淺談光纖通信中的復用技術

滿宇琳

摘要：隨著科技的進步，人們需要傳輸?shù)男畔⒘砍尸F(xiàn)出幾何式的發(fā)展，使用光纖進行單一的傳輸已經不能夠滿足需求并且十分的沒有經濟性，使用復用技術能夠很好的解決這些問題。

關鍵詞：波分復用 光頻分復用 空分復用 時分復用

中圖分類號：TN919.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）03-0033-01

進入21世紀，光纖通信以較大的傳輸容量、較低的誤碼和損耗較好的抗干擾能力成為了主流的傳輸方式，近幾年光纖通信得到了飛速的發(fā)展。目前，我國累計鋪設光纜近400萬公里，累計光纖用量近8000萬公里。光纖通信顧名思義采用光纖作為傳輸媒介，在光纖中即可傳輸數(shù)字信號也可以傳輸模擬信號，我們一般都是使用一種載體將要傳送的信號進行調制，然后傳送載體到想要去的目的地，到達目的地后再進行解調來還原原始信號。受光的色散和衰減影響，光信號傳輸一定的距離后信號變得很微弱，我們一般在傳輸?shù)倪^程中加入中繼器。中繼器目前絕大部分都是電放大器即將光信號轉換成電信號放大后再調制成新的光信號發(fā)出。不過隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在光放大器已經研制成功，相信在不久的將來就會普遍的應用。

1 光纖與光纖的分類

光纖是傳光的纖維波導或光導纖維的簡稱。目前的光纖基本上都是多層的同軸圓柱體，這個圓柱體一般分為3層，從外到內分別為涂覆層、包層和纖芯。這3層中的核心部分是纖芯和包層。其中纖芯由高度透明的材料制成， 是光波的主要傳輸通道；包層的折射率略小于纖芯，使光的傳輸性能相對穩(wěn)定。纖芯粗細、纖芯材料和包層材料的折射率，對光纖的特性起決定性影響。涂覆層包括一次涂覆、緩沖層和二次涂覆，起保護光纖不受水汽的侵蝕相機械的擦傷，同時又增加光纖的柔韌性， 起著延長光纖壽命的作用。我們一般將光纖分成 階躍型和漸變型兩種，區(qū)分這兩種光纖一般都是根據(jù)他們的折射率在橫截面上的形狀。當纖芯和包層的折射率都是均勻的常數(shù)并且纖芯和包層交界處的折射率成階梯突變時，這類光纖我們將它歸類到階躍型光纖里。當纖芯和包層的折射率都不是均勻的常數(shù)而是隨著半徑的增加按照一定的規(guī)律進行變化（如按照平方率、雙正割線來逐漸減少），這種光纖我們叫它漸變型光纖。

2 光纖的復用技術

近年來隨著光纖的越來越普及，發(fā)現(xiàn)傳輸網中的承載能力一般都大大超出了傳輸單一信號的需要，為了能更加有效更加合理的利用傳輸線路，開始在同一個信道里同時傳送多路不同的信號，各種信號不互相干擾，這就是我們通常所說的多路復用技術。

2.1 復用技術的分類

采用多路復用技術的傳輸網能夠把多個信號通過不同的方式組合起來在同一條物理通道上進行傳送，在長途傳送中可以大大節(jié)約成本，提高傳送效率。我們常使用的復用技術一般包括：光波波分復用、光頻分復用、空分復用、時分復用以及副載波復用。這些復用技術都能提高光纖的傳輸能力。其中波分復用和頻分復用非常的類似，都是使用不同波長的光作為不同信號的載體來進行傳輸，由于光的頻率和光的波長具有單一的對照關系，所以我們可以認為波分復用技術是將光的頻率進行比較粗放的劃分，而頻分復用技術是將光的頻率進行和非常細致的劃分。所以波分復用技術中光的信道相隔比較遠而頻分復用技術中光的信道非常的密集?？辗謴陀眉夹g一般是將多根光纖組合在一起成為一束新的光纖或者是在一根光纖中的光“束”沿空間分割的一種通信方式。時分復用技術則是將全部信道中傳輸信息的時間劃分成很多很多的時隙，然后在不同的時隙傳輸不同的信號，每一路信號都是按照預先安排好的時隙來進行傳輸，及時某路信號在傳輸時已經傳送完畢，但系統(tǒng)仍將預先分配給他的時隙進行保留，這樣就會造成信道的空閑，所以在一定的程度上會降低信道的利用率。副載波復用在傳輸前需要先將要傳輸?shù)男盘栒{制一個射頻波，再用這個射頻波去調制發(fā)射光源，接收的過程與發(fā)射的過程相反，這樣復用的特點是傳送的信號相互之間不會干擾，具有良好的兼容性。

