光复用技术
光复用技术
1、复用技术复用技术的主要目的是扩容，传统的扩容方法采用ETDM（电时分复用）方式，但由于现代通信网对传输容量要求的急剧提高，利用TDM方式已日益接近硅和砷化镓技术的极限，并且传输设备的价格也很高，光纤色散和极化模色散的影响也日益加重。
因此人们正越来越多地把兴趣从电时分复用转移到光复用。
光复用有3种技术，即光时分复用（OTDM）、光波分复用（OWDM）以及正处于研究阶段的光码分复用（OCDMA）。
1.WDM技术及OTDM技术迄今为止，WDM技术是研究最多、发展最快、应用最为广泛的技术，经过数年的发展和应用，已趋于成熟，而且越来越成为现代通信系统中不可替代的传输技术。
目前，WDM系统的传输容量正以极快的速度向前发展，直接基于WDM传输的业务也越来越多。
WDM技术正对光通信的发展起着重要的作用，其作为现代超大容量传输规模的复用技术的优越性将体现得越来越为明显。
随着WDM系统单信道速率越来越高、复用的路数越来越多、信道之间的间隔也越来越窄，WDM 系统表现出来的色散（包括偏振模色散）、互相位调制（XPM）和4波混频（FWM）等非线性效应严重地影响了系统的性能，同时对所用光纤的性能、光放大器的带宽范围及增益平坦度、偏振模控制器的性能、分会波器的隔离度等等件的性能都提出了很高的要求。
OTDM指利用高速光开关把多路光信号复用到1路上传输，利用OTDM技术可以。
获得较高的速率带宽比，可克服EDFA增益不平坦、4波混频（FWM）非线性效应等诸多因素限制，而且可解决复用端口的竞争，增加全光网络的灵活性。
虽然，OTDM有以上的优点，但由于其关键技术（高重复率超短光脉冲源、时分复用技术、超短光脉冲传输技术、时钟提取技术和时分解复用技术）比较复杂，更为重要的是实现这些技术的器件特别昂贵，而且制作和实现均很困难，所以这项技术迟迟没有得到很大的发展和应用。
但随着系统扩容的需要、技术的不断创新、器件制造水平的不断提高以及克服单单依*WDM技术不足以解决的困难，最终OTDM 也将得到很大的发展和应用。
光粗波分复用技术及应用
光粗波分复用技术与应用ＣＷＤＭ技术多业务宽带城域网正逐渐成为电信和网络建立的热点，随着城域网中业务的不断丰富和增加，对城域网的容量要求也越来越高。
然而，在目前的城域网中，许多已敷设了光纤的运营商其传输资源已非常有限，因此要增加城域网带宽容量。
增加光路带宽的方法有两种：一是提高光纤的单信道传输速率；二就是增加单光纤中传输的波长数，即波分复用技术〔ＷＤＭ〕。
ＷＤＭ利用光复用器将不同光纤中传输的波长结合到一根光纤中传输，在链路的接收端，利用解复用器将分解后的波长分别送到不同的光纤，并接到不同的接收设备。
ＤＷＤＭ〔密集波分复用〕的巨大带宽和传输数据的透明性，无疑是当今光纤应用领域的首选技术，人们自然也希望能将其作为城域网的传输平台。
城域网具有传输距离短、拓扑灵活〔环型、星型、网状网等〕和业务接口复杂多样化，而ＤＷＤＭ一般不提供低速接口，不能适应城域网复杂的各种接入方式，如照搬主要用于长途传输的ＤＷＤＭ，必然带来本钱上过高。
同时ＤＷＤＭ对城域网的灵活多样性也难以适应。
是否有可能以较低的本钱享用波分复用技术呢.面对这一宽带需求，ＣＷＤＭ〔粗波分复用〕应运而生。
ＣＷＤＭ是一种波分复用技术，它能够延续ＤＷＤＭ的技术优势，具有ＤＷＤＭ技术所不具备的多业务接口、低本钱、低功耗、小尺寸等优点。
它利用光复用器，可以把在不同光纤中传输的波长复用到一根光纤中传输；在链路的接收端，利用解复用器再将波长恢复为原来的波长。
相对于ＤＷＤＭ来说它复用波长之间间隔比较宽，为２０ｎｍ，最多可复用８个波。
因此ＣＷＤＭ对激光器、复用／解复用器的要求大大降低，同时在不需要放大器的情况下可以传输５０.８０ｋｍ，采用这种方式建立城域网或网络扩容，可极大地减少组网本钱。
目前，电信市场正处在相对低迷阶段，运营商紧缩开支，更重视投资小、回报快的工程。
城域网和接入网的带宽瓶颈仍然存在，ＷＤＭ系统需求仍很大。
ＣＷＤＭ系统的出现正好顺应了这个形势，它能有效的提供高的带宽，而比ＤＷＤＭ廉价６０％以上，正在越来越受到运营商的青睐。
光复用技术
频移方向与d|E|2/dt的符号有关。
当两个或多个不同波长的光波在光纤 中同时传输时，某特定信道的相移不仅取 决于该信道自己场强的变化，也取决于其 它相邻信道场强的变化，这种现象称之为 交叉相位调制(Cross Phase Modulation， CPM或XPM)。第j个信道的非线性相移为：
8.4.4 四波混频
式中：d为二阶非线性系数；χ(3) 为三阶非 线性系数。
当光脉冲在光纤中传播时其相位改变 为： 式中：k0=2π/λ；L为光纤的长度。 是相位变化的线性部分，而
由于光场自身引起的附加相位变化， 这 种 效 应 称 之 为 自 相 位 调 制 ( Self-Phase Modulation，SPM)。 这种相位的变化引起信号频率的瞬时 变化(频移)为：
图 8 7 分 组 交 错 复 用 原 理 图
.
