OCDMA网络原理及应用/高新科技译从·通信技术系列 [Optical CDMA networks principles, analysis and applications] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[英] 阿米·加富里-设拉子，[美] M.马苏德·卡巴斯安 著，刘故箐，刘颖，谢晓刚，高悦，姜勇 等 译

图书标签:

• OCDMA
• 光码分多址
• 通信技术
• 光纤通信
• 网络原理
• 信息技术
• 高新科技
• 译著
• 通信工程
• 光网络

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118113983

版次：1

商品编码：12278093

包装：精装

丛书名： 高新科技译丛 ， 通信技术系列

外文名称：Optical CDMA networks principles, analysis and applications

开本：16开

出版时间：2017-11-01

用纸：胶版纸#

内容简介

　　《OCDMA网络原理及应用/高新科技译从·通信技术系列》主要介绍OCDMA系统的原理及其应用，从基础的光通信技术、扩频编码技术到OCDMA网络应用进行了详细介绍。全书共分10章。第1章对光通信进行概述，第2章详细介绍各种扩频编码技术，这两章内容是了解OCDMA技术的基础。第3章简单综述OCDMA技术，勾勒出OCDMA技术的全景图。第4-8章介绍不同类型的OCDMA网络，包括光谱编码OCDMA网络、相干OCDMA网络、非相干OCDMA网络、相干非相干混合OCDMA网络和偏振调制OCDM：A网络，在对网络原理和结构进行讨论的基础上，进行了详细的性能分析。第9章介绍OCDMA技术在光接入网中的应用，讨论了OCDMA网络对IP业务的支持问题。针对目前网络业务多样化的需求，第10章分析和讨论OCDMA网络对区分服务和QoS能力的支持。《OCDMA网络原理及应用/高新科技译从·通信技术系列》理论性与实践性结合比较密切，不仅包含作者的研究成果，也反映了OCDMA领域的新进展，能够对军队研究人员、工程师和高等院校的学生从事的光通信方面工作提供理论和实践上的参考，能够为我军光网络安全和保密通信研究提供理论支撑和技术支持。

目录

第1章 光通信概述
1．1 光波技术的发展
1．2 激光技术
1．3 光纤通信系统
1．4 未来的光波技术
1．5 光谱
1．6 光纤传输
1．7 多址接入技术
1．7．1 波分多址技术
1．7．2 时分多址技术
1．7．3 码分多址技术
1．8 扩频通信技术
1．8．1 直接序列扩频
1．8．2 CDMA及DS-SS
1．8．3 跳频扩频
1．8．4 CDMA及FH-SS
1．9 OCDMA通信的必要性
1．10 接入网面临的挑战
1．11 小结
参考文献

第2章 光扩频编码技术
2．1 概述
2．2 双极性码
2．2．1 M序列
2．2．2 Gold序列
2．2．3 Walsh-Hadamard码
2．3 单极性码：光正交码
2．4 单极性码：素数码族
2．4．1 素数码
2．4．2 修正素数码
2．4．3 新型修正素数码
2．4．4 填塞修正素数码
2．4．5 组填塞修正素数码
2．4．6 转置修正素数码
2．5 理想同相互相关值编码
2．5．1 有限域
2．5．2 平衡不完全区组设计码
2．5．3 修正二次同余码
2．5．4 修正跳频码
2．5．5 编码评价与比较
2．6 多维光编码
2．6．1 二维光扩展码
2．7 OCDMA系统信道编码
2．7．1 曼彻斯特码
2．7．2 卷积码
2．7．3 Turbo码
2．7．4 Turbo译码算法
2．8 Turbo编码OCDMA
2．8．1 Turbo码OCDMA收发器
2．8．2 未编码OCDMA分析
2．8．3 Turbo编码OCDMA分析
2．9 总结
参考文献

第3章 OCDMA综述
3．1 概述
3．2 光编码原理
3．3 OCDMA网络：用户即码字
3．3．1 从LAN到PON
3．3．2 OCDMA接入网
3．4 OCDMA技术
3．4．1 相干及非相干OCDMA
3．4．2 同步及异步OCDMA
3．4．3 波长跳频码
3．4．4 光谱相位编码（SPC）
3．4．5 光谱幅度编码（SAC）
3．4．6 时扩码
3．5 自由空间和大气OCDMA
3．6 总结
参考文献

