光复用技术

为了进一步提高光通信的传输效率可以采用光复用技术。所谓光复用，是在光域上进行时分复用、频分复用和波分复用，而不是在无线电波段进行复用。

1、光时分复用(OTDM)

光时分复用也是把信号的传输时间分成一个个时隙，不同路的光信号在不同的时隙中传输。

锁模激光器产生激光脉冲，其频率(不是光信号的频率，而是单位时间内的光脉冲数)为5GHz，即光脉冲串中相邻光脉冲之间的间隔为200ps，而每个光脉冲的3dB宽度为14ps，说明相邻两个光脉冲之间的间隔较大，还可以用来传输其它光脉冲，这就为时分复用创造了条件。该脉冲串经过光纤放大器放大以后，由分光器分成四条支路，分别进入四个马赫一曾德尔干涉仪式调制器(M—z调制器)，被四个电信号调制，得到四个比特率为5Gb/s的光数字信号流，后面三个光信号经过不同的时间延迟进入光合路器，正好镶嵌在第一列光脉冲之间，合成为比特率20Gb/s的光数据流，完成了光的时分复用。复用后的信号经过光纤放大器放大，送入光纤传输。在接收端，经过相反的过程进行解复用、解调，又可得到四条支路的电信号。该系统在5GHz的频率上得到了20Gb/s的数据流，具有较高的传输效率。这就是采用光时分复用的优点。

2、光波分复用(WDM)

所谓光波分复用，是将波长间隔为数十纳米的多个光源独立进行调制，让其在同一条光纤中传输，可使光纤中传输的信息容量增加几倍至几十倍。光的波分复用按传输方向可分为单向波分复用和双向波分复用。在单向波分复用系统中，发射端有N个发出不同波长光的激光器，把它们分别进行调制后，利用光的复用器合起来，耦合进一根光纤中传输。在接收端再利用解复用器把这N束波长不同的光载波分开，分别送至相应的光检测器得出各自的信息。

波分复用系统的主要器件是具有不同波长的光源和调制器、解调器、复用器和解复用器等，最具有特色的是复用器和解复用器。复用器和解复用器是双向可逆器件，即同一器件既可作复用器，又可作解复用器，我们把它们统称为波分复用器件。

描述波分复用器件的指标主要有插入损耗、隔离度和信道带宽等。插入损耗是指由于波分复用器件的引入而造成的信号损失，我们希望它越小越好。隔离度是指不同信道之间互相影响的程度，其值越大越好。但一般在发射端由于光源的线宽较窄，对隔离度的要求不太高；而在接收端，由于光检测器在很宽的频率范围内都有较高的灵敏度，对波分复用器件隔离度的要求较高。信道带宽是波分复用器件各输入光源的最小波长间隔，也希望它越小越好。
按照波分复用的原理，有干涉滤光器型、光纤耦台型和光栅型三种波分复用器件。它们分别是由干涉滤光器、光纤耦合滤光器和光栅型滤光器所组成。

3、光的频分复用

同波分复用一样，频分复用也是将多个光源独立进行调制，让其在同一条光纤中传输。但频分复用时，光载波之间的波长(或频率)间隔更小些(例如波长间隔小于1nm)，可以容纳更多的光载波。我们知道，在光纤的1．31um窗口中低损耗区为1．26um～1．36um，带宽约100nm，在1．55um窗口中低损耗区为1．48um～1．58um，带宽也是100nm。在这200nm带宽范围内，如果采用后面介绍的相干光通信技术，可使频分复用光载波之间的波长间隔小到0．1nm，则在200nm范围内可以安排2000个光载波，若每一光载波传输100套电视节目，则在一根光纤中可以传输20万套电视节目。

由于频分复用光载波之间的间隔更小，更适于用频率来描述。利用波长与频率的关系
f=c/f
容易求出
在1.55um窗口，波长间隔为12GHz.