傳輸設備複用技術詳解

傳輸設備複用技術詳解
現在傳輸帶寬越來越大，傳輸設備自然也會越做越大，而這些設備大都采用複用技術，複用技術主要包括時分複用TDM技術、空分複用SDM技術、波分複用WDM技術和頻分複用FDM技術。
1.TDM技術
時分複用TDM技術是指一種通過不同信道或時隙中的交叉位脈衝，同時在同一個通信媒體上傳輸多個數字化數據、語音和視頻信號等的技術。但是，這種技術在電子學通信使用中，由於受到電子速度、容量和空間兼容性諸多方麵的限製，使得電子時分複用速率不能太高。例如，PDH 信號僅達到0.5Gbps，盡管SDH體製信號采用同步交錯複接方法己達到10Gbps（STM-64）的速率，但是，達到20Gbps卻是相當困難的。另一方麵，在光纖中，對於光信號產生的損耗（Attnuation）、反射（Reflectance）、顏色色散（Chromatic Dispersion）以及偏振模式色散PMD（Polarization Mode Dispersion）都將嚴重影響高速率調製信號的傳輸。當信號達到STM-64或者更高速率時，PMD的脈衝擴展效應，就會造成信號“模糊”，引起接 收機對於信號的錯誤判斷從而產生誤碼。這是由於不同模式的偏振光在光纖運行中會產生輕微的時間差，因而一般要求PMD係數必須在0.1ps/km以下。綜上所述，電時分複用技術的局限性，將電子學通信的傳輸速率限製在10～20Gbps以下。

2.SDM技術
對SDM的一般理解是：多條光纖的複用即光纜的複用。在某些地方，有現成的光纖通信網管道，並且還有空餘的位置。所以為了增加容量，可以在管道中拉入更多光纖，這比電子學方法更便捷。對於空分複用的另一種理解是：在一根光纖中實現空分複用，即對於光纖的纖芯區域光束的空間分割。因為單模光纖纖芯部分芯徑僅有9～10mm，而且傳輸的光束波麵各點相位要存在漲落，因而這種波麵的空間分割是極為困難的。盡管最近有人提出了相幹度的理論分割方法，但是距離實用化還有漫長的道路要走。

3.WDM技術
光波分複用是多個信源的電信號調製各自的光載波，經複用後在一根光纖上傳輸，在接收端可用外差檢測的相幹通信方式或調諧無源濾波器直接檢測的常規通信方式實現信道的選擇。采用WDM技術不僅可以擴大通信容量，而且可以為通信帶來巨大的經濟效益。因而，近幾年對這方麵的研究方興未艾，WDM技術是在一根光 纖上承載多個波長（信道）係統，將一根光纖轉換為多條“虛擬”纖，每條虛擬纖獨立工作在不同波長上。每個信道運行速度高達2.5～10Gbps。

4.頻分複用FDM技術
頻分複用(FDM，Frequency Division Multiplexing)就是將用於傳輸信道的總帶寬劃分成若幹個子頻帶(或稱子信道)，每一個子信道傳輸1路信號。頻分複用要求總頻率寬度大於各個子信道頻率之和，同時為了保證各子信道中所傳輸的信號互不幹擾，應在各子信道之間設立隔離帶，這樣就保證了各路信號互不幹擾(條件之一)。頻分複用技術的特點是所有子信道傳輸的信號以並行的方式工作，每一路信號傳輸時可不考慮傳輸時延，因而頻分複用技術取得了非常廣泛的應用。 FDM是將在光纖中傳輸的光波按其頻率進行分割成若幹光波頻道，使其每個頻道作為信息的獨立載體。從而實現在一條光纖中的多頻道複用傳輸。FDM技術可以 與WDM技術聯合使用，使複用路數成倍提高，即首先將光波波道按波長進行粗分，若每個波道寬度為Δλ，則在每個寬度為Δλ波道內，再載入幾個頻道(f1、 f2、…、fn)，每個頻道還可以獨立荷載信息。由於相幹光通信提供了極好的選擇性，因此FDM技術與其相結合，為采用FDM技術的光纖網絡實用化創造了條件。光FDM複用技術設備複雜，對於光器件性能的要求高，因此進入實用工程階段還需要不少努力。