光碼分多址

光碼分多址（optical code-division multiple access）：是將CDMA技術與光纖通信技術相結合的一種新技術，結合兩種通信方式的特點，具有很強的技術優勢和廣闊的套用前景。

中文名稱	光碼分多址
英文名稱	optical code-division multiple access;OCDMA
定　　義	光域的碼分多址(CDMA)。
套用學科	通信科技（一級學科），光纖傳輸與接入（二級學科）

基本介紹

• 中文名：光碼分多址
• 外文名：optical code-division multiple access
• 套用學科：通信科技，光纖傳輸與接入

簡介

光纖通信技術在近年得到了長足的發展，為了更進一步的提高光纖利用率，挖掘出更大的頻寬資源，提出了許多光域上的復用技術，如波分復用(WDM)、光時分復用(OTDM)、光碼分復用(OCDM)、光頻分復用(OFDM)和副載波復用(SCM)等，其中前三種復用技術最具潛力。

光碼分多址(OCDMA)是將CDMA技術與光纖通信技術相結合的一種新技術，結合兩種通信方式的特點，則具有很強的技術優勢和廣闊的套用前景。1978年，EMarom 等人提出了在光處理中採用光纖延遲線技術，為OCDMA技術的發展從理論和實驗上奠定了基礎。近年來OCDMA技術也得到了很大的突破和創新，在理論和實驗上也取得了長足的發展。

OCDMA系統一般考慮為無源星形結構，在此結構中，星形耦合器是網路中心，每個用戶通過光纖或光無線媒質與之相連，OCDMA通信技術分為光有線CDMA技術和光無線CDMA技術，光有線CDMA系統中光傳輸信道為光纖媒質，光無線CDMA系統中傳輸媒質為微波或雷射光線，通過微波或雷射實現信號的傳輸，光無線CDMA系統根據傳輸信道可以分為自由空間、室內無線和大氣無線光CDMA系統，光無線CDMA系統特別適合套用到區域網路、軍事網或行動網路中。

OCDMA原理

OCDMA系統結構

OCDMA系統主要由用戶數據源、超短脈衝雷射器、光開關、光CDMA‘編碼器、光星型耦合器、光CDMA解碼器、光電探測器、電閾值檢測器組成。系統組成框圖如圖1-2。OCDMA技術是在電CDMA技術基礎上演變出來的，OCDMA技術原理與電CDMA技術有很大的相似，但也有很大的不同，都是首先給每個用戶分配一個地址碼，標示這個用戶的身份，不同的用戶有不同的地址碼，且他們相互正交或準正交。OCDMA技術是將碼分多址技術套用於光纖信道，對用戶信號採用全光處理手段，克服傳統網路中的“電瓶頸”效應。它以擴頻通信為基礎，將低速率的基帶用戶信號變換成高速率的光脈衝序列，在寬頻光纖信道中傳輸。系統傳送端，用戶信息比特流(電信號)通過控制光開關的狀態(交叉態和直通態)，從而進一步控制超短脈衝雷射源，當用戶信息比特為“1”時，光開光置於直通態，雷射源發射的光脈衝通過光開關進入光CDMA編碼器，信息比特為“0”時，光開關置於交叉態，雷射源發射的光脈衝不能通過關開關進入光CDMA編碼器，不進行編碼。經光CDMA編碼器後，產生載有用戶信息特徵的擴頻序列，即信息比特為“l”時，光編碼器輸出一個光脈衝序列，信息比特…0’時，光編碼器輸出一個全零序列(傳輸信號在編解碼器中進行光域處理是OCDMA技術中的核心技術之一)。攜帶用戶信息特徵的光脈衝序列進入星型光耦台器，並經光纖信道傳輸到達接收端，然後均勻地分配給每一個接收機，通過接收端的光解碼器，完成接收到的信號與接收端擴頻序列間的相關運算，輸出一個自相關峰，經光電探測器轉換為電信號，最後通過電閾值檢測器，恢復出傳送端用戶的信息比特流，而實現OCDMA通信。