一种实用的方法是采用与门堆，首先 将输入的高速串行的复用数据流变换为低
速的并行数据流，然后再进行处理。
8.3 密集波分复用技术
光 波 分 复 用 ( Wavelength Division Multiplexing，WDM)技术是在一根光纤中同时 传输多个波长光信号的一项技术。其基本原理是 在发送端将不同波长的光信号组合起来(复用)， 并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输， 在接收端又将组合波长的光信号分开(解复用)， 并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终 端，因此将此项技术称为光波长分割复用技术， 简称光波分复用技术。
4. 开放式波分复用系统
开放式系统就是在波分复用器前加入 波 长 转 换 器 ( Optical Transition Unit， OTU)，将SDH非规范的波长转换为标准波
长，如图8.13 所示。
光波分复用技术
光波分复用技术摘要：本文从光波分复用基本原理入手，介绍了光波分复用系统的组成及各部分功能，和系统的分类。
对WDM技术在实际应用中存在的问题及影响WDM 系统性能因素进行了初步的探讨，并提出了光波分复用系统的安全保护方法。
关键词：光波分复用；扩容一、光波分复用技术（WDM）的原理WDM本质上是光域上的频分复用技术。
其基本原理是根据每一信道光波频率（或波长）的不同将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器）将不同规定波长的信号光载波合并起来进入一根掺铒光纤放大器对光信号进行放大，再送入一根光纤进行传输。
在接收端由波分复用器（分波器）将这些不同波长、承载不同信号的光载波分开，送往不同波长的光检测器，再对每个信号进行处理。
因为每个光源以不同的波长工作，所以当在接收端转换成电信号时，可以完整的保持来自每个光源的独立信息，从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输[1]。
二、WDM系统的组成和分类1、WDM系统的组成及各部分功能WDM系统一般包括光发射机、光中继放大器、光接收机、光监控信道和网络管理系统五部分。
光发射机是光波分复用系统的核心，它发出的光信号波长不同，但精度和稳定度满足一定要求，信号经过光波分复用器合成一路送入光功率放大器放大，然后耦合到光纤上进行传输。
光中继放大器一般采用掺铒光纤放大器（EDFA），主要是用于补偿光信号由于长距离传输所造成信号衰减。
光接收机主要由前置放大器、光分波器等组成。
光前置放大器首先放大经传输而衰减的光信号，然后利用分波器分离各特定波长的光信号而后进行接收；网络管理系统是通过光监控信道的物理层传送开销字节到其它节点或接收其它节点的开销字节对光波分复用系统迸行管理。
主要实现配置、故障、性能、安全管理等功能，并与上层管理系统相连。
2、WDM系统的分类光波分复用系统按照结构原理可分为双纤单向传输光波分复用系统和单纤双向传输光波分复用系统；按照线路中是否配置掺铒光纤放大器又可分为有线路放大器波分复用系统和无线路放大器波分复用系统；按照有无波长转发器还可分为集成式波分复用系统和开放式波分复用系统。
复用技术的基本概念
复用技术的基本概念光纤通信复用技术主要分为：光波复用和光信号复用两大类．光波复用包括波分复用(wDM)和空分复用(sDM)，而光信号复用包括时分复用( TDM)，此外还有光码分复用（OCDM)、副载波复用(SCM)技术．在此先对复用概念进行讨论．1.光波分复用光波分复用是指将两种或多种各自携带有大量信息的不同波长的光载波信号，在发射端经复用器汇合，并将其耦合到同一根光纤中进行传输，在接收端通过解复用器对各种波长的光载波信号进行分离，然后由光接收机做进一步的处理，使原信号复原，这种复用技术不仅适用于单模戏多模光纤通信系统，同时也适用于单向或双向传输．波分复用系统的工作波长可以从0.8 μm到1.7μm，由此可见，它可以适用于所有低衰减、低色散窗口，这样可以充分利用现有的光纤通信线路，提高通信能力，满足急剧增长的业务需求。
当同一根光纤中传输的光载波路数更多，波长间隔更小（通常小于0.8 nm）时，时分系统称为密集波分复用系统．由此可见，此复用的通信容量成倍地得到提高，这样可以带来巨大的经济效益。
当然，由于其信道间隔小，在实现上所存在的技术难点也比波分复用的大些，因而在光频分复用系统中，各支路信号是在发射端从适当的调制方式调制在相应的光载频上，再依靠光功率耦合器件耦合到一根光纤中进行传输，在接收端义采用滤波器将各种光载波信号分开，从而完成复用、解复用的过程。
2.空分复用所谓空分复用就是利用空问分割，根据需要构成不同的信道进行光复用的一种复用技术，例如，一根光缆中的两根光纤可以构成两个不同的信道，也可以构成不同传输方向（一根去向，一根来向）的一个系统，这是目前普遍使用的最为简单的复用方式。
随着技术的不断提高，人们对空间分割的理解更加深刻，使空间复用向着多路空分复用通信方式发展，例如，对于一幅由若干象素构成的图像来说，如果用一根光纤传送其中一个象素的信息，这样通过利用多芯光纤可使传输图像的传输速率成数量级的提高，同时仍保持其良好的色保持特性和透光性．这是空分复用的一个发展方向。
光复用新技术
光纤通信技术的现状及前景摘要：近年来，光纤通信技术得到了长足的发展，新技术不断涌现，这大幅提高了通信能力，并使光纤通信的应用范围不断扩大。
