多信道复用技术

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1、第8章　多信道复用技术8.1复用技术的基本概念8.2光波分复用技术8.3密集波分复用技术第8章　多信道复用技术在目前实用的光纤通信系统中，还延用传统的强度调制一直接检波(IM/DD)的系统方式，即电／光转换和光／电转换的信号传输方式，虽然随着大规模集成电路的不断发展，系统容量也得到了不断提高，但电子器件处理信息的速率还远远低于光纤所能提供的巨大负荷量．为了进一步满足各种宽带业务对网络容量的需求，进一步挖掘光纤的频带资源，开发和使用新型光纤通信系统将成为未来的趋势，其中采用多信道复用技术，便是行之有效的方式之一．本章将

2、就各种复用方式的工作原理、特点和实现的关键技术问题进行讨论．8.1复用技术的基本概念光纤通信复用技术主要分为：光波复用和光信号复用两大类。光波复用包括波分复用(WDM)和空分复用(SDM)，光信号复用包括光时分复用(OTDM)和光频分复用(OFDM)，此外还有光码分复用(OCDMA)、副载波复用（SCM)技术。8.1复用技术的基本概念8.1.1光波分复用（WDM）光波分复用是指将两种或多种各自携带有大量信息的不同波长的光载波信号，在发射端经复用器汇合，并将其耦合到同一根光纤中进行传输，在接收端通过解复用器对各种波长

3、的光载波信号进行分离，然后由光接收机做进一步的处理，使原信号复原，这种复用技术不仅适用于单模或多模光纤通信系统，同时也适用于单向或双向传输。8.1复用技术的基本概念8.1.2空分复用（SDM）空分复用就是利用空间分割，根据需要构成不同的信道进行光复用的一种复用技术。例如，一根光缆中的两根光纤可以构成两个不同的信道，也可以构成不同传输方向（一根去向，一根来向）的一个系统，这是目前普遍使用的最为简单的复用方式。8.1复用技术的基本概念8.1.3光时分复用（OTDM）OTDM是指可以将多个高速电调制信号分别转换为等

4、速率的光信号，然后在光层上利用超窄光脉冲进行时域复用。光时分复用分为比特间插OTDM和分组间插OTDM8.1复用技术的基本概念8.1.4光码分复用（OCDMA）在OCDMA通信系统中，每个用户都拥有一个惟一的地址码，该码是一组光正交码中的一个。因而在进行数据信息的传输时，首先用该地址码对数据信息进行调制，同样，在接收端用与发射端相同的地址码进行光解码，从而实现用户间的信道。光码分复用技术能充分发挥光纤信道频带宽的特点，具有动态地分配带宽、网络扩容方便、多址连接方便、控制灵活、网管简单、保密性强等优点，适用于实时要求高

5、、业务突发性强、速率高的宽带通信环境之中，具有非常好的应用前景。8.1复用技术的基本概念8.1.5副载波复用（SCM）在副载波复用技术中，包含两次调制。第一次是电调制，即将多个基带信号分别调制到具有不同的微波频率的电载波上；然后再进行光调制，即将这些经频分复用的群信号调制到光载波，从而形成光信号，使之进入光纤。同样在接收端先进行光解调，再进行电解调，恢复为原各路基带信号，由于通常称电载波为副载波，因此该复用方式简称为副载波复用方式。8.2光波分复用技术8.2.1光波分复用系统的结构1.单向结构所谓单向结构是指如图8-

6、1所示的不同波长的光信号都在单独一根光纤中沿同一方向进行传输的系统结构方式．图8-1单向结构WDM传输系统8.2.1光波分复用系统的结构2．双向结构所谓双向传输结构是指如图8-2所示，在单根光纤中，光信号可以在两个相反方向传输,即某波长沿一个方向传输，而另一波长沿相反方向传输，从而实现将不同方向的信息混合在一根光纤上，达到单纤双向传输的目的．图8-2双向结构WDM传输系统8.2.1光波分复用系统的结构将上述两种情况进行比较，可以看出单向WDM传输系统的扩容效率高，具有升级效应,同时并不要求对原有的光纤设施进行改动，而

7、单根光纤的双向传输结构，具有简化传输网络等方面的优点．8.2.2光波分复用通信技术的特点1．光波分复用器结构简单、体积小、可靠性高2．不同容量的光纤系统以及不同性质的信号均可兼容传输3．提高光纤的频带利用率4．可更灵活地进行光纤通信组网5．存在插入损耗和串光问题8.2.3光波分复用器1．光波分复用器的工作原理光波分复用器是对光波波长进行分离与合成的光器件，其原理如图8-3所示，其中的一个端口作为器件的输出／输入端，而N个端口作为器件的输入／输出端．当作为对光波波长起合成作用的器件时，从N个端口各自注入不同波长的光信号

8、，在一个端口处将获得按一定光波波长顺序分开的光波信号；当器件作为解复用器时，注入到入射端的各种光波信号，将分别根据其波长的不同，传输到对应的不同出射端口（N个端口之一）．由以上分析可以知道，各端口可以作为输入端口，也可以作为输出端口．图8-3WDM光传输原理图8.2.3光波分复用器2．光波分复用器的光学特性为了保证器件的正常工作，则在作为解复用