2.2 波分復用技術

波分復用技術是在90年代中期開始進入發(fā)展的快車道，在那之前由于技術上的原因，如波分復用器、解復用器等等關鍵技術上的不成熟，波分復用技術一直沒能快速發(fā)展。在波分復用的過程中，首先在發(fā)送端將不同波長、不同頻率的光載波信號匯聚到一起并耦合到一條光通道中進行傳輸，當傳輸?shù)木嚯x過遠時在中途加入光中繼放大器來對信號進行放大，在接收端將各種波長、頻率的光波進行分離，然后由光接收機根據(jù)一定的規(guī)則對其進行進一步的處理使其成為我們需要的光信號。如（圖1）所示。

在這個過程中，光源技術、光波分復用技術、光波分解復用技術、光轉發(fā)技術都是波分系統(tǒng)中的關鍵技術。光源要有穩(wěn)定的波長并且色散容限在1550nm窗口一般取值20ps/km.nm。光波分復用器和解復用器要具有低損耗、寬帶寬、隔離度高和偏振相關性小的特點，并且要求波長餓穩(wěn)定穩(wěn)定性一定要好以適應溫差大的情況。光轉發(fā)器目前一般都是采用光—電—光的變換方式來實現(xiàn)波長的轉換，首先將接收到的光信號轉換成電信號，經過限幅放大、時鐘提取、數(shù)據(jù)再生等步驟后，將電信號調制到激光器上進行發(fā)送。目前隨著技術的發(fā)展，這種光—電—光的變換方式正逐漸的被全光網絡技術所代替。

3 結語

在光纖通信中使用復用技術，可以獲得更大的傳輸帶寬、并且具有很強的業(yè)務包容性，可以節(jié)約大量的投資，正是這些特點使得復用技術得到了飛速的發(fā)展。但每種技術都有它自身的短板和局限性，相信隨著復用技術的不斷發(fā)展，他的缺陷會被逐漸彌補，在不久的將來一定會得到更大的發(fā)展。

參考文獻

[1]鄧忠禮.《光同步傳送網和波分復用系統(tǒng)》.北方交通大學出版社，2003年10月.

[2]胡先志.《粗波分復用技術及其工程應用》.人民郵電出版社，2005年3月.

摘要：隨著科技的進步，人們需要傳輸?shù)男畔⒘砍尸F(xiàn)出幾何式的發(fā)展，使用光纖進行單一的傳輸已經不能夠滿足需求并且十分的沒有經濟性，使用復用技術能夠很好的解決這些問題。

關鍵詞：波分復用 光頻分復用 空分復用 時分復用

中圖分類號：TN919.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）03-0033-01

進入21世紀，光纖通信以較大的傳輸容量、較低的誤碼和損耗較好的抗干擾能力成為了主流的傳輸方式，近幾年光纖通信得到了飛速的發(fā)展。目前，我國累計鋪設光纜近400萬公里，累計光纖用量近8000萬公里。光纖通信顧名思義采用光纖作為傳輸媒介，在光纖中即可傳輸數(shù)字信號也可以傳輸模擬信號，我們一般都是使用一種載體將要傳送的信號進行調制，然后傳送載體到想要去的目的地，到達目的地后再進行解調來還原原始信號。受光的色散和衰減影響，光信號傳輸一定的距離后信號變得很微弱，我們一般在傳輸?shù)倪^程中加入中繼器。中繼器目前絕大部分都是電放大器即將光信號轉換成電信號放大后再調制成新的光信號發(fā)出。不過隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在光放大器已經研制成功，相信在不久的將來就會普遍的應用。