OCDMA系統地址碼

OCDMA技術是在光域中對信號進行處理，所以不存在負的物理量，導致光信號處理中只能採用非負值域(0、1)，這與電域CDMA技術中能採用的雙極碼(-1、1)有本質的區別。在電CDMA技術中採用的擴頻碼，如Gold碼、Walsh碼和m序列等，具有很好的自、互相關性，而在單極性碼中互相關值並不能保證為零。因此在OCDMA技術中設計好的地址碼也是關鍵技術之一。

地址碼 的性能是用碼長、碼重、 、 和碼字個數來衡量，尤其是後三者，在同樣的碼長和碼重情況下， 、 越小，解碼時的自相關旁瓣干擾和多用戶干擾就越小，系統的誤碼率也越低，系統的通信容量就越大，這是OCDMA能否同WDM競爭的關鍵。另外，還需要考慮其對應的光編碼器的結構複雜程度。目前研究較多的有光正交碼及其變種、素數碼及其變種、唯一疊和碼、混合碼、用於空JlBJ光通信的空間結構碼等。光正交碼是一種較好的碼集，相對來說，其碼重較小，相關性是各種碼集中最佳的，但碼字個數較少，且產生碼字的算法複雜。素數碼在非相干OCDMA和跳頻OCDMA等領域有著廣泛的套用，其碼重為P(素數)，碼長為 ，碼字個數為P，其優點是產生算法簡單，而且編解碼器結構簡單，利用光纖延遲線網路和光開關即可實現，但相關輸出旁瓣值大， =P-1、 =2。一種改進的素數碼性能有較大提高，這種方法將碼字分為P個組，組內的碼字互相關很小，組外碼字之間互相關稍大，但仍有較大提高。唯一疊和碼(One-Coincidence)適合頻率編碼OCDMA和跳頻OCDMA，即任何碼字對每個頻率通道最多只使用一次，任何兩個碼字對任何時移的相關輸出(兩個信號中擁有的一致頻率個數)為1。混合碼編解碼就是利用兩種碼進行混合編解碼的過程，使算法簡化而且性能提高，進行時域的內層和外層分別編碼方式仍屬混合碼編碼。

地址碼設計，不僅要自相關和互相關性能好，還要考慮與光解碼器輸出自相關峰值位置相鄰碼片處的峰值也要儘量小，這對地址碼的設計提出了更高要求。OCDMA技術主要時通過使用一系列具有良好相關特性的擴頻序列(地址碼)來識別用戶，將不同的接入用戶復用到相同的頻帶和時隙上，從而實現多個用戶共享同一光纖信道和提高系統的總容量。因此具有良好相關特性的擴頻序列夠作方法研究是非常重要的。在非相干OCDMA系統中，採用光強度調製和直接探測技術，在系統中的擴頻序列只能選用具有非負元素的單極性序列。以光正交碼為例，光正交碼就是這樣一種序列，能夠表現出良好的相關特性，作為一種優選擴頻序列，通常用於非相干OCDMA系統中。長度為v，重量為k的光正交碼c通常用一個四元組 表示。由等重碼的Johnson界知，如果一個 光正交碼含有 碼字，就稱其為最佳光正交碼。

OCDMA技術中較早出現的是光正交碼(OOC)是一組(O、1)域且有較好的自、互相關性的準正交碼。

光正交碼的自、互相關特性表明：

1、光正交碼具有高的自相關值，為信號的檢測提高了保證，提高了抑制碼間干擾的能力。

2、較低的自相關旁辨值使系統能適應異步傳輸，這樣用戶可以隨時接入網路，為簡化網路的結構和設備提供了支持，從而降低成本。

3、比較低的互相關值可以減少其他用戶的干擾。光正交碼容量，一個光正交碼C的容量定義為光正交碼包含的碼字數，用IC|表示。給定，則最大可能的碼字為，假定，則有Johonson限：