第4章 光谱编码OCDMA网络
4．1 概述
4．2 光谱幅度编码方案
4．2．1 阵列波导光栅
4．2．2 声光可调滤波器
4．2．3 光纤布拉格光栅
4．3 系统指标
4．3．1 调谐范围
4．3．2 比特率上限
4．3．3 基于耦合器的低成本结构
4．3．4 接收机噪声
4．4 高斯近似分析
4．4．1 最优阈值
4．4．2 信噪比和误码率
4．4．3 高斯性能分析
4．4．4 数值结果分析
4．5 负二项式方法分析
4．5．1 采用Hadamard编码的负二项式分布
4．5．2 MQC编码的NB分布
4．6 光谱相位编码方案
4．7 总结
参考文献

第5章 时域非相干OCDMA网络
5．1 概述
5．2 PPM-OCDMA信号
5．3 PPM-OCDMA收发信机结构
5．3．1 PPM-OCDMA发射机结构
5．3．2 PPM-OCDMA接收机结构
5．4 PPM-OCDMA性能分析
5．4．1 简单接收机分析
5．4．2 基于MAI消除和曼彻斯特编码的接收机分析
5．4．3 基于MAI消除的接收机分析
5．5 结果讨论
5．5．1 BER与接收信号功率
5．5．2 BER与在线用户数
5．5．3 BER与素数
5．6 OPPM-OCDMA信号
5．7 OPPM收发信机结构
5．7．1 OPPM-OCDMA发射机结构
5．7．2 OPPM-OCDMA接收机结构
5．8 OPPM-OCDMA性能分析
5．8．1 简单接收机分析
5．8．2 基于MAI消除的接收机分析
5．8．3 基于MAI消除和曼彻斯特编码的接收机分析
5．8．4 自干扰分析
5．9 结果讨论
5．9．1 基于MAI的接收机BER性能
5．9．2 基于MAI和SI的接收机BER性能
5．10 吞吐量分析
5．10．1 OPPM-OCDMA吞吐量
5．10．2 PPM-OCDMA吞吐量
5．11 小结
参考文献

第6章 时域相干OCDMA网络
6．1 概述
6．2 零差相干：BPSK-OCDMA结构
6．2．1 MZI相位调制分析
6．2．2 注入锁相DFB相位调制分析
6．3 相干外差BPSK-OCDMA架构
6．3．1 MZI相位调制分析
6．4 总结
参考文献

第7章 时域相干非相干混合OCDMA网络
7．1 概述
7．2 相干发射机和非相干接收机
7．2．1 干扰消除技术
7．3 具有多址干扰消除的收发信机分析
7．4 仿真结果和吞吐量分析
7．5 总结
参考文献

第8章 偏振调制OCDMA
8．1 概述
8．2 光偏振移位键控
8．2．1 偏振调制理论
8．2．2 激光器相位噪声
8．2．3 自相位调制
8．2．4 偏振波动
8．2．5 偏振相关损耗
8．3 PolSK-OCDMA收发信机结构
8．3．1 信号及系统配置
8．3．2 PolSK-OCDMA接收机的判决阈值分析
8．3．3 PolSK-OCDMA信号处理
8．4 PolSK-OCDMA收发信机性能评价
8．5 混合PolSK-OCDMA收发信机结构
8．5．1 发射机配置
8．5．2 接收机配置和信号处理
8．5．3 接收机误码率分析
8．6 F-PolSK-OCDMA的性能
8．7 长距离PolSK传输
8．7．1 直接检测偏振移位键控（DD-PolSK）
8．7．2 偏振调制系统噪声
8．8 总结
参考文献

第9章 OCDMA网络
9．1 概述
9．1．1 现有解决方案
9．1．2 下一代网络
9．2 OCDMA-PON
9．2．1 OCDMA-PON结构
9．2．2 OCDMA-PON性能分析
9．2．3 OCDMA-PON数值结果分析
9．3 IP over OCDMA
9．3．1 IP over OCDMA结构
9．3．2 IP over OCDMA性能分析
9．3．3 IP over OCDMA数值结果分析
9．4 随机接人协议
9．4．1 随机接入协议算法
9．4．2 网络性能指标
9．4．3 随机接入协议中素数码性能
9．5 多协议标签交换技术
9．5．1 MPLS基本原理
9．5．2 OMPLS技术
9．5．3 通用MPLS技术
9．6 总结
参考文献

第10章 OCDMA网络的区分服务和服务质量
10．1 概述
10．2 OCDMA中的区分服务
10．3 变重光扩频码
10．3．1 清晰集法
10．3．2 随机方法
10．3．3 性能分析
10．4 变长光扩频码
10．4．1 性能分析
10．5 OCDMA网络多速率区分服务
10．5．1 性能分析
10．6 总结
参考文献