1 光纖與光纖的分類

光纖是傳光的纖維波導或光導纖維的簡稱。目前的光纖基本上都是多層的同軸圓柱體，這個圓柱體一般分為3層，從外到內分別為涂覆層、包層和纖芯。這3層中的核心部分是纖芯和包層。其中纖芯由高度透明的材料制成， 是光波的主要傳輸通道；包層的折射率略小于纖芯，使光的傳輸性能相對穩(wěn)定。纖芯粗細、纖芯材料和包層材料的折射率，對光纖的特性起決定性影響。涂覆層包括一次涂覆、緩沖層和二次涂覆，起保護光纖不受水汽的侵蝕相機械的擦傷，同時又增加光纖的柔韌性， 起著延長光纖壽命的作用。我們一般將光纖分成 階躍型和漸變型兩種，區(qū)分這兩種光纖一般都是根據(jù)他們的折射率在橫截面上的形狀。當纖芯和包層的折射率都是均勻的常數(shù)并且纖芯和包層交界處的折射率成階梯突變時，這類光纖我們將它歸類到階躍型光纖里。當纖芯和包層的折射率都不是均勻的常數(shù)而是隨著半徑的增加按照一定的規(guī)律進行變化（如按照平方率、雙正割線來逐漸減少），這種光纖我們叫它漸變型光纖。

2 光纖的復用技術

近年來隨著光纖的越來越普及，發(fā)現(xiàn)傳輸網中的承載能力一般都大大超出了傳輸單一信號的需要，為了能更加有效更加合理的利用傳輸線路，開始在同一個信道里同時傳送多路不同的信號，各種信號不互相干擾，這就是我們通常所說的多路復用技術。

2.1 復用技術的分類

采用多路復用技術的傳輸網能夠把多個信號通過不同的方式組合起來在同一條物理通道上進行傳送，在長途傳送中可以大大節(jié)約成本，提高傳送效率。我們常使用的復用技術一般包括：光波波分復用、光頻分復用、空分復用、時分復用以及副載波復用。這些復用技術都能提高光纖的傳輸能力。其中波分復用和頻分復用非常的類似，都是使用不同波長的光作為不同信號的載體來進行傳輸，由于光的頻率和光的波長具有單一的對照關系，所以我們可以認為波分復用技術是將光的頻率進行比較粗放的劃分，而頻分復用技術是將光的頻率進行和非常細致的劃分。所以波分復用技術中光的信道相隔比較遠而頻分復用技術中光的信道非常的密集?？辗謴陀眉夹g一般是將多根光纖組合在一起成為一束新的光纖或者是在一根光纖中的光“束”沿空間分割的一種通信方式。時分復用技術則是將全部信道中傳輸信息的時間劃分成很多很多的時隙，然后在不同的時隙傳輸不同的信號，每一路信號都是按照預先安排好的時隙來進行傳輸，及時某路信號在傳輸時已經傳送完畢，但系統(tǒng)仍將預先分配給他的時隙進行保留，這樣就會造成信道的空閑，所以在一定的程度上會降低信道的利用率。副載波復用在傳輸前需要先將要傳輸?shù)男盘栒{制一個射頻波，再用這個射頻波去調制發(fā)射光源，接收的過程與發(fā)射的過程相反，這樣復用的特點是傳送的信號相互之間不會干擾，具有良好的兼容性。

2.2 波分復用技術

波分復用技術是在90年代中期開始進入發(fā)展的快車道，在那之前由于技術上的原因，如波分復用器、解復用器等等關鍵技術上的不成熟，波分復用技術一直沒能快速發(fā)展。在波分復用的過程中，首先在發(fā)送端將不同波長、不同頻率的光載波信號匯聚到一起并耦合到一條光通道中進行傳輸，當傳輸?shù)木嚯x過遠時在中途加入光中繼放大器來對信號進行放大，在接收端將各種波長、頻率的光波進行分離，然后由光接收機根據(jù)一定的規(guī)則對其進行進一步的處理使其成為我們需要的光信號。如（圖1）所示。