根據OOC中的參數，可以得到如下結論：

Φ(v，k，1，1)OOC，自、互相關值達到最小值，但碼字數較少。

Φ(v，k，2，2)OOC，具有較小的白、互相關值，碼字數增加，但碼字性能下降。

Φ(v，k，2，1)OOC，是一種自、互相關限不相等，是一種折衷碼字。

不等重OOC，不同用戶獲得同步的難度不同，抗干擾能力不同，因此此碼適合在多性能要求的條件下。如在多媒體網路中不同信息需要不同傳輸速率，可以採用保持相同頻寬而改變擴頻係數(碼長)來實現。光地址碼另～個問題是系統所允許的最大用戶數。在保證一定的服務質量和接入速率的前提下，如果OCDMA接入系統允許的同時接入用戶數足夠大時，則從系統容量的角度來講爿能與APON、HFC及WDM等技術競爭。

OCDMA系統編解碼

光編解碼器是OCDMA系統的關鍵部件。光編解碼器的結構與特性直接影響系統的功率損耗、用戶容量、誤碼率、系統成本和系統的靈活性等。在OCDMA系統中不同的地址碼都可以設計出對應的編解碼器，如在光振幅系統中，採用樹型、梯形網路結構的編解碼器較多：光波長編解碼系統中一般採用光纖光柵、AWG技術：相位編解碼系統中常採用掩模板、光纖延遲線加移相器和光纖光柵編解碼等。OCDMA系統中，用戶信號轉換為高速地址序列的過程中，由於光信號之間相互作用必須具有相干性條件，這一點與電CDMA不同。需要實現的類似電信號的擴頻遠不如電信號之間相乘那么簡單。根據信號處理是否以相干為基礎，OCDMA編碼機制也可分為相干編碼和非相干編碼。

相干處理是電CDMA通常採用的方法，而在OCDMA中，比較常用的是非相干信號處理。在OCDMA中，相干與非相干方式的編碼區別體現了編解碼過程中信號變換的本質，限制了系統所採用的地址碼類型，並最終決定系統性能，因此，相干與非相干的差別是最根本的。而OCDMA系統由於相干光技術發展不夠成熟，對於光波中的許多特性，如相位、偏振等都難以利用，所以非相干系統成為研究重點，即所謂的正系統——僅利用光信號的強度信息，用光信號的有和無來表示二進制的…0’和“1”，無法實現地址碼之間完全正交，所以在光域實現的是準正交，因此地址碼之間不可避免產生碼間干擾(MAI)。

OCDMA系統中，編解碼方式有兩種基本類型：擴頻類型和非擴頻類型：擴頻類型又進一步可分為擴時編碼和擴頻編碼，非擴頻類型主要是以光學特徵為碼字的系統中的編碼。

擴頻類型：

• 頻域編解碼：對數據信號，通過偏振調製方式編解碼，把信號光的某一參量(偏振方向或波長)按地址序列調製，使這一參量變為高速擴頻信號。
  
• 時域編解碼：用戶數據信號出現“1”時，發出一個短光脈衝，經編解碼器作用，得到一個短光脈衝序列來代表用戶數據，其核心是地址序列由短光脈衝形成。
  

非擴頻類型：

典型是利用光的相干性作為調製參數，如光相干相關編解碼，在相干光相關編碼系統中，用戶信號光經編碼器調製，變成兩個失去相干信號。解碼端，解碼器匹配解調，失去相干的信號恢復相干性，以恢復用戶信號實現解碼。

