光纤通信简明教程（波分复用技术）

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1、第九章波分复用技术光放大与色散补偿技术解决了传输距离问题，但还需要解决光波承载信息容量问题，这就要求我们研究多信道复用技术。解决这个问题有许多方案，可以从光信号和光波两个方面来考虑，主要有光时分复用(OTDM)技术、光码分复用(OCDM)技术、副载波复用(SCM)技术、波分复用(WDM)技术等。本章内容8.1光放大器及其工作性能8.2掺铒光纤放大器8.3光纤喇曼放大器8.4色散补偿技术小结、习题1.光时分复用(OTDM)技术1）比特间插OTDM2）分组间插OTDM2.光码分复用(OCDM)技术光码分复用(OCDM)通信是将码分多址通信技术与大容量光纤通信技术相结合的一种通信方式，它是在OCDM

2、通信系统中，每个用户都拥有一个唯一的地址码。在进行数据信息的传输时，首先用该地址码数据信息进行光调制，同样，在接收端用与发射端相同的址码进行光解码，从而实现用户间的通信。OCDM的优点在解码过程中，不需要获得各chip的同步信息，只要解码器是编码器的时域反演即可将编码信号正确解码，这相对于OTDM方式大大简化；保密性很好，数据只能由一个特有的解码序列来恢复，该密匙可以始终保密，如果没有解码器,，有信道的频谱是重叠的，无法解复用；抗干扰信号的频谱非常宽，以至窄带噪声和干扰信号对数据的传输和恢复没有明显的影响。3．副载波复用(SCM)副载波复用（SCM）的概念源于微波频分复用通信技术，它利用光纤在

3、光载波上传输多信道微波信号。如图9-1-5所示，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。9.2光波分复用原理1.OWDM原理波分复用（OWDM）是在一根光纤中同时传输两种或多种不同波长的光波信号，WDM原理如图9-2-1所示。最初的WDM系统为1310/1550nm两波长系统，它是利用光纤的两个低损耗窗口1310nm和1

4、550nm各传送一路光波信号的系统，主要用于对原来1310nm系统进行扩容，两个波长之间的间隔达两百多纳米，通常称为粗波分复用（CWDM）系统。目前的WDM系统复用的波数很多，而通道间隔则更小，只有0.8~2nm，甚至小于0.8nm，因此这样的系统习惯上称为密集波分复用（DWDM）系统。2.WDM系统的特点WDM系统具有以下的主要特点：(1)充分利用光纤的巨大带宽资源(2)同时传输多种不同类型的信号(3)节约线路投资(4)多种应用形式(5)降低器件的超高速要求(6)高度的组网灵活性、经济性和可靠性3.WDM技术的应用形式WDM技术从传输方向分：单纤双向结构双纤单向结构9.3光波分复用技术1.W

5、DM系统的结构WDM系统是由光发射机、光接收机、光中继器和光监控与管理系统构成，如图9-3-1所示为双向结构中其中一条单向传输的WDM系统总体结构示意图。2.光波长区的分配WDM系统的光发射机首先要解决光信号分割问题，如图9-3-2所示，光信号是按照频率分割的，各通道的波长是固定分配的。WDM系统的技术规范包括：1)绝对参考频率(AFR)和信道间隔2)标准中心频率和偏差3.光转发器技术WDM光的发射是采用光转发器（OUT）技术，OUT是WDM的关键技术之一。开放式WDM系统在发送端采用OTU将非标准的波长转换为标准波长，图9-3-3是一个OTU的示意图，该器件的主要作用在于把非标准的波长转换为

6、ITU-T所规范的标准波长，以满足系统的波长兼容性4.可调光滤波接收技术WDM系统的光接收端均使用了波长可调的光滤波器，光滤波器也称为波长选择器。其作用是在接收端于接收器前从多信道复用的光信号中选择出一定波长的信号，以供接收机进行接收。波长选择器有:(1)F-P光腔型;(2)介质膜干涉型;(3)光栅型(4)波导型通常使用法布－珀罗(F－P)干涉仪作为光滤波器，其多谐振峰的传输特性如图9-3-5所示。图9-3-6为电可调液晶光滤波器的结构图，其基本原理是用外加直流电场改变液晶分子的取向，从而改变腔中填充材料的折射率来实现谐振频率的微调。两侧的透光材料镜面涂覆夹着液晶腔构成光学谐振腔。图9-3-7

7、是另一种光波长选择器，为角度可调F-P腔式滤波器。基本元件是装在一个可旋转支架上的F-P标准具(即F-P谐振腔)，通过转动支架改变FP谐振腔的激光束的入射角来调整谐振波长。9.4光波分复用器光波分复用器是实现不同的光信号合波和分波的器件。光波分复用器分为发端的合波器和收端的分波器。合波器又称复用器，其功能是将满足G.692规范的多个单通路光信号合成为一路合波信号，然后耦合进同一根光纤传输。分波器又