試論光通信技術(shù)在用戶接入網(wǎng)中的應(yīng)用

1、試論光通信技術(shù)在用戶接入網(wǎng)中的應(yīng)用試論光通信技術(shù)在用戶接入網(wǎng)中的應(yīng)用接入網(wǎng)是指用戶網(wǎng)絡(luò)接口與業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)傳送承載功能的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體。隨著接入網(wǎng)傳送全業(yè)務(wù)的需要和光纖通信技術(shù)的日趨完善和開展，用光纖構(gòu)成接入網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)傳送承載功能已成為接入網(wǎng)的開展方向，光纖寬帶接入網(wǎng)將以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在全業(yè)務(wù)寬帶通信接入網(wǎng)中發(fā)揮主要作用。1.光纖接入網(wǎng)的拓樸構(gòu)造電信網(wǎng)絡(luò)最根本的拓樸構(gòu)造有線形、星形和環(huán)形，由這3種根本構(gòu)造組合而成的有雙星形。環(huán)形星形、雙環(huán)形、樹形、網(wǎng)狀網(wǎng)等等。其中線形、星形包括多星形、樹形、網(wǎng)狀網(wǎng)構(gòu)造是適用于光纖接入網(wǎng)的拓樸構(gòu)造。1.1線形網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造上、下業(yè)務(wù)靈敏，可以節(jié)省光纖，簡化設(shè)備，因此有廣泛的

2、應(yīng)用前景。1.2星形網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造無論是其容量還是其業(yè)務(wù)效勞內(nèi)容都可以根據(jù)需要進(jìn)展擴(kuò)容、晉級(jí)；并且，多星形構(gòu)造饋線局部的復(fù)用系數(shù)很大，所以，采用星形類構(gòu)造，可以大大節(jié)省光纖數(shù)量和建立本錢，是光纖投入網(wǎng)開展中最主要的網(wǎng)絡(luò)拓樸構(gòu)造。1.3樹形網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造適用于播送式信息傳遞，其應(yīng)用有一定的局限性。但是在有線電視或采用tda或da技術(shù)的電信光源光網(wǎng)絡(luò)pn中有很大的應(yīng)用前景。1.4網(wǎng)狀網(wǎng)構(gòu)造經(jīng)濟(jì)、靈敏、維護(hù)運(yùn)行費(fèi)用低，網(wǎng)絡(luò)晉級(jí)方便，在接入網(wǎng)中具有很大的優(yōu)越性。2.光纖用戶接入系統(tǒng)的組成目前，接入網(wǎng)的用戶終端設(shè)備都屬于電氣設(shè)備如計(jì)算機(jī)。 機(jī)、 機(jī)、 機(jī)等，所以在局端和用戶端之間，以光波作為載波，光纖作為傳輸媒介時(shí)

3、，在兩端都要進(jìn)展光信號(hào)與電信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。光通信系統(tǒng)的組成主要有光源、光纖、光檢測器。發(fā)端的光源在電信號(hào)的作用下，發(fā)出與之時(shí)應(yīng)的光信號(hào)，完成電光轉(zhuǎn)換的任務(wù)。常用的光源有半導(dǎo)體激光二極管和半導(dǎo)體發(fā)光二極管。接收端收到從發(fā)端經(jīng)過光纖送來的光載波時(shí)，首先由光檢測器把收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，再經(jīng)過放大平衡，復(fù)原成所需要的電信號(hào)?？梢姡鈾z測器是光信號(hào)接收的關(guān)鍵器件。在光纖通信中，常用的光檢測器有pin光電二極管和雪崩光電二極管。光纖在信號(hào)的傳輸過程中起著媒介的作用。光纖按其傳輸形式可分為單模光纖和多模光纖。在光纖中只能傳送一個(gè)形式時(shí)稱為單模光纖，同時(shí)傳送多個(gè)形式時(shí)稱為多模光纖。目前，在光纖通信

4、系統(tǒng)中使用的載波波長有3個(gè)：0.85p、1.31p、1.55p。第1代光纖通信系統(tǒng)使用的是0.85p波長，多模光纖；第2、3代光纖通信系統(tǒng)使用的是1.31p波長，多模光纖和單模光纖；最新的第4代光纖通信系統(tǒng)是用1.55p波長，單模光纖。光纖的工作頻帶寬，傳送的信號(hào)頻率高，能滿足全業(yè)務(wù)傳輸?shù)男枰?.光信號(hào)的復(fù)用技術(shù)利用光纖作為傳輸媒介，其最重要的特點(diǎn)是光纖可以傳輸很高速率的數(shù)字信號(hào)，并且容量大。光纖的傳輸容量取決于光信號(hào)的復(fù)用技術(shù)。3.1波分復(fù)用d和密集波分復(fù)用dd技術(shù)利用波分復(fù)用器件，將多個(gè)波長不同的光載波合路后在一根光纖卜傳送的方法，稱為波分復(fù)用。利用不同波長的光載波沒不同方向傳輸，還可以

