otdm的优点组成和未来发展方向分析

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1、光时分复用系统（OTDM）,OTDM的优点/组成和未来发展方向分析OTDM优点OTDM是OpticalTimeDivisionMultiplexing(光时分复用技术）的缩写。OTDM之所以引起人们的关注,主要有两个原因:OTDM可克服WDM的一些缺点,如由放大器级联导致的谱不均匀性,非理想的滤波器和波长变换所引起的串话,光纤非线性的限制,苛刻要求的波长稳定性装置及昂贵的可调滤波器；OTDM技术被认为是长远的网络技术。为了满足人们对信息的大量需求,将来的网络必将是采用全光交换和全光路由的全光网络,而OTDM的一些特点使它作为将来的全光网络技术方案更具吸引力:•可简单地接入极高的线路速率(高达几

2、百Gbit/s)；•支路数据可具有任意速率等级,和现在的技术(如SDH)兼容;•由于是单波长传输,大大简化了放大器级联管理和色散管理;•网络的总速率虽然很高,但在网络节点,电子器件只需以本地的低数据速率工作;•OTDM和WDM的结合可支撑未来超高速光通信网的实现。OTDM系统的组成光时分复用通信系统由以下几部分组成:光发射部分、传输线路、接收部分,如图1所示。(1)光发射部分主要由超窄脉冲光源及光时分复用器组成。高重复频率超窄光脉冲源的种类包括掺铒光纤环形锁模激光器、半导体超短脉冲源、主动锁模半导体激光器、多波长超窄光脉冲源等。其所产生的脉冲宽度应小于复用后信号周期的1/4,应具有高消光比(高

3、达30dB以上),并且脉冲总的时间抖动均方根值不应大于信道时隙的1/14,这是因为脉冲形状不是理想的矩形,而为高斯脉冲,信号源与时钟之间的时间抖动会引起解复用信号的强度抖动,这种强度抖动使信号的误码加大。(2)接收部分接收部分包括光时钟提取、解复用器及低速率光接收机。光时钟提取与电时钟提取的功能相同,但光时钟提取必须从高速率的光脉冲中提取出低速的光脉冲或电脉冲,例如从160Gbit/s的光脉冲信号中提取10GHz的时钟脉冲。提取出来的时钟脉冲作为控制脉冲提供给解复用器用,其脉宽必须特别窄,因此,时钟脉冲的时间抖动应尽可能小,其相位噪声也应尽量低,为保证时钟脉冲峰值功率的稳定应使提取系统的性能与

4、偏振无关。能满足这些要求的全光时钟提取技术有锁模半导体激光器、锁模掺饵光纤激光器以及锁相环路(PLL)。目前使用较多的是PLL技术,它是一种较为成熟的方案。光解复用器的功能正好与光复用器相反,在光时钟提取模块输出的低速时钟脉冲的控制下,光解复用器可输出低速率光脉冲信号,例如当时钟脉冲为10GHz时,光解复用器可从160Gbit/s信号中分离出10Gbit/s信号,16个相同的光解复用器可输出16组10Gbit/s信号。光解复用器主要有半导体锁模激光器、光学克尔开关、四波混频(FWM)开关、交叉相位调制(XPM)开关及非线性光学环路镜(NOLM)等几种。由解复用器输出的光信号为低速率光脉冲信号,

5、可以用一般光接收机来接收。OTDM技术待解决的问题和研究的方向OTDM及OTDM/DWDM光通信系统目前的试验线路虽然很多,也备受关注,但是一直未有商用系统投入使用,既有本身的技术问题,也有商业运作问题,但关键还是本身技术问题。首先是超窄光脉冲源,目前在试验系统中常用的增益开关半导体激光器及光纤环形锁模激光器仍存在一定问题。前者是脉冲的质量不够好,其啁啾现象虽可采取措施消除,但要较彻底地消除难度很大,而后者体积过大,造价太高。实用化初期,可采用光纤环形锁模激光器来产生超窄光脉冲,但是从长远来考虑以使用半导体锁模激光器为最佳方案。光时钟提取及解复用技术是实现OTDM通信的关键技术,是决定OTDM

6、通信系统能否投入商用的关键问题之一。目前光时钟提取所常用的锁相环路(PLL)及光纤环形锁模激光器也同样存在体积大造价高的问题,应该用半导体器件,即锁模半导体激光器来代替之,光解复用器目前多采用太比特光环形非对称解复用器(TOAD),将来也应该采用锁模半导体激光器来代替。锁模半导体激光器吸引着各国科学家的高度关注,研究力度逐年增大,新的器件不断出现,其稳定性及可靠性也逐年有所提高。在传输方面,光纤的质量备受关注,其质量必须严格把关。由于所传输的信号速率极高,其所允许的脉冲抖动极低,光纤线路的色度色散管理、偏振膜色散和光纤的非线性效应该严重关注,尤其是高速率信号的传输,接收机所能接收的脉冲峰值功率

7、随速率的提高而提高,在一定范围内,峰值功率与速率成正比地增长,这样非线性效应更为严重。为克服这些引起通信质量恶化的因素,人们采取了多种措施。偏振模色散效应可用偏振模色散补偿器来克服,目前已有商品化的偏振模色散补偿器出售,但其响应时间过长,达不到ms级的要求,价钱也偏高,所以这方面还有许多工作要做。在通信系统中不仅要考虑色度色散效应,而且应考虑光纤非线性特性,为避免非线性效应的产生,脉冲光功率必须控