关键词：光纤通信传输发展引言光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。
在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波的频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多,所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。
光纤是用玻璃材料构造的,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路,光纤之间的串绕非常小；光波在光纤中传输,不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听；光纤的芯很细,由多芯组成光缆的直径也很小,所以用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题。
自光纤通信问世以来，整个通信领域发生了革命性变化，它使高速率、大容量的通信成为可能。
由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点而备受业内人士的青睐，发展非常迅速。
光纤通信系统的传输容量从1980～2000年2O年间增加了近10000倍，传输速度在过去的1O年中提高了约100倍。
目前我国长途传输网的光纤化比例已超过80％，预计到2010年，全国光缆建设总长度将再增加约105km，并且将有11个大城市铺设10G以上的大容量光纤通信网络。
1.光纤通信技术的现状光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。
近年来，光纤通信技术得到了长足的发展，新技术不断涌现，这大幅提高了通信能力，并使光纤通信的应用范围不断扩大。
1.1波分复用技术波分复用(WDM，Wavelength Division Multiplexing)技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，根据每一信道光波的频率或波长不同将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道。
把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器(合波器)将不同规定波长的信号光载波合并起来送人l根光纤进行传输。
在接收端，再用1个波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。
光纤通信中应用的新技术
一﹑光纤通信中应用的新技术1.1光弧子通信1844年，苏格兰海军工程师约翰·斯科特·亚瑟对船在河道中运动而形成水的波峰进行观察，发现当船突然停止时，原来在船前被推起的水波依然维护原来的形状、幅度和速度向前运动，经过相当长的时间才消失。
这就是著名的孤立波现象。
孤立波是一种特殊形态的波，它仅有一个波峰，波长为无限，在很长的传输距离内可保持波形不变。
人们从孤立波现象得到启发，引出了孤子的概念，而以光纤为传输媒介，将信息调制到孤子上进行通信的系统则称作光孤子传输系统。
光脉冲在光纤中传播，当光强密度足够大时会引起光脉冲变窄，脉冲宽度不到1个Ps，这是非线性光学中的一种现象，称为光孤子现象。
若使用光孤子进行通信可使光纤的带宽增加10～100倍，使通信距离与速度大幅度地提高。
于常规的线性光纤通信系统而言，限制其传输容量和距离的主要因素是光纤的损耗和色散。
随着光纤制作工艺的提高，光纤的损耗已接近理论极限，因此光纤色散便成为实现超大容量光纤通信亟待解决的问题。
光纤的色散，使得光脉冲中不同波长的光传播速度不一致，结果导致光脉冲展宽，限制了传输容量和传输距离。
由光纤的非线性所产生的光孤子可抵消光纤色散的作用。
因此，利用光孤子进行通信可以很好地解决这个问题。
光纤的群速度色散和光纤的非线性，二者共同作用使得孤子在光纤中能够稳定存在。
当工作波长大于1．3¨m时，光纤呈现负的群速度色散，即脉冲中的高频分量传播速度快，低频分量传播速度慢。
在强输入光场的作用下，光纤中会产生较强的非线性克尔效应，即光纤的折射率与光场强度成正比，进而使得脉冲相位正比于光场强度，即自相位调制，这造成脉冲前沿频率低，后沿频率高，因此脉冲后沿比脉冲前沿运动得快，引起脉冲压缩效应。
当这种压缩效应与色散单独作用引起的脉冲展宽效应平衡时即产生了束缚光脉冲——光孤子，它可以传播得很远而不改变形状与速度。
光孤子通信的关键技术是产生皮秒数量级的光孤子和工作在微波频率的检测器。
光波分复用(WDM)技术
光波分复用(WDM)技术作者：宋小勇摘要: 波分复用(WND)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经合波器(亦称复用器)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。
这种在同一根光纤中同时传输两个或多个不同波长光信号的技术，称为波分复用。