光纤通信网络中的信息传输新范式：一种基于码分多址的高速、安全解决方案 在信息爆炸式增长的时代，对数据传输速率、容量和安全性的需求呈现出指数级增长。传统的通信网络，尤其是基于时分多址（TDMA）和频分多址（FDMA）的系统，在处理海量数据流时面临着瓶颈，例如有限的带宽分配、信号干扰以及日益增长的安全挑战。正是在这样的背景下，一种革命性的通信技术——光码分多址（OCDMA）——应运而生，为构建下一代高速、安全的光纤通信网络提供了极具潜力的解决方案。 OCDMA网络的核心理念在于利用光信号的特定编码来区分不同的用户和数据流，从而在同一根光纤上传输大量用户的数据，而无需复杂的时隙分配或频率划分。这种技术充分发挥了光信号的宽带特性，并且在理论上能够实现“零交叉相关”，这意味着不同用户之间的信号几乎不会相互干扰，从而极大地提高了系统的容量和频谱利用率。 OCDMA网络的独特优势与技术原理 与其他多址接入技术相比，OCDMA最显著的优势在于其独有的编码机制。在OCDMA网络中，每个用户都被分配一个独一无二的光码序列，这就像是赋予了每个用户一个专属的“通信指纹”。当数据被编码成光信号后，它会被调制到这个特定的码序列上。在接收端，只需要一个匹配的解调器，就能够精确地提取出属于自己的信号，而忽略掉其他用户的信号，即使这些信号在同一时间、同一频率（即同一波长）上并行传输。 这种编码方式带来了多方面的显著优势： 高容量与极佳的伸缩性： OCDMA的理论容量远超传统技术。由于每个用户仅需一个码，而不必受制于有限的可用时隙或频率通道，因此系统的容量主要受限于光码的长度和区分度。随着编码技术的不断发展，可以设计出更长、更具区分度的码，从而成倍提升网络的容量，轻松应对未来不断增长的数据需求。 免同步与灵活接入： 与需要严格时间同步的TDMA不同，OCDMA用户之间无需进行复杂的同步操作。任何用户都可以随时接入网络，发送数据，这大大简化了网络的设计和管理，使得网络更加灵活，响应速度更快。 增强的网络安全性： OCDMA的编码特性天然具备一定的安全优势。只有拥有正确密钥（即匹配的光码）的接收端才能正确解码数据。这使得窃听和非法接入变得异常困难，为敏感信息的传输提供了天然的安全保障。 抗干扰能力强： 理想的OCDMA系统通过其编码的“正交性”或“准正交性”来抑制用户间的干扰。即使存在一定程度的信号叠加，通过信号处理和码的设计，也能有效地将用户信号分离出来，保持通信的可靠性。 支持混合接入： OCDMA网络可以与现有的通信技术（如WDM）结合，形成混合网络。例如，可以利用WDM技术在不同的波长上承载多个OCDMA系统，进一步提升整体网络容量和灵活性。 OCDMA网络中的关键技术环节 OCDMA网络的实现涉及一系列复杂而精密的物理和工程技术。理解这些关键环节对于把握OCDMA的潜力和挑战至关重要： 1. 光码的设计与生成： 这是OCDMA的灵魂所在。需要设计出具有良好相关特性的光码序列，即不同码之间的自相关函数值小，互相关函数值也小。常见的编码方式包括： 非线性光学码（NLC）： 利用非线性光学元件（如光纤、晶体）的非线性效应来产生和处理光码。这种方式通常具有较长的码长和高区分度。 线性光学码（LC）： 利用线性光学元件（如衍射光栅、液晶调制器）来产生和处理光码。这种方式相对易于实现，但码长和区分度可能受限。 伪随机序列码（PRBS）的映射： 将数字伪随机序列映射到光信号上，例如通过强度调制或相位调制。 光码的长度（码字中的码片数量）和区分度直接决定了系统的容量和抗干扰能力。码长越长，区分度越高，系统支持的并发用户数就越多。 2. 光码的调制与解调： 调制： 在发送端，原始数据信号（通常是电信号）需要被转换成光信号，并按照用户独有的光码序列进行编码。这一过程通常通过光调制器来实现，根据光码的特性，可以是强度调制、相位调制或频率调制。 解调： 在接收端，需要一个专门的匹配解调器来恢复原始数据。解调器内部存储有与发送端相同的光码序列。当接收到的混合光信号通过匹配的解调器时，只有属于该用户的信号能够被正确地解调出来，而其他用户的信号则被抑制。 3. 多址干扰（MAI）抑制： 尽管OCDMA理论上具有零交叉相关，但在实际系统中，由于器件的非理想性、编码的近似性以及信号的色散等因素，仍然会产生一定程度的多址干扰（MAI）。如何有效地抑制MAI是提升OCDMA系统性能的关键。常见的抑制技术包括： 匹配滤波： 通过设计特定的滤波器来匹配光码序列，从而增强目标信号，抑制干扰信号。 