OCDMA系統類別

非相干時域系統

非相干時域系統採用直接檢測法，在接收端使用平方率檢測光信號，信號是功率疊加而不是振幅疊加。系統結構包括並行光纖延遲線、梯形網路和可調諧延遲線，採用單極性碼。由於雙極性碼的相關性比單極性碼好，提供的碼字多，所以如何將其用於非相干系統是一個研究課題，通常使用單極性/雙極性轉換法。這種系統方案主要基於匹配濾波原理，利用非相干光脈衝源和光纖延遲線網路實現時域擴頻。光纖延遲線構成了光碼分多址系統的基礎。非相干OCDMA的編解碼器的光纖延遲線網路易於實現，延時精度容易控制，編解碼器結構相同，但是也存在一系列技術困難：

1. 光功率預算，忽略光纖衰減、星形耦合器分路損耗和插入損耗，解碼後自相關輸出功率僅為編碼器輸入脈衝功率的1/P，同時解碼器輸出的旁瓣分布了總能量的(P-1)/P，信噪比降低，劣化了系統性能；
   
2. 定址問題，固定光纖延遲線網路無法更改地址碼，使用光開關雖然可以達到自由定址目的，但成本過高，需I：N耦合器，N個光開關和N個延遲線，所以光纖延遲線網路的編解碼器結構適合光接入網。
   

克服上述方案的缺點，採用梯形網路，如圖1-3所示。網路由n對光纖串接，包括n+1個3dB耦合器。在每個耦合器中，信號非相干迭加。每臂上的延遲線反映了碼中“1”的位置。每個脈衝通過網路後，產生2”個脈衝。梯形網路是光碼分多址系統的基本結構。

基於梯形網路結構的可調光延遲線方案，其耦合器被2×2可調光開關取代，採用素數碼、擴展二次全等碼或區組復用碼。它的主要優點是由於採用光電開關，整個傳輸結構可以編程控制，能產生各種區組碼。為了實現非相干編解碼器，必須考慮：

1. 碼長問題，為了能提供儘可能多的用戶數，碼字必須長，以致光脈衝非常短，通常小於10肼。理論上，全光非相干碼分多址系統可在使用光闕值器件檢測自相關峰值的同時，展寬脈衝，從碼片寬度k還原到數據寬度T，但很難實現。脈寬很窄的光脈衝經過分光和延遲，再複合是將會與自身相干涉，帶來干涉噪聲；
   
2. 網路的性能受到網路中其他用戶串擾的影響
   
3. 由於使用平方率檢波，會產生嚴重的混頻噪聲，即光拍頻噪聲。
   

相干時域系統

相干I時域系統利用光的相干特性，對光的相位編碼，接收端檢測光的相位。其優點是系統容量大，可以使用已有的雙極性碼。相干OCDMA系統中，編解碼器也採用梯形網路結構(圖l一3)，只是對其光學參量控制的要求較高：光源單色性好，波長穩定：延遲線延遲精確；有相位控制措施。光編解碼器結構上嚴格對稱，編碼器將一個超短光脈衝編碼成…個帶有各自相位信息的脈衝序列，經過光纖傳輸後，解碼器將各脈衝象非相干梯形網路一樣進行解碼，輸出的重疊脈衝之間發生相干，自相關的主峰為幾個相同脈衝的振幅相加，而旁瓣則是幾個反向脈衝的振幅相消，為0，互相關(多用戶干擾)的輸出也極小，信噪比大大提高。在相干OCDMA中，能量損失極少，可達1/2；一條通信鏈路需要兩根光纖，但光編解碼器均為兩輸入、兩輸出，因此可同時供兩個用戶使用，容量並沒有下降；利用一根光纖也可實現編解碼，主要是主峰能量較少一半，側峰有一定輸出；另外可以利用一根光纖的兩個偏振態分別作為一個信道傳輸，節約了成本，同時克服了兩根光纖內光信號的相位擾動；編解碼器中的延遲量較小，可利用集成光學技術製造，若技術成熟，體積和成本可大幅下降。