关键词波分复用技术（WDM），光纤，光传输网，交叉连接Light WDM techniqueSONG Xiao yongSummary:WDM (WND) is to two or more different wavelengths of light carrier signal (carry all kinds of information) in the sender and the chopper (also called multiplex) rendezvous in together, and coupled to the light of the same root fiber line undertakes transmission technology; In the receiver, the solution multiplex (also called points chopper or say to multiplex, Demultiplexer) will be various wavelengths of light carrier separation, then by optical receiver for further treatment in order to restore the original signal. This in the same root in the fiber simultaneously transmit two or more different wavelengths of light signal technology, known as WDM.Key words:WDM technology (WDM), optical fiber, optical transmission network, crossing connection0引言WDM是一种在光域上的复用技术，形成一个光层的网络既全光网，将是光通讯的最高阶段。
光电复用口技术
光电复用口技术摘要：一、光电复用技术简介1.光电复用技术的概念2.光电复用技术的发展历程3.光电复用技术的主要应用领域二、光电复用技术的原理1.光波分复用技术2.光时分复用技术3.光码分复用技术三、光电复用技术的优势与挑战1.优势a.提高传输速率b.增加信道容量c.降低传输成本2.挑战a.技术复杂性b.设备成本c.兼容性问题四、我国光电复用技术的发展现状与展望1.发展现状a.技术研究进展b.产业应用情况2.发展展望a.未来发展趋势b.我国在光电复用技术领域的发展机遇与挑战正文：光电复用技术是一种将光信号与电信号相互转换并复用在一起的技术，通过这种技术可以实现多种信号在同一光纤上的传输，从而提高光纤的利用率，满足现代通信网络高速率、大容量、低功耗的需求。
一、光电复用技术简介光电复用技术自20 世纪60 年代发展至今，已经经历了几个阶段。
起初，主要采用模拟信号进行光电复用；随着数字技术的发展，数字信号逐渐成为光电复用的主要对象。
目前，光电复用技术已经广泛应用于光纤通信、无线通信、数据中心等领域。
二、光电复用技术的原理光电复用技术主要包括光波分复用技术、光时分复用技术和光码分复用技术。
光波分复用技术是将多路光信号通过不同的波长进行复用；光时分复用技术是将多路光信号按照时间顺序进行复用；光码分复用技术则是通过编码和解码将多路光信号进行复用。
三、光电复用技术的优势与挑战光电复用技术具有显著的优势，如提高传输速率、增加信道容量、降低传输成本等。
然而，这项技术也面临着一些挑战，如技术复杂性高、设备成本较高等问题。
此外，光电复用技术在实际应用中，还需要克服兼容性等问题。
四、我国光电复用技术的发展现状与展望我国在光电复用技术领域取得了显著的研究成果，技术研究进展迅速。
同时，我国光电复用技术在产业应用方面也取得了良好的成果。
展望未来，随着5G、物联网等技术的快速发展，光电复用技术将在通信领域发挥更大的作用。
光纤波分复用技术及WDM工作原理
在WDM系统中理想的光源应能够按照需要调节到不同的波长上。温 度的调节只能实现微调。当这种微调不能使LD工作在需要的波长上时，这 个激光器就不能在WDM系统中应用。如果激光器可调谐，且调谐范围足够 宽，可工作在1550nm窗口任意一个波长上，这样的可调谐激光器就成为 理想的光源。实现宽的调谐范围有以下几种方法。 采用分段式DBR LD 图8.3.2为一个三段式DBR LD的示意图。三段分别为有源段﹑相位段 和布拉格段，各段之间彼此电隔离，并且通过各自独立的电极来提供电流， 三段作为一个整体形成一个光学谐振腔。有源段为高掺杂区，为激光器提 供增益。相位段为无源区，为光波提供相位移。只有那些在谐振腔内往返 一次相位移等于2π的整数倍的光波才能形成震荡。若改变相位段的电流I2， 就改变了相位，也就等效于改变了谐振腔的光学长度，因而改变了谐振波 长。布拉格段也为无源区，电流的改变引起该段材料的有效折射率发生改 neff 变，从而引起布拉格波长的改变。调谐范围可用下式进行计算： neff 其中，为波长调谐范围，neff 为有效折射率的改变量，和neff分别表 示激光器的工作波长和有效折射率。实际中，折射率的最大改变量约为1%， 因此，波长最大可调谐范围在10nm量级。
2. 可作为WDM系统光源的激光器件
WDM系统对激光器有如此严格的要求，那么，如何使LD发射的波长恰 好满足ITU-T的规定呢？我们从半导体激光器的工作原理知道，LD发射的光波 波长范围取决于半导体材料的带隙，而精确的波长则由LD的谐振腔决定。在 设计制作器件时，通过调节DFB LD中布拉格光栅的周期来调节中心波长，使 其工作在规定的波长上。同时由于材料的折射率随着电流和温度的变化而变 化，导致等效腔长发生变化。通过改变电流和温度参数可实现工作波长的精 细调节。但是，调节工作电流无疑会改变激光器的输出功率。实际WDM系统 中常通过微调各个分立的LD的温度来实现波长的调谐。也可将这些分立的LD 集成在一个芯片上，形成激光器阵列。但是，如何将这样的阵列所发出的光 耦合到一根光纤中是一个必须解决的问题。采用阵列波导光栅AWG作复用器， 与激光器阵列集成在一个芯片上，将有可能解决上述问题。关于激光器阵列 以及与AWG集成的研究正在进行之中。
