光復用技術

光復用技術種類很多，其中最為重要的是波分復用(WDM)技術和光時分復用(OTDM)技術。

基本介紹

• 中文名：光復用技術

波分復用(WDM)

波分復用(WDM)是將兩種或多種不同波長的光載波信號(攜帶各種信息)在傳送端經復用器(亦稱合波器，Multiplexer)匯合在一起，並耦合到光線路的同一根光纖中進行傳輸的技術； 在接收端，經解復用器(亦稱分波器或稱去復用器，Demultiplexer)將各種波長的光載波分離，然後由光接收機作進一步處理以恢復原信號。這種在同一根光纖中同時傳輸兩個或眾多不同波長光信號的技術，稱為波分復用。

通信系統的設計不同，每個波長之間的間隔寬度也有不同。按照通道間隔的不同，WDM可以細分為CWDM（稀疏波分復用）和DWDM（密集波分復用）。CWDM的信道間隔為20nm，而DWDM的信道間隔從0.2nm 到1.2nm，所以相對於DWDM，CWDM稱為稀疏波分復用技術。

CWDM和DWDM的區別主要有二點：一是CWDM載波通道間距較寬，因此，同一根光纖上只能復用5到6個左右波長的光波，“稀疏”與“密集”稱謂的差別就由此而來；二是CWDM調製雷射採用非冷卻雷射，而DWDM採用的是冷卻雷射。冷卻雷射採用溫度調諧，非冷卻雷射採用電子調諧。由於在一個很寬的波長區段內溫度分布很不均勻，因此溫度調諧實現起來難度很大，成本也很高。CWDM避開了這一難點，因而大幅降低了成本，整個CWDM系統成本只有DWDM的30%。CWDM是通過利用光復用器將在不同光纖中傳輸的波長結合到一根光纖中傳輸來實現。在鏈路的接收端，利用解復用器將分解後的波長分別送到不同的光纖，接到不同的接收機。

時分復用(OTDM)

光時分復用系統（OTDM）就是使設備中的電子電路只工作在相對較低的速率上，從而避開了電子設備對提高速率的限制，能達到擴容的目的。 OTDM需要的基本技術包括超短光脈部發生技術、全光時分復用/去復用技術、超高速定時提取技術。

OTDM傳輸系統的關鍵技術包括超短光脈衝發生技術、全光時分復用/去復用技術和超高速定時提取技術等。超短光脈衝發生技術是實現超高速OTDM系統的必要條件之一。傳送的信號光脈衝越窄，單位時間內傳送的脈衝就越多，傳輸的信息量就越大。在OTDM試驗中採用模同步摻鉺光纖環形雷射器就是為了產生超短光脈衝，同時，這種雷射器溫度穩定，產生的脈衝幾乎沒有啁啾，在高頻條件下，不需要進行啁啾補償或脈衝壓縮，就能產生10ps以下的超短脈衝。

將低速的光信號進行時分復用，形成超高速的光信號的光時分復用技術以及將超高速的光信號進行時分去復用，再生低速光信號的去復用技術是OTDM不可缺少的技術，使用電子電路的復用/去復用的工作速度有限，目前的最高速率可達20Gb/s。為了打破這種現狀，實現超高速時分復用/去復用，人們正在研製全光控制的各種超高速電路，其重點又放在去復用電路上，主要有光學克爾開關、四波混合（FWM）開關、交叉相位調製（xPM）開關及非線性光學環路鏡（NOLM）等幾種結構。

光定時提取技術同樣是OTDM不可缺少的技術。特別是在100Gb/s以上的光傳輸系統中，接收端採用重新定時的時鐘，產生控制光脈衝，時隙特別短，因此，希望控制光的時間抖動儘可能小，就必須儘量降低重新定時的時鐘相位噪聲。在目前的OTDM試驗中，主要採用了兩種方案，一是利用行波半導體雷射放大器的光波混合的鎖相環電路，另一種是利用行波導體雷射放大器內增益調製的鎖相環電路。

在超高速光通信系統中，光時分復用是一種十分有效的方式，而且速率越高，效果越顯著。但是，由於密集波分復用和色散補償技術的進展神速，光時分復用技術的優越性已有所遜色，當傳輸速率在40Gb/s以上時實現OTDM技術有一定困難，井在色散補償方面也有難以解決的問題。