在這個過程中，光源技術、光波分復用技術、光波分解復用技術、光轉發(fā)技術都是波分系統(tǒng)中的關鍵技術。光源要有穩(wěn)定的波長并且色散容限在1550nm窗口一般取值20ps/km.nm。光波分復用器和解復用器要具有低損耗、寬帶寬、隔離度高和偏振相關性小的特點，并且要求波長餓穩(wěn)定穩(wěn)定性一定要好以適應溫差大的情況。光轉發(fā)器目前一般都是采用光—電—光的變換方式來實現(xiàn)波長的轉換，首先將接收到的光信號轉換成電信號，經過限幅放大、時鐘提取、數(shù)據(jù)再生等步驟后，將電信號調制到激光器上進行發(fā)送。目前隨著技術的發(fā)展，這種光—電—光的變換方式正逐漸的被全光網絡技術所代替。

3 結語

在光纖通信中使用復用技術，可以獲得更大的傳輸帶寬、并且具有很強的業(yè)務包容性，可以節(jié)約大量的投資，正是這些特點使得復用技術得到了飛速的發(fā)展。但每種技術都有它自身的短板和局限性，相信隨著復用技術的不斷發(fā)展，他的缺陷會被逐漸彌補，在不久的將來一定會得到更大的發(fā)展。

參考文獻

[1]鄧忠禮.《光同步傳送網和波分復用系統(tǒng)》.北方交通大學出版社，2003年10月.

[2]胡先志.《粗波分復用技術及其工程應用》.人民郵電出版社，2005年3月.

摘要：隨著科技的進步，人們需要傳輸?shù)男畔⒘砍尸F(xiàn)出幾何式的發(fā)展，使用光纖進行單一的傳輸已經不能夠滿足需求并且十分的沒有經濟性，使用復用技術能夠很好的解決這些問題。

關鍵詞：波分復用 光頻分復用 空分復用 時分復用

中圖分類號：TN919.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）03-0033-01

進入21世紀，光纖通信以較大的傳輸容量、較低的誤碼和損耗較好的抗干擾能力成為了主流的傳輸方式，近幾年光纖通信得到了飛速的發(fā)展。目前，我國累計鋪設光纜近400萬公里，累計光纖用量近8000萬公里。光纖通信顧名思義采用光纖作為傳輸媒介，在光纖中即可傳輸數(shù)字信號也可以傳輸模擬信號，我們一般都是使用一種載體將要傳送的信號進行調制，然后傳送載體到想要去的目的地，到達目的地后再進行解調來還原原始信號。受光的色散和衰減影響，光信號傳輸一定的距離后信號變得很微弱，我們一般在傳輸?shù)倪^程中加入中繼器。中繼器目前絕大部分都是電放大器即將光信號轉換成電信號放大后再調制成新的光信號發(fā)出。不過隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在光放大器已經研制成功，相信在不久的將來就會普遍的應用。

1 光纖與光纖的分類

光纖是傳光的纖維波導或光導纖維的簡稱。目前的光纖基本上都是多層的同軸圓柱體，這個圓柱體一般分為3層，從外到內分別為涂覆層、包層和纖芯。這3層中的核心部分是纖芯和包層。其中纖芯由高度透明的材料制成， 是光波的主要傳輸通道；包層的折射率略小于纖芯，使光的傳輸性能相對穩(wěn)定。纖芯粗細、纖芯材料和包層材料的折射率，對光纖的特性起決定性影響。涂覆層包括一次涂覆、緩沖層和二次涂覆，起保護光纖不受水汽的侵蝕相機械的擦傷，同時又增加光纖的柔韌性， 起著延長光纖壽命的作用。我們一般將光纖分成 階躍型和漸變型兩種，區(qū)分這兩種光纖一般都是根據(jù)他們的折射率在橫截面上的形狀。當纖芯和包層的折射率都是均勻的常數(shù)并且纖芯和包層交界處的折射率成階梯突變時，這類光纖我們將它歸類到階躍型光纖里。當纖芯和包層的折射率都不是均勻的常數(shù)而是隨著半徑的增加按照一定的規(guī)律進行變化（如按照平方率、雙正割線來逐漸減少），這種光纖我們叫它漸變型光纖。

