’)与第I级时频解码子单元中的解码端光环形器(r)的第一光信号输入端(a’)相连，第I级时频解码子单元的解码端光环形器(I’ )的第二光信号输出输入端(b’ )与第I级时频解码子单元的解码端可调光纤延迟线(2’)的一端相连，第I级时频解码子单元的解码端光环形器(I’ )的第三光信号输出端(c’ )与第I级时频解码子单元的光硬限幅器(4’ )的第一光信号输入端相连；所述第I级时频解码子单元的解码端可调光纤延迟线(2’)的另一端与第I级时频解码子单元的解码端光纤布拉格光栅(3’)的第一光信号输入输出端相连；所述第I级时频解码子单元的解码端光纤布拉格光栅(3’ )的第二透射光信号输出端(d’ )连接下一级时频解码子单元中的解码端光环形器(I’ )的第一光信号输入端(a’ );所述第2级时频解码子单元至第co-1级时频解码子单元的连接方式及光信号流向均与第I级时频解码子单元相同；所述第《-I级时频解码子单元的解码端光纤布拉格光栅(3’)的第二透射光信号输出(d’ )端悬空；所述解码端光合路单元由一个解码端光合路器(5’ )构成，所述光硬判决部分由一个光硬判决端光硬限幅器(6’ )构成；所述解码端光合路器(5，)的第一光信号输入端至第 光信号输入端分别与所述时频解码单元中的第O级至第级时频解码子单元中的光硬限幅器(4’)的第二光信号输出端相连；所述解码端光合路器(5’)的解码端光地址码输出端与所述光硬判决端光硬限幅器(6’ )的第一光信号输入端相连，光硬判决端光硬限幅器(6’ )的第二光信号输出端即为所述光硬判决部分的光地址码信号输出端。
6.根据权利要求5所述基于级联可调光纤延迟线和光纤布拉格光栅结构的光编解码器，其特征在于第i级时频解码子单元对应波长为i的光脉冲信号延时总时间A/；, :h'— =T -Af1 ，且第i级时频解码子单元对应波长为入'i满足条件入'i=，其中X。+,为所述基于级联可调光纤延迟线和光纤布拉格光栅结构的二维光编码器的第级时频编码单元的编码端光纤布拉格光栅(3)的反射波长，i =0，1，2. . . O-I0
7.根据权利要求5所述基于级联可调光纤延迟线和光纤布拉格光栅结构的光编解码器，其特征在于所述时频解码单元中各级光硬限幅器(4’ )的光强度门限均为Ithl，设置输出为I单位的光功率；为单用户发送信息时，时频解码单元接收到的光信号的波长为光强度峰值的0. 5倍,当输入信号大于或等于门限Ithl时，输出光信号强度为I, I > 0 ;当输入信号小于门限IthI时，输出光信号强度为O。
8.根据权利要求5所述基于级联可调光纤延迟线和光纤布拉格光栅结构的光编解码器，其特征在于所述光硬判决部分所采用的光硬判决端光硬限幅器￠)的光强度门限为 Ith2，且满足条件P ( -1)1 < Ith2 < P 1，其中《与光地址码码重的数值相同，P为损耗系数，满足条件0 < P < I。
9.根据权利要求5所述的基于级联可调光纤延迟线和光纤布拉格光栅结构的光编解码器，其特征在于所述多光硬限幅解码器的解码过程为时频解码单元中的第0级时频解码子单元的解码端光环形器(I’ )的第一光信号输入端(a’ )接收光码分多址系统的光码发送端发送的光脉冲信号，所述光脉冲信号经过第0级时频解码子单元的解码端光环形器(r)的第二光信号输出输入端(b’)进入第0级时频解码子单元的解码端可调光纤延迟线(2’)，经过解码端可调光纤延迟线(2’)延时T ' ^后传输到第0级时频编码单元的解码端光纤布拉格光栅(3’)，所述解码端光纤布拉格光栅(3’ )将接收到的光信号中对应波长W0的光信号反射，并将其余波长的光信号通过解码端光纤布拉格光栅(3’ )第二透射光信号输出端(d’ )发送给下一级时频解码子单元中的解码端光环形器(I’ )的第一光信号输入端(a，); 所述对应波长为\ ’。的光信号经第0级时频解码单元的解码端光纤布拉格光栅(3’)反射再次经过第0级时频解码单元的解码端可调光纤延迟线(2’)，所述对应波长为\ / ^的光信号经过第0级时频解码单元的解码端可调光纤延迟线(2’)延时T，。后，通过第0级时频解码子单元的解码端光环形器(I’ )的第二光信号输出输入端(b’ )进入解码端光环形器(r)中，再由第0级时频解码子单元的解码端光环形器(r)的第三光信号输出端(C’ )输出到第0级时频解码单元的光硬限幅器(4’)，经第0级时频解码单元的光硬限幅器(4’)限幅后，由光硬限幅器(4’)第二光信号输出端输出到解码端光合路单元中的解码端光合路器(5，);所述第I级时频解码子单元至第级时频解码子单元光信号处理过程相同； 所述解码端光合路器(5，)将接收到的各级时频解码子单元解码后发送的的光信号r Q、r !...r 合为一路光信号，得到解码结果r s=e(r 0+r +..+r ^1)；所述解码结果Is经解码端光合路器(5，)的解码端光地址码输出端输出到光硬判决部分的门限为Ith2的光硬判决端光硬限幅器(6’)，经过所述门限为Ith2的光硬判决端光硬限幅器(6’ )的光强限幅后由所述光硬判决端光硬限幅器(6’ )的第二光信号输出端输出最终的光信号解码结果；其中《与光地址码码重的数值相同，P为损耗系数，条件满足O < e< I。全文摘要
基于级联可调光纤延迟线和光纤布拉格光栅结构的光编解码器，本发明解决基于光纤布拉格光栅和光纤延迟线结构二维编解码器存在的光纤延迟线长度要求较长，单光硬限幅器抗多址干扰能力差和双光硬限幅器不能应用于时频二维光码分多址系统的问题。利用光纤布拉格光栅对光纤延迟线延时的归零光脉冲实现对应波长编码，经光合路器将结果合为一路信号得到二维编码结果；利用光纤布拉格光栅对光纤延迟线延时的已编码光信号实现对应波长解码及光硬限幅，由光合路器将结果合为一路信号并进行光硬限幅得到解码结果；它具有编解码器需要的光纤延迟线的延迟时间较短，系统灵活性高，抗干扰能力强及可应用于二维时频光码分多址系统中的优点。
文档编号H04L1/00GK102685614SQ20121016793
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月28日 优先权日2012年5月28日
发明者任广辉, 吴芝路, 赵雅琴, 钟鑫 申请人:哈尔滨工业大学