7.2光波分复用技术
(6) 信道宽度 信道宽度是指各光源之间为避免串扰应具有的波长间隔。
(7) 偏振相关损耗 偏振相关损耗(PDL: Polarization dependent Loss)是指由 于偏振态的变化所造成的插入损耗的最大变化值。
⑦ 美国Qtera 和Qwest: 两个波带4路×10Gb/s和2路×10Gb/s 沿NZDF光纤传输23×105km=2415km, 这个试验虽然WDM路数不 多，但在陆地光缆中却是最长距离。
7.2.3 WDM技术的主要特点
所以双向WDM系统的开发和应用相对说来要求较高，但与 单向WDM系统相比，双向WDM系统可以减少使用光纤和线路 放大器的数量。
3. 光波分复用器的性能参数 光波分复用器是波分复用系统的重要组成部分，为了确保
波分复用系统的性能，对波分复用器的基本要求是： • 插入损耗小 • 隔离度大 • 带内平坦，带外插入损耗变化陡峭 • 温度稳定性好 • 复用通路数多 • 尺寸小等
(1) 插入损耗 插入损耗是指由于增加光波分复用器/解复用器而产生的附 加损耗；
(2) 串扰抑制度 串扰是指其他信道的信号耦合进某一信道，并使该信道传 输质量下降的影响程度，有时也可用隔离度来表示这一程度；
(3) 回波损耗 回波损耗是指从无源器件的输入端口返回的光功率与输入 光功率的比；
(4) 反射系数 反射系数是指在WDM器件的给定端口的反射光功率与入射 光功率之比；
③ 日本富士通(Fujitsu): 128路×10.66Gb/s， 经过C和L波带 （注：C波带为1525～1565nm，L波带为1570～1620nm），用分 布喇曼放大(DRA: Distributed Raman Amplification), 传输距离达 6×140km=840km;
波分复用技术
波分复用技术一、引言为了开发光纤的带宽潜能，提高信息传输能力，可以采用光复用技术，主要的光复用技术有波分复用、时分复用、空分复用和码分复用等。
其中,波分复用（WDM）是当今最主要的光复用技术。
波分复用是指在一条光纤上同时传输几个、几十个、甚至几千个不同波长的光载波信道，每个光载波携带不同的信息，从而使得光纤的传输能力成倍增加。
二、WDM的工作原理及其技术特点光波分复用是将两种或多种不用波长的光载波信号（携带有各种类型的信息），在发送端经复用器把这些光载波信号汇合在一起，并耦合到光线路中同一根光纤中进行传输；在接收端经分波器将各种波长的光载波进行分离，然后由光接收机相应的进一步处理恢复信号。
这种复用可以是单向传输也可以是双向传输。
WDM技术之所以可以在近几年得到迅猛发展，是因为它具备以下优点：（1）超大容量传输，节约光纤资源WDM技术使单根光纤的传输容量比用单波长传输时的容量呈几倍甚至几十倍的增长，使现有光纤的带宽资源得到更好地利用。
（2）各信道透明传输，平滑升级、扩容只要增加复用信道数量与设备就可以增加系统的传输容量以实现扩容，WDM系统的各复用信道是彼此相互独立的，所以各信道可以分别透明地传送不同的业务信号，如语音、数据和图像等，彼此互不干扰，这给使用者带来了极大的便利。
（3）利用EDFA实现超长距离传输EDFA具有高增益、宽带宽、低噪声等优点，且其光放大范围为1530(1565nm，但其增益曲线比较平坦的部分是1540(1560nm)它几乎可以覆盖WDM系统的1550nm的工作波长范围。
所以用一个带宽很宽的EDFA就可以对WDM系统的各复用光通路信号同时进行放大，以实现系统的超长距离传输，并避免了每个光传输系统都需要一个光放大器的情况。
WDM系统的超长传输距离可达数百公里同时节省大量中继设备，降低成本。
（4）提高系统的可靠性由于WDM系统大多数是光电器件，而光电器件的可靠性很高，因此系统的可靠性也可以保证。
光电复用命令 -回复
光电复用命令-回复关于光电复用命令的解释和应用。
光电复用（Wavelength-Division Multiplexing，WDM）是一种通信技术，通过同时传输多个光信号，每个光信号占据不同的光波长，实现光纤通信中的多路复用。
光电复用命令是对光电复用系统进行配置和管理的指令，可以设置光信号的波长、增益、速率等参数，以便满足不同传输需求。
一、光电复用命令的基本概念和作用光电复用命令是一组指令集，用于配置和管理光电复用系统。
它通过与光电复用设备进行交互，实现对通信信道的灵活控制和配置。
光电复用命令可以设置每个光信号的波长、功率、速率等参数，以及光纤中光信号的传输路径和连接关系，从而优化整个系统的通信性能和资源利用率。
光电复用命令的主要作用包括：1. 调节和设置光信号波长：光电复用系统中可以同时传输多个光信号，每个光信号占据不同的光波长。
通过光电复用命令，可以灵活调节和设置每个光信号的波长，以满足不同传输需求。
2. 控制光信号的传输速率：光信号的传输速率是指每秒传输的比特数，通过光电复用命令可以控制每个光信号的传输速率，从而适应不同传输距离和信号质量要求。
3. 管理光纤中的光信号连接关系：光电复用命令可以设置光纤中光信号的连接关系，包括点对点、星型、环形等不同连接方式，从而优化整个系统的通信效率和可靠性。
