《光纤通信与数字传输》课件——45光纤通信系统中的复用技术.ppt

1、101、101、101、101、101、10光纤通信与数字传输第四十五讲：光纤通信系统中的复用技术光纤通信系统中的复用技术多信道光通信系统：将多路信号分别调制，各个不同的载波同时传输，各信道的载频间有足够的间隔，使调制信道的光谱在频域分开不重叠，多路复用信道在接收机处用带通滤波器作为频率选择元件或采用相干检测技术解复用。利用这种方案的光波系统称为多信道光通信系统。光纤通信领域中，复用技术是非常重要的，目前有如下五类：1、空分复用(SDM—SpaceDivisionMultiplexing)2、时分复用(TDM—Time-DivisionMultiplexing)3、波分复用(WDM—WavelengthDivisionMultiplexing)或频分复用(FDM)4、副载波复用(SCM—SubCarrierMultiplexedlightwavesystem)5、码分复用(CDM－CodeDivisionMultiplexing)*/131、空分复用(SDM)空分复用包括两个方面：一是光纤的复用，即将多根光纤组合起来，成束；二是在一根光纤中的光“束”沿空间分割的一种多维通信方式。可以引入多维相干度调制与解调新概念来实现多路空分复用通信。传象束是一种特殊的空分复用方式。它是将图像采用空分复用方式传输，使其传输速度呈数量级提高。几十万个象数的多芯传光纤已相当成熟，其色保持特性和透光性已相当满意，是空分复用的一个发展方向。*/132、时分复用(TDM)时分复用是数字通信中的一种有效多路方法。它是将通信的时间分成相等等间隔，每一间隔只传输固定信道。也就是说，各个信道按照一定的时间顺序进行传输。为使收、发两端将传输线路分配给支路的时间顺序同步，一般采用帧同步和取样同步两种同步方式。帧同步有时称为字同步，而取样同步又称为码元同步或位同步。TDM以单个光载波承载整个TDM比特流，仍属于单信道系统。尽管它逾越了电子学限制，能产生很高(可达几十到几百Gb/s)比特率，具有很强吸引力，但光波系统中，单个高比特率信道传输受到了光纤色散的限制，BL并未提高。近几年，利用光开光和掺铒光纤放大器(EDFA)实现了200km无中继，速率高达160Gb/s的单信道通信。*/13OTDM是在光域上进行时间分割复用，一般有两种复用方式：比特间插和信源间插，比特间插是目前广泛使用的方式，信源间插也称为光分组复用。传统的电TDM是利用复用器时钟的四分之一分路时钟来分别读取各个支路信号进行合路的。在复用信号中，各个支路脉冲位置由光学手段(例如光延迟线)来调整，并由光纤耦合器来合路，因而复用和解复用设备中的电子电路只工作在相对低的速率。以英国BT公司的20Gbit/s的OTDM试验系统为例：整个20Gbit/s光时分复用系统所采用收发端机及元器件只工作在5GHz的重复频率上，从而突破了电时分复用的限制，实现了扩容。2、时分复用(TDM)*/13锁摸激光器AMZMZMZMZ光延时光延时光延时A5GHz5GHz5GHz5GHz1×4分路4×1合路电信号(NRZ)4×5Gbit/s光信号(RZ)4×5Gbit/s光信号(RZ)20Gbit/s脉冲3dB,宽度为14ps1×4分路为熔锥式光纤耦合器件光纤英国BT公司的20Gbit/s的OTDM试验系统2、时分复用(TDM)*/13根据改变电延时或调制器上所加激励信号的直流偏置，可以选择不同的信道。系统的线路长度分成4段，每段长51.2km，采用色散移位光纤，平均零色散波长1554.2nm，该波长平均损耗和色散分别为11dB和0.085ps/(nm.km),接收机灵敏度为-20.5dBm，经205km光纤传输后功率代价0.8dB。时钟恢复5GHzAMZMZ宽带接收机电延时电延时2Vπ5GHz正弦波5GHz时钟光信号(RZ)20Gbit/s光信号(RZ)10Gbit/s光信号(RZ)5Gbit/s光纤Vπ5GHz正弦波电信号(NRZ)5Gbit/s电信号(NRZ)5Gbit/s英国BT公司的20Gbit/s的OTDM试验系统2、时分复用(TDM)*/133、波分复用（ＷＤＭ）技术原理在光纤通信系统中采用光的频分复用的方法来提高系统的传输容量，在接收端采用解复用器（等效于光带通滤波器）将各信号光载波分开。由于在光的频域上信号频率差别比较大，人们更喜欢采用波长来定义频率上的差别，因而这样的复用方法称为波分复用。OTU光波长转换器图6DWDM系统的构成及频谱示意图*/