多光纜的光纖通信信號多路傳輸系統(tǒng)分析

夏 明

（江蘇省廣電有線網(wǎng)絡(luò)股份有限公司 江蘇 蘇州 215000）

1 引言

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的生活水平越來越高。作為通信的一個重要分支，多光纜光纖通信對社會的意義重大，在現(xiàn)代生活生產(chǎn)中起著重要的作用，通道利用率較低是當下光纖通信信號多路傳輸系統(tǒng)運用不廣泛的主要原因。

2 光纖通信信號傳輸背景

在光纖系統(tǒng)中，超寬帶通信信號傳輸背景的自由度以及靈活性是最主要的要求。同時，為了符合環(huán)境可持續(xù)發(fā)展要求，設(shè)計人員需要將環(huán)保因素考慮到通信信號傳輸設(shè)計中。社會的快速發(fā)展使得人們對通信的需求越來越多樣化，通信用戶對通信中的語音、數(shù)據(jù)文件以及圖像等多媒體的要求也越來越高。傳統(tǒng)的寬帶無線通信技術(shù)雖然具有花費低、運用成本低、安全可靠以及使用簡單等優(yōu)點，但是在使用過程中，傳統(tǒng)寬帶無線通信技術(shù)衰退嚴重。同時，通信基站的規(guī)模比較大，需要耗費大量的人力、物力以及財力，且還不能保證基站建成效果，因此傳統(tǒng)的通信基站建設(shè)成本非常高，不利于我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

3 光纖通信信號多路傳輸系統(tǒng)特點介紹

最初，Intel、Motorola等通信公司主要開發(fā)基于UWB系統(tǒng)的民用通信技術(shù)，這些通信公司主要致力于為UWB通信技術(shù)在電子消費領(lǐng)域的運用研究方向，通過研究可以滿足用戶的通信需求。此時的通信需求為短程、低能耗和高性能，高速、低成本。如今我國對寬帶的研究已經(jīng)涉及到高達863個領(lǐng)域，對社會通信結(jié)構(gòu)造成了巨大的影響。相對帶寬大于百分之二十的-10dB信號為FCCUWB，該信號的絕對帶寬大于1.5 GHz，國際上規(guī)定的超帶寬頻率允許范圍為3.1 GHz到10.6 GHz之間，用戶自己就可以在寬帶上進行信號調(diào)節(jié)。當下的寬帶不同于傳統(tǒng)的寬帶，但是整體而言，信息時代的寬帶和傳統(tǒng)的寬帶均具有相同的通信服務(wù)內(nèi)容，根據(jù)信號的不同質(zhì)量，寬帶接收器能夠選擇不同的通信信道。當通信寬帶發(fā)生故障問題時，用戶可自行通過現(xiàn)代寬帶和傳統(tǒng)寬帶的優(yōu)缺點，進行兩者之間的自動轉(zhuǎn)換，這樣并不會造成嚴重的后果。超寬帶光纖通信系統(tǒng)TDM具有通信瓶頸，是因為影響該通信系統(tǒng)脈沖傳輸效率和信息提取效率的因素較多。在光纖通信系統(tǒng)TDM發(fā)射端，大部分時間光脈沖的形狀和大小并不能滿足高斯脈沖的標準。在超寬帶光纖系統(tǒng)中，假如超寬帶天線發(fā)生散射的情況，導(dǎo)致通信信號失真，這種情況下通信信號傳輸質(zhì)量和傳輸效率無法得到保證[1]。

4 針對多光纜的光纖通信信號多路傳輸系統(tǒng)設(shè)計

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)

對于超寬帶光纖系統(tǒng)而言，系統(tǒng)主要通過超寬帶將通信調(diào)節(jié)信號直接或間接地傳輸?shù)酵ㄐ殴饫w，并利用耦合器對光鏈路信號進行傳輸，利用光纜實現(xiàn)對單點信號的核實。與此同時，單點信號可被光電轉(zhuǎn)換為超寬帶信號，并在寬帶中將超寬帶信號進行轉(zhuǎn)換。多光纜光纖通信信號多路傳輸系統(tǒng)框架為：UWB系統(tǒng)包含寬帶信號發(fā)射器、信號傳輸電纜以及光電轉(zhuǎn)換器，將超寬帶光纖系統(tǒng)建造于ROF系統(tǒng)頂部。ROF系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)光纖鏈路系統(tǒng)架構(gòu)一致，該系統(tǒng)還另外包含了星形結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)以及總線結(jié)構(gòu)。例如，列車上都會安裝中央處理單元，每一個單元又包含一個遠程天線單元，天線元件之間通過多模光纖實現(xiàn)彼此相連，每一個遠程天線單元的成本比較低。該例子為星形UWB的一個示例[2]。

4.2 發(fā)光模塊

在多光纜光纖通信信號多路傳輸系統(tǒng)中，系統(tǒng)發(fā)光模塊能夠?qū)⑼ㄐ盼⒉ㄐ盘栟D(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘枺摴庑盘栍杉す夤庠?、溫度控制模塊、功率控制模塊、外部控制裝置和電路系統(tǒng)所構(gòu)成。外部控制裝置具有直接調(diào)節(jié)和間接調(diào)節(jié)兩種信號調(diào)節(jié)方式。一般情況下，功率光纖通信系統(tǒng)包含很多結(jié)構(gòu)，如星形結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)和鏈形結(jié)構(gòu)。例如，在多光纜光纖通信信號多路傳輸系統(tǒng)中，星形網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的連接方式為點對點連接，一般來說該系統(tǒng)的容量較大，在用戶容量使用需求較低的情況下，可以通過將信號傳輸容量降低，有效降低信號傳輸對各種資源的浪費。星形網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)存在一些明顯的缺點，但是總的來說，該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點明顯多于缺點，因此該結(jié)構(gòu)常被用于多光纜光纖通信信號多路傳輸系統(tǒng)設(shè)計中。如何降低成本，開發(fā)小型半導(dǎo)體器件以及具有通信功能的器件已經(jīng)成為當下通信行業(yè)的主要開發(fā)問題。與此同時，在多光纜光纖通信信號多路傳輸系統(tǒng)中，光分割多路復(fù)用沒有嚴格的時鐘同步要求，因此該系統(tǒng)的開發(fā)成本較低[3]。

4.3 接收模塊

多光纜光纖通信信號多路傳輸系統(tǒng)的光接收塊主要負責將光信號轉(zhuǎn)換為微波信號，光自適應(yīng)裝置、信號檢查器以及寬帶放大器等為微波信號的主要組成部分。暗電流、電容以及響應(yīng)器屬于光探測器的重要組成部分，同時需要將暗電流設(shè)置為較小的狀態(tài)。通過探測結(jié)果，可對系統(tǒng)阻抗進行匹配規(guī)劃和設(shè)計。該系統(tǒng)模塊的光電轉(zhuǎn)換效率相對較高，且光的反射概率較低，信號失真的效率較低，信號傳輸效率和質(zhì)量均比較高，因此高接收模塊適用于大動態(tài)容量的通信系統(tǒng)。

5 結(jié)語

綜上所述，社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，生產(chǎn)生活水平越來越高，社會生產(chǎn)生活對通信質(zhì)量的要求也越來越高。因此通信行業(yè)有必要對通信系統(tǒng)進行升級，例如設(shè)計多光纜光纖通信信號多路傳輸系統(tǒng)，有效提高通信質(zhì)量。