由於光相干編解碼採用相干復用方法，利用Math.Zehnder干涉系統構成的相干梯形網路，如圖1-4所示。在系統中，一臂為己編碼的信號，調製干涉儀中的光波相位，另一臂非調製參考信號。兩束光與其他用戶的類似信號相干復用。在接收端，匹配干涉儀的一臂也帶有相位調製器，通過與傳送端同步的相位調製，將被編碼的數據解碼。平衡式接收電路檢測光信號，如果為匹配信號，採用相關檢測方式，輸出信號大；反之，則採用強度檢測方式，輸出信號小，類似噪聲。

與非相干系統相比，相干系統容許更短的序列長度，在不同的相干信道可使用同一碼字，以增加用戶數。此外，編碼還可為系統提供很好的保密性能。相二F編碼系統可使用雙極性碼，提供的用戶數多，傳送數據速率高，信噪比高，誤碼率低。但要求系統能控制和穩定光脈衝的相位，傳輸時，要求光脈衝保持偏振不變。另外，源的相干時間也很重要，要求延遲時間小於相干時唰。設光源譜最大半寬度(FWHM)為2nm，對應於相干時間為3.99ps，這要求編解碼之間的延遲小於798um(在單模光纖中)，這個精度目前實現很困難。由於這些原因，光碼分多址的研究曾主要集中在非相干系統。然而隨著光源研究的進展，相干光碼分多址已成為研究重點。當相干OCDMA的光檢測器的回響速度足夠快，使得τ<1/Bo，則可以在系統容量上超過WDM技術，這個結論列非相干OCDMA也同樣適用。雖然OCDMA在容量上與DWDM還有一定距離，但其保密性和隨機接入性以及網路控制簡單性卻使之特別適合接入網套用，這是OcDMA的主要優勢。

頻域擴譜系統

上述討論方案是在時域上編解碼，即對脈衝位置進行調製，它要求非常窄的光脈衝及精確延遲。克服這些困難，頻域內對載波頻譜進行編碼，稱為擴譜編碼，如圖1-5所示。基本思想使用Fourier頻譜變化，採用衍射光柵對源數據“1”，周期為t。的光脈衝頻譜進行分解，然後通過相位模板或振幅模板，使光譜中不同的頻譜成分產生特定的相移或振幅衰減，即對頻譜編碼，再將光脈衝整形，成為低強度偽噪聲突發信號。模板位於透鏡l焦點上使光譜成分有最大分隔。透鏡1與透鏡2共焦，使光束準直。第2個光柵將已編碼的光譜成分重新組合，編碼後脈衝形狀取決於模板的選擇通常比入射脈衝寬，採用偽隨機模板，可使輸出的脈衝形狀為低強度偽隨機信號。接收端，通過擴譜相關過程將接收信號，解碼器與編碼器原理、結構相似，只是模板為其復共軛模板，將擴譜編碼信號中的特定相移或振幅還原，得到解碼後還原脈衝。若解碼器與編碼器不匹配，解碼器的輸出仍為低強度偽隨機突發信號。為了適應不同接收機，相位或振幅模板採用可程式空間光調製器(SLM)，編程控制模板的相位或振幅分布。也可使用柱面透鏡和二維模板，一維用於頻域，另一維用於預置儘可能多的地址序列，移動模板選擇碼序列。擴譜編碼不需要特殊編碼，可使用 圖1-5採用相/幅掩膜的光譜編碼雙極性碼，如Gold、Walsh，等，擴譜寬度不依賴於調製信號，接收的擴展增益也不依賴數據速率。理論上講，擴譜系統可進行完全正交的數據傳送，因而可提供任意數據速率(實際上，數據率仍受色散和多源干擾限制)。如最新實驗報導，光源為摻鉺環形光纖雷射器，波長為1.55,urn，脈衝寬度為65fs，數據率為30Mb/s，採用液晶128元可程式相位模板，傳送距離2.5km。

