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光复用新技术

2/14/2005来源:光纤通信人气:7664

光复用新技术(刘垚) 光纤最重要的一个特点是容量大,可以传送高速率的数字信号。为了更进一步提高 光纤的利用率,参考已经比较成熟的电复用方法,人们采用了各种光的复用方法。如波 分复用、频分复用、时分复用、空分复用。副载波复用、码分复用等。其中,被认为最 具潜力的是波分复用。频分复用和码分复用。 一、波分复用技术(WDM) 所谓波分复用是指在一根光纤上,不只是传送一个光载波,而是同时传送多个波长 不同的光载波。这样一来,原来在一根光纤上只能传送一个光载波的单一光信道变为可 传送多个不同波长光载波的光信道,使得光纤的传输能力成倍增加。也可以利用不同波 长沿不同方向传输来实现单根光纤的双向传输。 WDM技术的工作原理一般可以分为无源波分复用器和有源波分复用器两类,每一类 又可以分为若干种。比如无源波分复用器(POWDM)可以有棱镜型、熔锥型、光栅型、干 涉滤波型等几类,有源波分复用器可以分为波长可调滤波器。光源方向耦合器、波长可 调激光器、集成光波导等几类。目前,无源波分复用器在实际中使用较多。 光波分复用技术具有以下优点: (1)利用光波分复用技术可以在不增建光缆线路或不改建原有光缆的基础上,使光 缆传输容量扩大几倍甚至几十倍、上百倍,这一点在目前线路投资占很大比重的情况下, 具有重要意义。 (2)目前使用的光波分复用器主要是无源器件,它结构简单,体积小,可靠性高, 易于光纤耦合,成本低。 (3)在光波分复用技术中,各个波长的工作系统是彼此独立的,各个系统中所用的 调制方式、信号传输速率等都可以不一致,甚至模拟信号和数字信号都可以在同一根光纤 中占用不同的波长来传输,这样,由于光波分复用系统传输的透明性,所以在使用时带来 了很大的方便性和灵活性。 (4)同一个光波分复用器即可用作合波也可用作分波,具有方向的可逆性,因此可 以在同一光纤上实现双向传输。 WDM是对多个波长进行复用,能够复用多少个波长,与相邻两波长之间的间隔有关, 间隔越小,复用的波长个数就越多。一般当相邻两峰值波长的间隔为50- 100nm时,称为 WDM系统。而当相邻两峰值波长间隔为1-10nm时称之为密集的波分复用(DWDM)系统。 DWDM是目前市场最热的产品之一,40波长的DWDM已经进入商用。根据波士顿一家咨询 公司最新报告,在2000年DWDM设备的市场增长率有望达到65%。随着“ip over WDM”、 “IP over DWDM”技术的产生,WDM与DWDM更加备受瞩目。WDM及DWDM在建设中的全光网上 必然占据重要的地位。 二、频分复用技术(FDM) 一般相邻两峰值波长的间隔小于1nm时,我们称之为光频分复用系统(FDM),它与波 分复用在本质上是没有什么区别的。频率表示每秒出现的波峰数,波长表示此电磁波的一 个波峰到另一个相邻波峰的长度,两者互为倒数关系。在光载波间隔比较大时,用波长衡 量比较方便,一般称之为波分复用。而当光载波间隔比较小时,用波长来衡量就显得不方 便了,所以光载波间隔小于1nm的系统习惯称为频分复用系统。 由于FDM的光载波间隔很密,传统的WDM器件如分波器、合波器等技术已很难区分开光 载波,所以要求用分辨力更高的技术来选取各个光载波。目前能采用的主要有可调谐的光 滤波器和相干光通信技术等。FDM一般可以用于大容量高速通信系统或分配式网络系统,如 CATV、广播等。 三、光码分复用技术(OCDMA) CDMA技术不是一项新技术,作为一种多址方案它已经成功地应用于卫星通信和蜂窝电 话领域,并且显示出许多优于其他技术的特点,比如它能够较好地解决移动通信中抗干扰、 抗多径衰落的问题,在提高系统容量方面有着显著优势等等。但是,由于卫星通信和移动 通信中带宽的限制,所以CDMA技术尚未充分发挥优点。光纤通信具有丰富的带宽,能够很 好地弥补这个缺陷。近年来,OCDMA已经成为一项备受瞩目的热点技术。 OCDMA技术在原理上与电码分复用技术相似。OCDMA通信系统给每个用户分配一个唯一 的光正交码的码字作为该用户的地址码。在发送端,对要传输的数据该地址码进行光正交 编码,然后实现信道复用;在接收端,用与发端相同的地址码进行光正交解码。 OCDMA技术的优点是:提高了网络的容量;提高信噪比,改善了系统性能;增强了保密 性;增加了网络灵活性;降低了系统对同步的要求;随机接入,信道共享等。 ICDMA通过直接光编码和光解码,实现光信道的复用和信号交换,在光纤通信中具有极 大的应用前景。当然,从目前情况来看,由于技术方面的原因,OCDMA并不成熟,距离实用 化还有一段路要走。 摘自《现代通信》