5、實(shí)現(xiàn)單根光纖的雙向傳輸。波分復(fù)用的容量與相鄰兩個(gè)光載波波長之間的間隔有關(guān)。通常將波長間隔比擬大50-100n的系統(tǒng)，稱為d系統(tǒng)；波長間隔比擬小1-10n的系統(tǒng)，稱為密集的波分復(fù)用dd系統(tǒng)；波長間隔小于是1n時(shí)，稱為光頻分復(fù)用fd系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用技術(shù)的關(guān)鍵在于波分復(fù)用器件，即分波和合波器。它們的作用是在發(fā)端將同一系統(tǒng)中各光源產(chǎn)生的不同波長的光合路到一根光纖上傳輸，在接收端將接收到的光信號(hào)分成不同波長的光信號(hào)送到光檢測器進(jìn)展光電轉(zhuǎn)換。光波分復(fù)用技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，利用光波分復(fù)用技術(shù)可以根據(jù)業(yè)務(wù)開展的需要，在原有光纜容量的根底上進(jìn)展擴(kuò)容；波分復(fù)用器件具有方向可逆性，即同一個(gè)器件可用作合波和分波，所以

6、在同一根光纖上可以實(shí)現(xiàn)雙向傳輸；在光波分復(fù)用技術(shù)中，各個(gè)波長工作系統(tǒng)所用的調(diào)制方式、傳輸速率、傳送的信號(hào)類型彼此沒有關(guān)系，但互相兼容。采用d技術(shù)可以增加用戶接入網(wǎng)組網(wǎng)的靈敏性。d技術(shù)在高速寬帶通信網(wǎng)開展中將占有重要地位，它將促使全光通信網(wǎng)成為現(xiàn)實(shí)。3.2頻分復(fù)用fd技術(shù)頻分復(fù)用與波分復(fù)用本質(zhì)上沒有什么區(qū)別，因?yàn)樾盘?hào)的頻率與波長互為倒數(shù)關(guān)系。通常把光載波波長間隔小于1n的系統(tǒng)稱為光頻分復(fù)用系統(tǒng)。與光波分復(fù)用系統(tǒng)類似，光頻分復(fù)用的關(guān)鍵在于頻分復(fù)用器件。由于fd的波長間隔很密，必須用分辨率很高的技術(shù)來選取不同波長的光信號(hào)。目前主要采用兩種方法：可調(diào)諧的光濾波器和相干光通信技術(shù)。fd技術(shù)成熟，復(fù)用系數(shù)

7、高，在混合光纖同軸接入網(wǎng)hf中得到廣泛應(yīng)用。3.3空分復(fù)用sd技術(shù)空分復(fù)用就是利用不同的空間不同的線路構(gòu)成不同的信道傳送各路光信號(hào)的方式。例如在多芯光纜中利用不同的芯纖傳送不同的信號(hào)或者傳送不同方向的信號(hào)?？梢?，sd系統(tǒng)的容量與光纜的芯數(shù)成正比，因此，在光接入網(wǎng)建立初期，業(yè)務(wù)容量小時(shí)采用sd技術(shù)是即簡單又方便的方式。當(dāng)業(yè)務(wù)容量增大，需要擴(kuò)容時(shí)，只要在原有的光纜線路上采用適當(dāng)?shù)墓鈴?fù)用方式，就可以到達(dá)目的。3.4光時(shí)分復(fù)用td技術(shù)光時(shí)分復(fù)用就是讓經(jīng)電光轉(zhuǎn)換后的各路光信號(hào)在不同的時(shí)間占用同一根光纖傳輸。實(shí)現(xiàn)td技術(shù)的關(guān)鍵在于超短脈沖光源、光調(diào)制器、光時(shí)分復(fù)用器、全光解復(fù)用器。采用td技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)超大

8、容量的傳輸，傳輸速率可達(dá)幾百gbits，如日本ntt的160gbits，200ktd光孤子通信系統(tǒng)。td技術(shù)與d技木相結(jié)合，還可以到達(dá)更高的容量。但是目前，當(dāng)光傳輸速率較高時(shí)，很難實(shí)現(xiàn)發(fā)送端與接收端的時(shí)鐘頻率和相位的準(zhǔn)確向步，所以在光接入網(wǎng)上td通信系統(tǒng)還未進(jìn)入實(shí)用化階段。由于td采用高速光信號(hào)處理技術(shù)，易于與將來全光網(wǎng)兼容，所以在將來的高速通信網(wǎng)開展中，也將占有很重要的地位。3.5副載波復(fù)用s技術(shù)副載波復(fù)用技術(shù)是讓各路基帶電信號(hào)光經(jīng)過一次電載波射頻波的調(diào)制，既電的頻分復(fù)用，再將已頻分復(fù)用的電信號(hào)對(duì)光載波即光源進(jìn)展調(diào)制，然后經(jīng)光纖進(jìn)展傳輸。在接收端，憑經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換，恢復(fù)出電頻分復(fù)用信號(hào)群，再經(jīng)過電解調(diào)，恢復(fù)原來的各路基帶電信號(hào)。第一次調(diào)制用的電載波被稱為副載波。利用副載波復(fù)用技術(shù)，所傳送的信號(hào)可以互相獨(dú)立，互不相干，因此可以實(shí)現(xiàn)模擬 、數(shù)字 、圖像信號(hào)以及各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的兼容。目前，s技術(shù)多用于atv多頻道傳輸系統(tǒng)的用戶接入網(wǎng)方案。光纖通信技術(shù)以其大容量、高速率的特點(diǎn)在信息傳輸中已獲得廣泛應(yīng)用。但是，在信號(hào)的整個(gè)傳輸過程中，要經(jīng)過屢次光信號(hào)與電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。由于電子器件存在帶寬