4. 监测和管理光信号的功率和质量：光电复用命令可以监测和管理光信号的功率和质量，包括光信号的衰减、增益、信噪比等参数，以确保光信号的传输质量和稳定性。
二、光电复用命令的具体应用场景和案例光电复用命令在光纤通信中具有广泛的应用，下面是一些具体的应用场景和案例：1. 长距离光纤通信：在长距离光纤通信中，光电复用命令可以调节光信号的功率和波长，优化光信号的传输质量，提高通信的可靠性和覆盖范围。
2. 光纤城域网：在城域网中，光纤通信起到了基础设施的作用，光电复用命令可以配置不同光信号的波长和速率，实现多路复用和共享光纤资源，提高网络的带宽和容量。
复用技术的原理解析
一：什么是复用技术随着”光进铜退”逐渐成为园区网的技术主流，一方面由于资源受限，制造成本不断增加，光纤链路的铺设费用也在逐年增长，同时对于无线传输媒介来说，有限的可用频率也是非常宝贵的资源。
因此，对于通信线路的利用率提升成为了大家关注的重点，多路复用技术应运而生。
多路复用技术就是通过在一条通信线路上传输多路信号，从而提升光通信线路利用率的技术。
目前最常用的多路复用技术有波分复用、时分复用、频分复用、码分复用。
今天会重点对波分复用和时分复用展开来讲。
二：什么是波分复用技术2.1波分复用概念波分复用（WDM））是一种通过使用不同波长（即颜色）的激光将多个光载波信号复用到一根光纤上的技术，参考图一示意。
波分复用可以实现在一根光纤上双向通信，并实现容量的成倍增长。
波分复用技术是基于频分复用技术（FDM），可以将一个信道的带宽按照一定的数值分为多个信道（一般按照20nm为一个单位）。
在波分复用网络中，每个信道都被称为一个波长，每个信道以不同的频率和不同的光波长进行信息传输互达。
每个波长彼此分离，可以实现天然的物理隔离，k 可以有效防止他们互相干扰。
2.2 波分复用的工作原理波分复用技术，是将多个不同波长(或频率)的调制光信号(携带有用信息)在发送端经复用器(也叫合波器，Mux)合路到一起送入光线路(光纤传输链路)的同一根光纤中进行传输，在接收端用解复用器(也叫分波器，demux)将不同波长信号分开接收的技术，原理图见下方示意图。
一个波分系统包含很多的功能单元，如光转发单元(OTU)，用于转发客户侧数据业务到线路侧的光口；光合波单元(OMU)和光分波单元(ODU)，分别用于将多个波长光信号合并和分开;以及光功率放大器(OBA)，光线路放大器(OLA)和光前置放大器(OPA)，分别用于发端，链路，和接收端光信号放大。
当然还应该包括光监控信道(OSC)，完成业务和链路的监控以便网络管理和维护。
三、什么是时分复用3.1 时分复用原理时分复用（TDM）是采用统一物理连接的不同时段来传输不同的信号，也能达到多路传输的目的。
三种复用技术
三种复用技术在光纤通信中，复用技术被认为是扩展现存光纤网络工程容量的主要手段。
复用技术主要包括时分复用TDM（Time Division Multiplexing）技术、空分复用SDM（Space Division Multiplexing）技术、波分复用WDM（WaveLength Division Multiplexing）技术和频分复用FDM（Frequency Division Multiplexing）技术。
但是，因为FDM和WDM一般认为并没有本质上的区别，所以可以认为波分复用是＂粗分＂，而频分复用是＂细分＂，从而把两者归入一类。
下面主要讨论SDM、TDM和WDM三种复用方式。
TDM技术TDM技术在电子学通信中已经是很成熟的复用技术。
这种技术就是将传输时间分割成若干个时隙，将需要传输的多路信号按一定规律插入相应时隙，从而实现多路信号的复用传输。
但是，这种技术在电子学通信使用中，由于受到电子速度、容量和空间兼容性诸多方面的限制，使得电子时分复用速率不能太高。
例如，PDH信号仅达到0.5Gbps，尽管SDH体制信号采用同步交错复接方法己达到10Gbps（STM-64）的速率，但是，达到20Gbps却是相当困难的。
另一方面，在光纤中，对于光信号产生的损耗（Attnuation）、反射（Reflectance）、颜色色散（Chromatic Dispersion）以及偏振模式色散PMD（Polarization Mode Dispersion）都将严重影响高速率调制信号的传输。
当信号达到STM-64或者更高速率时，PMD的脉冲扩展效应，就会造成信号＂模糊＂，引起接收机对于信号的错误判断从而产生误码。
这是由于不同模式的偏振光在光纤运行中会产生轻微的时间差，因而一般要求PMD系数必须在0.1ps/km以下。
综上所述，电时分复用技术的局限性，将电子学通信的传输速率限制在10～20Gbps以下。
SDM技术对SDM的一般理解是：多条光纤的复用即光缆的复用。
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频移方向与d|E|2/dt的符号有关。
当两个或多个不同波长的光波在光纤 中同时传输时，某特定信道的相移不仅取 决于该信道自己场强的变化，也取决于其 它相邻信道场强的变化，这种现象称之为 交叉相位调制 (Cross Phase Modulation， CPM 或XPM)。第 j个信道的非线性相移为：
(5) 降低器件的超高速要求。
8.3.1 WDM
WDM 系统从不同的角度可以分为不 同的类型，常见的分类方法有：从传输方 向分，可以分为双纤单向波分复用系统和 单纤双向波分复用系统；从光接口类型分， 可以分为集成式波分复用路同时在一根 光纤上沿同一方向传送，如图8.10所示。
图8.10 双纤单向传输示意图
2.
