《《光纖通信原理》第08章》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、第八章光復用技術盡管目前光纖通信單信道實用化系統(tǒng)的傳輸速率發(fā)展到了10Gbit/s，線路的利用率有了很大提高，但與光纖巨大的帶寬潛力相比還微不足道。本章將介紹光時分復用、波分復用、光頻分復用、光碼分復用和光副載波復用等常用的幾種光復用技術。8.1光復用技術的基本概念8.2光時分復用技術8.3密集波分復用技術8.4密集波分復用系統(tǒng)的非線性串擾8.1光復用技術的基本概念復用技術是為了提高通信線路的利用率，而采用的在同一傳輸線路上同時傳輸多路不同信號而互不干擾的技術。另一種復用技術稱為“統(tǒng)計復用”。它

2、全稱叫做“統(tǒng)計時分多路復用”(StatisticalTimeDivisionMultiplexing，STDM)，或稱“異步時分多路復用”。光纖通信經(jīng)過30多年的發(fā)展，單信道實用化系統(tǒng)的傳輸速率從1976年的45Mbit/s發(fā)展到了10Gbit/s，線路的利用率得到了很大提高(但與光纖巨大的帶寬潛力相比這點帶寬還微不足道)。光波分復用(WDM)技術是在一芯光纖中同時傳輸多波長光信號的一項技術。其基本原理是在發(fā)送端將不同波長的光信號組合起來，并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進行傳輸，在接收端將組合波

3、長的光信號分開，并作進一步處理，恢復出原信號后送入不同的終端。為了進一步提高光纖帶寬利用率，相鄰兩光載波的間隔將越來越小，一般認為：當相鄰光載波的間隔小到0.1nm(10GHz)以下時，此時的復用稱為光頻分復用。光時分復用(OTDM)技術指利用高速光開關把多路光信號在時域里復用到一路上的技術。光副載波復用(OSCM)技術是將基帶信號首先調(diào)制到GHz的副載波上，再把副載波調(diào)制到THz的光載波上。光碼分復用(OCDM)技術是CDM(CodeDivisionMultiplexing)技術和光纖通信技術相

4、結(jié)合的產(chǎn)物，在這種復用技術中，每個信道不是占用一個給定的波長、頻率或者時隙，而是以一個特有的編碼脈沖序列方式來傳送其比特信息。光波分復用、光時分復用、光副載波復用和光碼分復用都是正在使用和研究的光纖復用技術，這些技術的使用能增加線路容量，提高線路利用率。8.2光時分復用技術光時分復用(OTDM)的原理與電時分復用相同，只不過電時分復用是在電域中完成，而光時分復用是在光域中進行，即將高速的光支路數(shù)據(jù)流(例如10Gbit/s，甚至40Gbit/s)直接復用進光域，產(chǎn)生極高比特率的合成光數(shù)據(jù)流。8.2.

5、1比特交錯光時分復用比特交錯光時分復用時，首先由鎖模激光器產(chǎn)生窄脈沖周期序列，然后將窄脈沖周期序列分路為n路，每路窄脈沖周期序列分別被一路支路數(shù)據(jù)流(電信號)外調(diào)制，對已調(diào)制過的第i支路光數(shù)據(jù)流(i=1，2，…n)脈沖通過適當長度的硅光纖延時i×τ(光在硅光纖中傳播速度約為2×108m/s，1km的光纖提供約5μs的時延)，這樣，不同支路光脈沖流延遲時間不同，在時間上復用不會重疊，便于數(shù)據(jù)流的復接。8.2.2分組交錯光時分復用分組交錯光時分復用和比特交錯光時分復用一樣，首先由鎖模激光器產(chǎn)生窄脈沖周

6、期序列，然后將窄脈沖周期序列分路為n路，每路窄脈沖周期序列分別被一路支路數(shù)據(jù)流(電信號)外調(diào)制。實現(xiàn)壓縮的原理框圖如圖8.7(b)所示。圖中的3dB耦合器起分路和合路作用，它將輸入的窄光脈沖分為兩路，或?qū)⑻幚硗旰蟮膬陕饭饷}沖合并為一路；兩個半導體放大器(SemiconductorOpticalAmplifier，SOA)具有高電平驅(qū)動時透光，低電平驅(qū)動時吸光的特性，它們的驅(qū)動時鐘相位相差180°，放大器的作用一是對分路損耗進行補償，二是在互補的兩路時鐘驅(qū)動下輪流透光，從而將光脈沖流分組(每組的比特

7、數(shù)取決于驅(qū)動時鐘高電平的寬度)，使一組通過延遲線，另一組則不通過延遲線；延遲線的作用是將比特組延遲一定的時間。圖8.7分組交錯復用原理圖一種實用的方法是采用與門堆，首先將輸入的高速串行的復用數(shù)據(jù)流變換為低速的并行數(shù)據(jù)流，然后再進行處理。8.3密集波分復用技術光波分復用(WavelengthDivisionMultiplexing，WDM)技術是在一根光纖中同時傳輸多個波長光信號的一項技術。其基本原理是在發(fā)送端將不同波長的光信號組合起來(復用)，并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進行傳輸，在接收端又將

8、組合波長的光信號分開(解復用)，并作進一步處理，恢復出原信號后送入不同的終端，因此將此項技術稱為光波長分割復用技術，簡稱光波分復用技術。波分復用技術有以下主要特點。(1)可以充分利用光纖的巨大帶寬潛力，使一根光纖上的傳輸容量比單波長傳輸增加幾十至上萬倍。(2)N個波長復用以后在一根光纖中傳輸，在大容量長途傳輸時可以節(jié)約大量的光纖。(3)波分復用通道對傳輸信號是完全透明的，即對傳輸碼率、數(shù)據(jù)格式及調(diào)制方式均具有透明性，可同時提供多種協(xié)議的業(yè)務，不受限制地提供端到端業(yè)務。(4)可