2 光纖的復用技術

近年來隨著光纖的越來越普及，發(fā)現(xiàn)傳輸網中的承載能力一般都大大超出了傳輸單一信號的需要，為了能更加有效更加合理的利用傳輸線路，開始在同一個信道里同時傳送多路不同的信號，各種信號不互相干擾，這就是我們通常所說的多路復用技術。

2.1 復用技術的分類

采用多路復用技術的傳輸網能夠把多個信號通過不同的方式組合起來在同一條物理通道上進行傳送，在長途傳送中可以大大節(jié)約成本，提高傳送效率。我們常使用的復用技術一般包括：光波波分復用、光頻分復用、空分復用、時分復用以及副載波復用。這些復用技術都能提高光纖的傳輸能力。其中波分復用和頻分復用非常的類似，都是使用不同波長的光作為不同信號的載體來進行傳輸，由于光的頻率和光的波長具有單一的對照關系，所以我們可以認為波分復用技術是將光的頻率進行比較粗放的劃分，而頻分復用技術是將光的頻率進行和非常細致的劃分。所以波分復用技術中光的信道相隔比較遠而頻分復用技術中光的信道非常的密集?？辗謴陀眉夹g一般是將多根光纖組合在一起成為一束新的光纖或者是在一根光纖中的光“束”沿空間分割的一種通信方式。時分復用技術則是將全部信道中傳輸信息的時間劃分成很多很多的時隙，然后在不同的時隙傳輸不同的信號，每一路信號都是按照預先安排好的時隙來進行傳輸，及時某路信號在傳輸時已經傳送完畢，但系統(tǒng)仍將預先分配給他的時隙進行保留，這樣就會造成信道的空閑，所以在一定的程度上會降低信道的利用率。副載波復用在傳輸前需要先將要傳輸?shù)男盘栒{制一個射頻波，再用這個射頻波去調制發(fā)射光源，接收的過程與發(fā)射的過程相反，這樣復用的特點是傳送的信號相互之間不會干擾，具有良好的兼容性。

2.2 波分復用技術

波分復用技術是在90年代中期開始進入發(fā)展的快車道，在那之前由于技術上的原因，如波分復用器、解復用器等等關鍵技術上的不成熟，波分復用技術一直沒能快速發(fā)展。在波分復用的過程中，首先在發(fā)送端將不同波長、不同頻率的光載波信號匯聚到一起并耦合到一條光通道中進行傳輸，當傳輸?shù)木嚯x過遠時在中途加入光中繼放大器來對信號進行放大，在接收端將各種波長、頻率的光波進行分離，然后由光接收機根據(jù)一定的規(guī)則對其進行進一步的處理使其成為我們需要的光信號。如（圖1）所示。

在這個過程中，光源技術、光波分復用技術、光波分解復用技術、光轉發(fā)技術都是波分系統(tǒng)中的關鍵技術。光源要有穩(wěn)定的波長并且色散容限在1550nm窗口一般取值20ps/km.nm。光波分復用器和解復用器要具有低損耗、寬帶寬、隔離度高和偏振相關性小的特點，并且要求波長餓穩(wěn)定穩(wěn)定性一定要好以適應溫差大的情況。光轉發(fā)器目前一般都是采用光—電—光的變換方式來實現(xiàn)波長的轉換，首先將接收到的光信號轉換成電信號，經過限幅放大、時鐘提取、數(shù)據(jù)再生等步驟后，將電信號調制到激光器上進行發(fā)送。目前隨著技術的發(fā)展，這種光—電—光的變換方式正逐漸的被全光網絡技術所代替。

3 結語

在光纖通信中使用復用技術，可以獲得更大的傳輸帶寬、并且具有很強的業(yè)務包容性，可以節(jié)約大量的投資，正是這些特點使得復用技術得到了飛速的發(fā)展。但每種技術都有它自身的短板和局限性，相信隨著復用技術的不斷發(fā)展，他的缺陷會被逐漸彌補，在不久的將來一定會得到更大的發(fā)展。

參考文獻

[1]鄧忠禮.《光同步傳送網和波分復用系統(tǒng)》.北方交通大學出版社，2003年10月.

[2]胡先志.《粗波分復用技術及其工程應用》.人民郵電出版社，2005年3月.