同一光波分复用器既可作合波器，又 可作分波器，具有方向的可逆性，因此， 可以在同一根光纤上实现双向传输。
3.
考虑到各波长之间的影响最小和更多 厂家的设备能互通工作， WDM 使用的激 光器发出的光的中心波长、波长间隔、中 心频率偏移等均有严格的规定，必需符合 ITU-T G.692建议。
8.4.3 自相位调制和交叉相位调制
这一极化过程由极化强度矢量P(r，t) 与电场强度矢量E(r，t)的关系来描述。
P=ε0χE
式中：ε0是自由空间的介电常数； χ是介质 的极化率。
在强电场作用下，介质呈现非线性，
此时P随电场E发生非线性变化，这种非线
性函数可以围绕E＝0展开成泰勒级数：
P=ε0χE+2dE2+4χ(3)E3+…
图 8 7 分 组 交 错 复 用 原 理 图
.
一种实用的方法是采用与门堆，首先 将输入的高速串行的复用数据流变换为低
速的并行数据流，然后再进行处理。
8.3 密集波分复用技术
光 波 分 复 用 ( Wavelength Division Multiplexing，WDM) 技术是在一根光纤中同时 传输多个波长光信号的一项技术。其基本原理是 在发送端将不同波长的光信号组合起来 ( 复用 ) ， 并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输， 在接收端又将组合波长的光信号分开 (解复用 ) ， 并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终 端，因此将此项技术称为光波长分割复用技术， 简称光波分复用技术。
Ω=ωp-ωs
受激布里渊散射产生的斯托克斯波传 播方向与泵浦波相反。
光纤中受激布里渊散射的阈值功率可 以近似表示为：
式中： Aeff 为光纤纤芯有效面积， Leff 为光 纤的有效长度，分别如式(8-2)和式 (8-3)所 示； gB 为布里渊放大系数。在实际应用中 为了简化式(8-4)，G.650建议又给出了经验
波分复用技术有以下主要特点。
(1) 可以充分利用光纤的巨大带宽潜 力，使一根光纤上的传输容量比单波长传 输增加几十至上万倍。
(2) N个波长复用以后在一根光纤中传 输，在大容量长途传输时可以节约大量的 光纤。
(3) 波分复用通道对传输信号是完全透
明的，即对传输码率、数据格式及调制方
式均具有透明性，可同时提供多种协议的 (4) 可扩展性好。
8.4.4
四波混频(Four Wave Mixing，FWM) 是指两个以上不同波长的光信号在光纤的 非线性影响下，除了原始的波长信号外还 会产生许多额外的混合成分(或叫边带)。 四波混频边带的出现会导致信号功率 的大量耗散。 四波混频的门限功率最低，在 0dBm 左右，必须足够重视。
8.2 光时分复用技术
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。
8.2.1 比特交错光时分复用
光纤通信经过30多年的发展，单信道
实用化系统的传输速率从1976年的
45Mbit/s发展到了10Gbit/s，线路的利用率 得到了很大提高(但与光纤巨大的带宽潜力 相比这点带宽还微不足道)。
光波分复用(WDM)技术是在一芯光纤 中同时传输多波长光信号的一项技术。其 基本原理是在发送端将不同波长的光信号 组合起来，并耦合到光缆线路上的同一根 光纤中进行传输，在接收端将组合波长的 光信号分开，并作进一步处理，恢复出原 信号后送入不同的终端。
式中：Aeff为纤芯有效面积。 式中： s0 为单模光纤的模场半径； gR 喇曼 放大系数；Leff为光纤的有效互作用长度， 简称有效长度。
式中：L为光纤的长度； α为光纤的衰减系 数。光纤越长，Leff也越长。
8.4.2 受激布里渊散射串扰
受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering，SBS)与受激喇曼散射在物理过 程上十分相似，入射频率为 ωp 的泵浦光将 一部分能量转移给频率为ωs的斯托克斯 波，并发出频率为Ω的声波。
为了进一步提高光纤带宽利用率，相 邻两光载波的间隔将越来越小，一般认为： 当相邻光载波的间隔小到0.1nm(10GHz)以 下时，此时的复用称为光频分复用。 光时分复用 (OTDM) 技术指利用高速 光开关把多路光信号在时域里复用到一路 上的技术。 光副载波复用 (OSCM) 技术是将基带 信号首先调制到 GHz 的副载波上，再把副 载波调制到THz的光载波上。
8.2.2 分组交错光时分复用
分组交错光时分复用和比特交错光时
分复用一样，首先由锁模激光器产生窄脉
冲周期序列，然后将窄脉冲周期序列分路
为n路，每路窄脉冲周期序列分别被一路支
