OCDM并行处理路由系统的误码性能分析

徐杰

【摘要】文中針对基于OCDM并行处理路由系统中边缘节点的结构进行分析，当多个用户的光脉冲信号并行传输时，在核心节点进行标签转换的过程中，净荷信息在光缓存区缓存，造成多用户干扰。目的端边缘路由器中多用户干扰是主要的噪声来源。本文分析了带有光硬件限幅器和无光硬件限幅器的系统中多用户干扰对系统性能的影响，分析表明在系统中引入光硬件限幅器（OHL），可以有效减小多用户干扰，并改善系统的误码性能。

【关键词】边缘节点；多用户干扰；光硬件限幅器；误码率

一、引言

路由器是互联网的主要节点设备，通过路由决定数据的转发，具有网络互联，网络管理和数据处理的功能。现有的路由技术使用的是串行处理技术，由于路由信息串行传输，不能重叠，路由器存在一个最大吞吐量，当用户流量超过路由器的最大吞吐量时就需要排队等待，超过预定的缓存时限，将出现丢包、重发等问题，并使系统容量受到限制。为解决这些问题，提出了路由信息并行处理的交换技术[1]，允许路由信息发生重叠，从而使排队等待、丢包和拥塞等问题得到缓解。并行处理路由技术能有效提高系统的吞吐量，使系统容量大大增加。

在核心路由器数据分组路由转发过程中，只对标签进行处理，并行的净荷信息在光缓存区产生累加，产生的累加干扰在边缘节点进行处理。本文通过在边缘节点的结构中引入光硬件限幅器，消除在核心节点产生的噪声积累，改善由于多址干扰引起的误码，有效提高了系统的性能。

二、系统结构分析

基于光码标签转换的OCDM并行处理路由系统由入口边缘路由器、核心路由器和出口边缘路由器组成。多个用户数据进入入口边缘路由器，核心路由器通过光码标签转换将数据分组转发到下一个节点。如图1所示，为OCDM转换模块结构[1]，同一根光纤中传输的转发等价类经波分解复用后进入OCDM转换模块，首先提取标签，净荷信息进入光纤延迟线进行缓存，提取出的光码标签经解码后与转换模块中的路由表进行相关运算，由控制器完成光交叉连接矩阵的设置，控制数据的转发。同时产生一新的光码标签，经编码后再与净荷信息结合，再经过波分复用，从对应的输出端口输出。经标签转换后的数据包将携带其他用户数据信息，产生由多用户干扰引起的误码。

边缘节点主要完成标签信号的分配、光分组信号的产生、标签与净荷的分离、净荷数据的恢复等功能。在接收端，完成解码通常采用光相关器和光检测器[3，4]，光解码器用匹配的地址码对接收信号进行相关运算，结果送入光电检测器，经阈值器件判决后恢复出原始信号。

引入单个光硬件限幅器的边缘节点的结构如图2所示，光硬件限幅器置于相关器之前。经过光信道传输的光分组数据进入接收端，接收端路由器首先对分组信号擦除标签，提取出净荷信息，然后经过光硬件限幅器以消除多用户干扰，经光学相关器解码后进入光电检测器，转变成电信号并经判决电路判决输出。判决器将输入电压与判决门限Th比较，若高于Th则判断用户输出数据为“1”，否则判为“0”。

在接收端，匹配的光相关器用来识别期望用户的到达，光相关器是一组与脉冲间隔不匹配的光纤延迟线[4]，用以实现对净荷的解码。当期望用户的地址码经过光相关器后，输出光强反映了序列的相关函数。最后一个片位置上的光强等于OOC序列中“1”位置的光强总和。

三、误码性能分析

四、结束语

本文分析了基于光码标签转换的OCDM并行处理路由系统的性能。在OCDM转换模块中，净荷信息产生累加，造成多用户干扰，所以多用户干扰是接收端路由系统主要的噪声来源，在分析接收机误码率时，忽略APD光电检测过程中散粒噪声、热噪声、体漏电流等对系统的影响，通过在接收端路由系统中加入光硬件限幅器，有效减少了在并行处理传输过程中产生的多用户干扰。本文通过数值分析，并进行计算机仿真，分析了接收端系统的误码率。从中可以看出，使用光硬件限幅器可以有效减少多用户干扰，增大系统的容量，提高系统性能。

参考文献

[1]Yubao Wang， Baoxiang Li. Optical code-labeled router based on OCDM[J]. Optical Communication， 2010， 2（2）：111-116.

[2]M.C. Oh， M.H. Lee， H.J. Lee， Polymeric waveguide polarization splitter with a buried birefringent polymer. IEEE Photon. Technol. Lett， 1999， 11（9）：1144-1146.

[3]J.A. Salehi. Code division multiple access techniques in optical fiber networks—Part 2： Systems performance analysis. IEEE Trans. Communication [J]， 1989， 37（8）：834-842.

[4]Wu J H， Wu J， Tsai C N. Synchronous fiber-optic code division multiple access networks with error control coding[J]. Electron Lett， 1992， 28（23）：2118-2120.