光纤通信_第8章_光复用技术讲解
45页1、1 光复用技术 秦建秋 李亮 2 1. 光复用技术的基本概念 2. 光时分复用技术 3. 光波分复用技术 4. 密集波分复用技术的非线性串扰 内容简介: 3 光纤通信单信道速率40Gbit/s,与光纤带宽潜 力相比相差巨大,有潜力可挖。 电复用技术实验室已到40Gbit/s,但受电子迁移 速率限制,进一步提高速率已十分困难。 克服电复用的这一“瓶颈”,进一步提高光纤 频带的利用率,只有采用光复用技术。 8.1 光复用技术的基本概念 4 8.1 光复用技术的基本概念 复用技术:为提高通信线路利用率,采用同一传输 线路上同时传输多路不同信号而互不干扰的技术 把通信资源(带宽、时隙)固定分配给各个终端 。一旦分配确定,这个终端是否通信,都占用这个 频带或时隙,直到拆线为止。 比如:电话比如:电话 两种复用方式: 1.静态复用(同步复用) 8.1 光复用技术的基本概念 2.动态复用(统计复用) 全称“统计时分多路复用”(Statistical Time Division Multiplexing,STDM),或称“异步时分多路复用”。 只把需要传送信息的终端接入公共信道, “动态地 ”按需分配
2、其时隙。从而更有效提高了线路利用率。 统计表明:统计复用比静态时分复用提高传输效 率24倍。 比如:数据通信-Internet 5 注意: 上述复用技术能增加线路容量,提高线路利用率。 但相对于巨大的光纤带宽潜能,单独采用某一复用技术 还只能是使用光纤的很小一部分带宽资源,为此,可以复合 采用几种复用技术。 例如:在每个时隙先采用码分复用,再采用时分复用 ,然后将时分复用以后的信号再调制在不同的波长上。 8.1 光复用技术的基本概念 6 8.2 光时分复用技术 电子器件的极限速率大约在40Gb/s左右,现在通过电 时分复用(TDM)已经达到这个极限速率。 光时分复用(OTDM)的原理与电时分复用相同,只不 过电时分复用是在电域中完成,而光时分复用是在光域中 进行,即将高速的光支路数据流(例如10Gbit/s,甚至 40Gbit/s)直接复用进光域,产生极高比特率的合成光数据 流。目前能查到的OTDM技术实现的单信道复用速率为 640Gbit/s。 7 8.2 光时分复用技术 如今WDM技术研究非常热,有的技术已经成熟并实 用化;而OTDM技术还处于实验研究阶段,许多关键技术 还有待解决
3、。 超短光脉冲光源; 超短光脉冲的长距离传输和色散抑制技术; 帧同步及路序确定技术; 光时钟提取技术; 全光解复用技术。 8 9 8.2 光时分复用技术 根据每个支路每次复用的比特数的不同,分 成: 比特交错OTDM(一个比特); 分组交错OTDM(若干个比特); 它们都需要利用帧脉冲信号(帧同步信号, 帧头)区分不同的复用数据或分组。 8.2 光时分复用技术 1.比特交错OTDM:每个时隙对应一个待复用的 支路信息(一个比特),同时有一个帧脉冲信息,形成 高速的OTDM信号。 主要用于电路交换业务。 10 11 2.分组交错OTDM:每个时隙对应一个待复用支 路的分组信息(若干个比特),帧脉冲作为不同分组的 界限。 主要用于分组交换业务,分组变换业务可以和 IP相结合,有广阔的前景。 8.2 光时分复用技术 8.2.1 比特交错OTDM 复用:(1)锁模激光器产生窄脉冲周期序列; (2)分路器把其分路为n+1路; (3)每路窄脉冲周期序列经外调制,调制后信号经过 适当长度硅光纤延时i; (1) (2) (3) 帧脉冲 比特交错时分复用原理图 12 8.2.1 比特交错OTDM 复用:
4、(4)外调制器的各支路光脉冲流输出+帧脉冲流相 结合=比特交错光时分复用数据流。 (1) (2) (3) 帧脉冲 比特交错时分复用原理图 (4) 13 8.2.2 分组交错光时分复用 复用:(1)与比特交错光复用一样,首先锁模激光器产生窄 脉冲周期序列,经分路器分成n路,每路经一路支路数据流 外调制。 分组交错光时分复用的调制波形图 (1) 14 (1) 8.2.2 分组交错光时分复用 复用:(2)为了减小脉冲的间隔以便实现分组交错复用,每支路 调制后的光数据流需经过一个多级压缩器进行压缩。 若每分组信息比特数为n,压缩级数k=log2n(n=8,k=3)。 (1) (2) 15 第一级压缩后,第1、3、5、7比特被延迟(T- )时间; 第二级压缩后,第(1、2)、(5、6)、(9、10)比特被延迟2(T- )时间; 第三级压缩后,第(1、2、3、4)、(9、10、1l、12) 比特被延迟4(T- ) 时间。 8.2.2 分组交错光时分复用 复用:(3)经过不同的延迟n路信号+帧同步脉冲=分组交错光 时分复用数据流。 16 17 8.3 光波分复用技术 光波分复用(WDM)技术是在一根
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