路数据流(电信号)外调制。
实现压缩的原理框图如图 8.7(b) 所示。图中 的 3dB耦合器起分路和合路作用，它将输入的窄 光脉冲分为两路，或将处理完后的两路光脉冲合 并 为 一 路 ； 两 个 半 导 体 放 大 器 ( Semiconductor Optical Amplifier，SOA)具有高电平驱动时透光， 低电平驱动时吸光的特性，它们的驱动时钟相位 相差 180 °，放大器的作用一是对分路损耗进行 补偿，二是在互补的两路时钟驱动下轮流透光， 从而将光脉冲流分组 ( 每组的比特数取决于驱动 时钟高电平的宽度 ) ，使一组通过延迟线，另一 组则不通过延迟线；延迟线的作用是将比特组延 迟一定的时间。
比特交错光时分复用时，首先由锁模激光 器产生窄脉冲周期序列，然后将窄脉冲周期序列 分路为 n 路，每路窄脉冲周期序列分别被一路支 路数据流(电信号)外调制，对已调制过的第i支路 光数据流(i=1，2，…n)脉冲通过适当长度的硅光 纤 延 时 i×τ( 光 在 硅 光 纤 中 传 播 速 度 约 为 2×108m/s，1km的光纤提供约5μs的时延)，这样， 不同支路光脉冲流延迟时间不同，在时间上复用 不会重叠，便于数据流的复接。
第八章 光复用技术
尽管目前光纤通信单信道实用化系统 的传输速率发展到了10Gbit/s，线路的利用 率有了很大提高，但与光纤巨大的带宽潜 力相比还微不足道。
本章将介绍光时分复用、波分复用、 光频分复用、光码分复用和光副载波复用 等常用的几种光复用技术。
8.1 光复用技术的基本概念 8.2 光时分复用技术
正色散区：红光(波长较长的光)传得较慢。
负色散区：蓝光(波长较短的光)传得较慢。
8.4.1
受 激 喇 曼 散 射 ( Stimulated Raman Scattering，SRS)可以看作是介质中分子振 动对入射光的调制，对入射光产生散射作 用。 L 长的光纤输出端因 SRS 而损耗 50% 的输入功率时，这个输入功率称为阈值功 率。喇曼散射的阈值泵浦功率PR 可以表示 为 ［ 7］ ：
式中： d 为二阶非线性系数； χ(3) 为三阶非 线性系数。
当光脉冲在光纤中传播时其相位改变 为： 式中：k0=2π/λ；L为光纤的长度。 是相位变化的线性部分，而
由于光场自身引起的附加相位变化， 这 种 效 应 称 之 为 自 相 位 调 制 ( Self-Phase Modulation，SPM)。 这种相位的变化引起信号频率的瞬时 变化(频移)为：
8.3 密集波分复用技术
8.4 密集波分复用系统的非线性串扰
8.1 光复用技术的基本概念
复用技术是为了提高通信线路的利用 率，而采用的在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。 另一种复用技术称为“统计复用”。 它 全 称 叫 做 “ 统 计 时 分 多 路 复 用”(Statistical Time Division Multiplexing， STDM)，或称“异步时分多路复用”。
4.
开放式系统就是在波分复用器前加入 波 长 转 换 器 ( Optical Transition Unit， OTU)，将SDH非规范的波长转换为标准波
长，如图8.13 所示。
图8.13 开放式WDM系统
8.3.2 WDM系统基本结构与工
作原理
一般来说，WDM系统主要由以下五部分组 成：光发射机、光中继放大、光接收机、光监控 信道和网络管理系统。 光 发 射 机 是 WDM 系 统 的 核 心 ， 除 了 对 WDM 系统中发射激光器的中心波长有特殊的要 求外，还需要根据WDM系统的不同应用(主要是 传输光纤的类型和无电中继传输的距离 ) 来选择 具有一定色度色散容限的发射机。
经过长距离光纤传输后(80～120km)，
需要对光信号进行光中继放大。
在接收端，光前置放大器 (PA) 放大经
传输而衰减的主信道光信号后，利用分波
器从主信道光信号中分出特定波长的光信
号送往各终端设备。
8.4 密集波分复用系统的非 线性串扰
衰耗是指光纤中传输的光信号随着传 输距离的增长而逐渐减小的特性。克服的 办法主要有：采用高输出功率的激光器， 采用高灵敏度的接收器，采用光放大器等。
光 码 分 复 用 ( OCDM) 技 术 是 CDM(Code Division Multiplexing) 技术和 光纤通信技术相结合的产物，在这种复用 技术中，每个信道不是占用一个给定的波 长、频率或者时隙，而是以一个特有的编 码脉冲序列方式来传送其比特信息。 光波分复用、光时分复用、光副载波 复用和光码分复用都是正在使用和研究的 光纤复用技术，这些技术的使用能增加线 路容量，提高线路利用率。