判决反馈均衡： 在数字信号处理中，利用已判决的信号来补偿和消除干扰。 先进的编码方案： 研究和开发具有更优越相关特性的光码，以降低MAI的水平。 干扰消除技术： 通过复杂的信号处理算法，主动检测并抵消来自其他用户的干扰。 4. 网络架构设计： OCDMA网络可以采用不同的拓扑结构，如星型、总线型、环型等。同时，需要考虑网络的互联互通，如何将不同的OCDMA子网连接起来，以及如何与现有的通信基础设施（如SDH/SONET、IP网络）融合，构建一个完整的通信系统。 OCDMA网络的潜在应用前景 OCDMA技术凭借其独特的优势，在诸多领域展现出巨大的应用潜力： 下一代光纤到户（FTTH）网络： OCDMA能够为每个家庭提供高带宽、低延迟的互联网接入，并保证用户之间的隐私和安全，是实现真正意义上的“万兆到户”的有力支撑。 数据中心内部互联（DCI）： 随着数据中心规模的不断扩大和数据流量的激增，中心内部服务器之间的高速、低延迟通信变得至关重要。OCDMA可以提供灵活、高容量的互联方案，满足数据中心日益增长的需求。 无线通信的回传网络： 未来5G/6G通信系统对无线基站的连接提出了更高的带宽和更低延迟的要求。OCDMA作为一种高效的光传输技术，可以为无线基站提供强大的回传能力，支撑海量数据的传输。 安全通信领域： OCDMA固有的安全性使其非常适合于军事、金融、政务等对信息安全有极高要求的场景。通过密钥管理和光码的专属性，可以构建高度安全的通信链路。 传感网络与分布式测量： OCDMA的编码特性还可以应用于分布式传感网络，通过不同用户的信道区分，实现对环境参数的精确、同步监测。 物联网（IoT）接入： 随着物联网设备的爆炸式增长，对海量设备接入和数据传输的需求将达到前所未有的水平。OCDMA能够提供灵活、高容量的接入能力，为海量物联网设备的连接提供解决方案。 面临的挑战与未来发展方向 尽管OCDMA技术展现出令人兴奋的前景，但其大规模商用仍然面临一些挑战： 器件成本与集成度： 高性能的光码生成和解调器件（如编码器、匹配滤波器）的成本较高，且集成度有待提高，这直接影响了OCDMA系统的经济性。 编码复杂度与码字库： 随着用户数量的增加，需要更长、更具区分度的码，这增加了编码的复杂性和对光源的要求。如何构建大规模、高质量的光码字库是一个重要的研究方向。 系统性能的非线性效应： 光纤中的非线性效应会影响信号的传输质量，对OCDMA系统的性能产生负面影响。 标准化与互操作性： OCDMA标准的制定和推广是其走向市场的前提。目前，不同编码方案和系统架构的标准化工作仍在进行中。 未来的研究方向将集中在以下几个方面： 开发低成本、高集成度的光码器件： 利用硅光子、纳米光子等技术，降低器件成本，提高集成度，推动OCDMA的商业化进程。 研究高效的MAI抑制技术： 进一步提升OCDMA系统的容量和可靠性。 设计更优良的光码序列： 探索新的编码理论和方法，以获得更好的相关特性和更高的码字区分度。 推动OCDMA标准的制定与演进： 促进产业界和学术界的合作，建立统一的标准，实现不同厂商设备之间的互操作性。 探索OCDMA与其他先进技术的融合： 例如，与人工智能、机器学习相结合，优化网络资源调度和性能监测；与量子通信技术结合，进一步提升通信安全级别。 总而言之，OCDMA技术以其独特的光码复用原理，正在为光纤通信网络开辟一条通往更高容量、更高安全性和更高灵活性的新道路。尽管目前仍面临一些技术和经济上的挑战，但随着技术的不断进步和研究的深入，OCDMA有望在不久的将来成为构建下一代智能、高效、安全通信基础设施的关键技术之一，深刻地改变我们的信息交互方式。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，我仿佛置身于一个不断演进的光通信世界。它不仅仅是一本技术手册，更像是一次引人入胜的探索之旅。书中对于OCDMA网络与现有光网络技术（如WDM）的融合与比较，也让我受益匪浅。作者并没有将OCDMA技术孤立地看待，而是将其置于整个光通信技术的大环境中进行分析。通过对比不同技术的优缺点，可以更清晰地认识到OCDMA的独特价值和适用场景。书中对于未来光通信网络架构的畅想，也极大地激发了我的想象力。例如，它探讨了如何构建更加灵活、可重构的OCDMA网络，以及如何将其与其他先进技术（如 SDN/NFV）相结合，以实现更高效、更智能的网络服务。这种宏观的视角，让我能够跳出技术细节，从更广阔的视野来理解OCDMA在未来通信格局中的地位和作用。