跳頻系統

跳頻方案(FH-OCDMA)又稱為快速跳頻技術，主要是利用串連的光纖光柵作為光編解碼器，在時域和頻域同時進行編碼和解碼。光纖光柵的纖芯折射率沿軸向周期性的改變，形成了布喇格光柵，因而對某一波長的光具有強反射作用，對其他波長的光則基本沒有反射，是一種優良的光譜選擇器件。利用光纖光柵的這種特點，結合光纖延遲線原理，使一定數量的光纖光柵和光纖延遲線等闖隔交替連線，就成為在時域和頻域同時進行編碼和解碼的器件；光纖光柵的峰值反射波長隨其軸向應力線性移動，利用PZT器件，可方便的調節反射波長，實現定址；而且體積小，重量輕。有一種跳頻的編碼方案(FH-Code)，在時域一個比特擴頻為12個脈衝序列，每個脈衝在29個波長闖跳變，形成擴頻係數為12×29的地址碼，麗且可容納與波長數相同的用戶。理論分析表明，該方案的誤碼率在同等用戶數和相同擴頻係數條件下比DS．CDMA低幾個數量級，系統容量提高几倍。另外，這種技術利用了DWDM的一些技術。DWDM技術的逐漸成熟有可能帶來跳頻OCDMA的快速發展。可以魄，FH.OCDMA是CDMA和DWDM相融合的產物。

混合系統

為了增加網路用戶數，減少碼長，考慮將光碼分多址技術與其他復用方法(如空分復用、波分復用和副載波)結合。光碼分多址與波分復用結合，是將光碼分多址套用到每一個波長中，可提供高保密性和高信噪比，增加整個網路用戶數，減少用戶間的串擾。有人提出使用光碼分多址技術，減小波分復用系統中四波混頻所引起的串擾及光拍頻干擾噪聲(OBI)。

通過一根光纖傳送多個波長的碼分多址信號，稱為跳波長一時問擴展系統(WH/TS)，如圖1-6所示。通過這種方法，零自相關函式旁瓣和小於1的互相關值。時域時域內編碼和頻域內編碼相結合，可增加網路用戶。另外，跳波長有高度的保密性，容易與波分復用相結合，但需要快速可調雷射器和快速光開關將光碼分多址與副載波系統相結合，利用電碼分多址副載波傳送與聲表面濾波器(SAW)結合的匹配濾波器接收，用光纖作為傳輸媒質，用副載波分割光纖頻寬。這種方法的優點是技術上容易實現，但其傳送速率受電子器件的限制，不適用高速率環境。除了上述系統外還有空間碼分多址系統、偏振移位鍵控(POLSK)方法和系列電光相關等。

OCDMA關鍵技術

地址碼設計

從前面介紹的OCDMA原理可以看出，地址碼是OCDMA系統的核心技術之一。在滿足自、互相關要求下，儘量能容納更多用戶。目前已提出的光正交碼fOOC)、數素碼、準數素碼、2^n數素碼、全等碼同餘碼等，但這些單極性碼存在一定限制：

1. 組稀疏，使碼片周期很短，要求更短光脈衝，但其色散更加嚴重，限制了網路容量，且實現困難。
   
2. 提供的有用碼字較少，編解碼效率較低。
   
3. 給定任意碼長、碼重下，不能得到碼字。
   
4. 雖然在一定條件下滿足了相關性，但與理性的要求相差很遠。
   

多波長光纖光柵編解碼器是在光纖不同位置寫入不同波長的子光柵，要求子光柵之間的位置不能太長，因此使碼組稀疏的碼不能套用到該系統中，可以克服碼組稀疏的限制，如在OCDMA系統中採用一次重疊碼“…。採用波長、空間和時唰組合的多維編解碼，可以較好的解決系統容量限制。相位編解碼和碼字轉換可以採用CDMA中相關性很好的雙極性碼，是解決碼字相關性較差的理性方案。