评分☆☆☆☆☆

这本书我最近才看完，作为一名通信工程师，尤其是对光通信领域颇感兴趣的我，一直想找一本能够系统性地介绍OCDMA网络原理和应用的著作。当我看到这本书的目录时，就觉得它非常符合我的需求。第一部分从OCDMA的基本原理入手，深入浅出地讲解了码字设计、多址接入技术、以及噪声和干扰的抑制方法。作者在这一部分花费了大量篇幅，用清晰的图示和严谨的数学推导，将原本可能晦涩的技术概念变得易于理解。特别是对于初学者来说，这部分内容是打下坚实基础的关键。随后，书中重点探讨了OCDMA网络的性能分析，包括误码率、容量、以及系统的吞吐量等关键指标。这部分内容对于我这种需要进行系统设计和性能评估的读者来说，具有极高的参考价值。通过对各种参数的深入分析，我能够更准确地预测和优化OCDMA网络的实际表现。总的来说，这本书的前半部分为我提供了一个全面而深入的技术视角，让我对OCDMA网络的内部运作机制有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

我个人对这本书的另一个深刻印象在于其对OCDMA网络性能提升策略的深入探讨。在实际的OCDMA网络部署和优化过程中，总会遇到各种瓶颈和挑战，比如如何提高系统的频谱效率，如何降低功耗，以及如何增强网络的鲁棒性。这本书在“性能分析与优化”这个章节中，就针对这些问题提出了多种有效的解决方案。我特别欣赏作者对各种优化算法和技术细节的阐述，例如，书中详细介绍了如何通过先进的编码技术来减少码字间的相关性，从而降低误码率；也讲解了如何通过动态资源分配和功率控制来提高网络的整体吞吐量和能源效率。书中还涉及了一些关于下一代OCDMA网络的研究方向，例如与人工智能、机器学习相结合，以实现更智能化的网络管理和故障预测。这些前瞻性的内容，让我对OCDMA技术的未来发展充满了期待，也为我今后的研究方向提供了新的启示。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的理论深度和广度都达到了相当高的水平。它为我提供了一个非常全面的OCDMA网络知识体系。从基础概念到高级理论，再到实际应用和未来展望，几乎涵盖了OCDMA领域的方方面面。尤其令我印象深刻的是，作者在解释复杂概念时，总是能巧妙地运用类比和实例，将抽象的理论形象化，让读者更容易理解。例如，在讲解码字的设计原则时，作者用了一个关于“如何让不同人在嘈杂的环境中也能清晰交流”的比喻，让我瞬间明白了码字设计的重要性。此外，书中对一些数学模型的推导也清晰明了，即使是对于数学基础稍弱的读者，也能通过循序渐进的讲解逐步掌握。这本书的语言风格严谨而不失流畅，翻译质量也相当不错，读起来感觉很顺畅，没有生硬的翻译腔。总而言之，这本书是一部不可多得的OCDMA领域经典之作。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的最大惊喜在于它对OCDMA网络应用的广泛覆盖。我一直认为，再好的技术如果不能落地应用，终究只是纸上谈兵。而这本书恰恰在这方面做得非常出色。它详细介绍了OCDMA技术在多个领域的实际应用案例，从传统的电信网络到新兴的传感器网络、甚至包括一些前沿的量子通信场景。书中对每个应用场景下的技术挑战、解决方案以及OCDMA网络带来的优势都进行了细致的阐述。例如，在描述智能交通系统中，作者详细分析了OCDMA如何解决海量车辆数据的高效传输和实时处理问题，这让我对OCDMA技术的潜力有了全新的认识。此外，书中还探讨了OCDMA网络在数据中心互联、军事通信等高安全性、高可靠性需求的场景下的应用前景。这些案例的引入，不仅增加了本书的可读性，更重要的是，它为我提供了宝贵的实践经验和技术思路，让我能够将书本知识与实际工作相结合，寻找创新的解决方案。