光編解碼器設計

光編解碼器是OCDMA系統實現通信的關鍵技術之一。許多研究者致力於這方面的研究，也取得了很多的突破，但要實現OCDMA技術的商業化還有一定的困難，需要解決編解碼器的編解碼靈活性、可靠性和商業化等問題。

1、光纖延遲線編解碼器

在現有的光碼分多址編/解碼器方案中，一般是基於光纖延遲線的並行結構編/解碼器和梯形編/解碼器，分別如圖1-7、圖1-8所示。在並行結構編碼器中，輸入光脈衝由光分路光纖延遲線編解碼器器分成”，路(w為碼重)，每一路光纖延遲線的長度各不相同，然後經光合路器後形成編碼的光脈衝序列，光解碼器的結構與光編碼器的結構對稱設計。利用可調光纖延遲線和延遲控制器可以實現任意定址。梯形結構光編/解碼器由光纖延遲線和耦合器按梯形構成，可以將一個脈衝擴頻成一個脈衝序列。梯形光解碼器的延遲線設計與光編碼器對稱。梯形光編/解碼器具有結構簡單、功率損耗小等優點，適用於時域擴頻OCDMA系統。利用光丌關代替其中的光耦合器，可以實現靈活定址。

2、採用AWG技術的編解碼器

AWG是基於光波長在空間上分離，並對分離後的光波長進行處理。AWG可以套用到波長編解碼，跳頻擴時編解碼系統中，優勢在於光信號處理靈活，充分利用光波長資源，但製造工藝要求高，難於可調性的設計。

3、 介質膜編解碼器

介質膜編解碼器由2(多)片鍍膜和中間介質腔體構成，根據全反射定律使光信號在介質腔體中多次反射實現光信號的延遲，完成信號的編解碼過程。除了上述的編解碼原理，還有採用分支光波導編解碼、相位編解碼等。這些編解碼都有一定的局限性，怎樣設計出靈活、穩定、可靠和高效的編解碼是實現OCDMA技術走向實用的又一“瓶頸”。

多用戶干擾消除技術

OCDMA技術中多用戶干擾(MAI，Multiple Access Interference)是特有的問題的，尤其是在單極性系統中，由於碼字的相關性較差，我們必須在不同用戶間進行波長與時惻上的保護。在OCDMA系統中MAI對系統對的影響遠大於系統中的其他影響，如熱噪聲、散粒噪聲、APD噪聲等。消除OCDMA系統MAI也是關鍵技術之一。有研究者提出採用光限幅器““，但是比較消極的措施，不能充分利用光功率。自適應光限幅器在一定程度上得到了改進，但實現比較困難。抑制MAI提出的多用戶檢測技術，是較好方案，但算法複雜，對器件結構要求較高，是現研究熱點之一。

OCDMA優勢和問題

OCDMA技術優勢

OCDMA技術採用了全光信號處理(OSP)技術，克服了用戶接入時的速率上的“電予瓶頸”的限制，可以更加高效地利用光纖的豐富頻寬資源，在同等的網路條件下可以支持更多的用戶，有更大的吞吐量，對入網的用戶數沒有臨界限制，實現了“軟限制”，也就是說最終判決準則應該是新接入的用戶不應該顯著降低整個系統的通信質量，或者說接入新的用戶後，整個網路的通信性能應保持在可接受的範圍內。且網路拓撲結構簡單，接入靈活。OCDMA技術的優勢如下：

1. OCDMA技術可以實現光信號的直接復用與交換，使傳輸速率可達Tb/s的數量級，能動態的分配頻寬資源，擴展網路容易，網路升級簡單，網管也簡j10，很適合於實時、高突發、高速率和保密的通信業務。
   
2. 具有很高的保密性和可靠性，OCDMA系統中是採用每個用戶分配唯一地址碼，所有需獲得用戶信息就必須採用與傳送方相匹配的地址碼，作相關解碼，而得到用戶信息，對於在不知道確切地址碼的情況下是很難獲得信息的。
   
3. 通過給用戶分配唯一碼字實現多址，可在無交換中心的情況下實現點到點、點到多點的通信方式，且一個節點的故障不影響系統中其它的節點，用戶可隨時的接入，不需用戶的同步，時延也很小。
   
4. 光域信號處理簡單，沒有像波分復用(WDM)那樣對波長嚴格控制，也不需像光時分復用(OTDM)那樣嚴格時鐘同步。多用戶隨機接入同一信道時，不要求波長可調和穩定器件等，且對光源性能要求較低，現也成熟的光通信系統光源即可用於OCDMA系統，大大降低了系統成本。
   
5. 可以承載視頻電話、視頻電視、多媒體、數據和高清晰度圖像等多種業務，實現對傳輸速率的完全透明。OCDMA系統的拓撲結構靈活，具有交叉連線能力，可構成真正“透明”的全光通信網。
   

OCDMA技術面臨問題

上述OCDMA技術的優勢並未得到完全體現。如地址碼的構造困難，能提供可使用的地址碼字有限，這樣就談不上保密性；在較長碼長和較短碼重下，對時域時域振幅編解碼OCDMA系統而言，則導致系統傳輸速率的下降，而碼片速率高，不能實現真正的“透明”，等。可見，OCDMA作為一種新技術擁有廣闊的前景，同時也面臨許多問題需得研究：

光正交碼構造

構造出相關性好的光正交碼是OCDMA技術套用於高速區域網路的重要技術的保證。今後研究的方向：高的自相關性、低的互相關性，大容量可用碼字和適合梯形結構的對稱性等。

OCDMA技術中碼間干擾

刑‘物理信道的深入研究，在OCDMA系統中，光信號具有寬譜、公用信道等特點，由於光纖中的色散和非線性效應可能使OCDMA系統產生碼間干擾；碼字的構造上也可能使系統產生碼問干擾，如自、互相關性不理想；系統中探測器、閩值門限器等也可能使系統的信號產生誤判斷，而使系統的誤碼率惡化。在研究了碼間干擾的機理後，我們又怎樣去減少碼間干擾，如現在的硬限幅器是否能把“硬”改為“軟”；傳輸信道怎樣設計更為合理，減少信道對傳輸信號本身和信號問的畸變，以減少碼間干擾。

雙極性OCDMA系統

CDMA在電域裡出色表現，使人們驚嘆不也，全世界學者們在構想能否像電CDMA那樣使CDMA在光域裡盡顯“英雄本色”。雙極性系統也深深的吸引著學者們，也有很多突破，但現在研究較多是如何實現雙極性OCDMA技術作研究，但現在也面臨著許多問題，如用單極性碼構造雙極性碼，但碼長變長，就如何找到理想的適合雙極性OCDMA系統的碼字是關鍵：雙極性系統中怎樣套用光信號去實現雙極性的傳輸，由於雙極性與光特性的一對矛盾怎樣解決；編解碼器技術在雙極性OCDMA技術中是關鍵，編解碼器合理設計和編解碼器製造工藝設計等。

其他問題

除了上述的問題，還有系統原理方面，目前需要一個有較高理論，比較全面地涵盞OCDMA系統方案的理論體系，這將對OCDMA技術的研究具有很大的指導意義，也減少對OCDMA技術研究的局限性和盲目性：系統方面，目前很多的研究都是對系統的理論分析和系統仿真，且是在假定信道理想的情況下。有很多的系統方案，但哪個方案是在實際套用中會最好，並沒定奪，這也是OCDMA技術走向實用化的關鍵；OCDMA網路方面，OCDMA與WDM、OTDM是三足鼎立之勢， OCDMA系統並不與其他兩種系統網相排斥，但如何把其融入另一種或另兩科t網路中去，以發揮綜合優勢OCDMA系統相關的關鍵技術問題還有半導體雷射器超短光脈衝技術，光集成波導技術等。