波分復(fù)用技術(shù)在光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

重慶郵電大學(xué)光電工程學(xué)院 張相國

河南工業(yè)大學(xué)信息科技與工程學(xué)院 李 飛

燕山大學(xué)電氣工程學(xué)院 王龍海

波分復(fù)用技術(shù)在光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

重慶郵電大學(xué)光電工程學(xué)院 張相國

河南工業(yè)大學(xué)信息科技與工程學(xué)院 李 飛

燕山大學(xué)電氣工程學(xué)院 王龍海

隨著時代的發(fā)展與科技的進步，我們的生活質(zhì)量得到了不斷的改善和提高，網(wǎng)絡(luò)在我們?nèi)粘Ｉ钪幸财鸬搅嗽絹碓街匾淖饔茫粩嗌仙木W(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量則是直接引起了網(wǎng)絡(luò)通信負擔(dān)的急劇增大，這更是使得我們必須注意到增加網(wǎng)絡(luò)帶寬容量的重要性。然而，波分復(fù)用技術(shù)的使用則可以有效地對光纖網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量進行擴展，極大地提高了帶寬的利用效率，降低了光纖通信的成本問題，促進了光纖通信系統(tǒng)的進一步推廣。

波分復(fù)用技術(shù)；光纖通信；分析

1 引言

隨著信息時代的到來，光纖通信系統(tǒng)對人類的生活提供了巨大的便利，人們對通信網(wǎng)絡(luò)的依賴也越來越大。我國目前的移動通信系統(tǒng)所采用的主要是光纖技術(shù)，與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)相比，光纖技術(shù)具有安全性高、所占空間小以及傳輸速率快等優(yōu)勢，在實際的工程中得到了越來越多的應(yīng)用。但在光纖通信系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)容量及其抗干擾能力逐漸成為我們目前急需解決的問題。而解決這一問題的關(guān)鍵需要利用復(fù)用技術(shù)，波分復(fù)用技術(shù)則是復(fù)用技術(shù)中對于網(wǎng)絡(luò)容量的拓寬以及抗干擾能力的增強最有效的技術(shù)。

所謂波分復(fù)用技術(shù)，實際則是利用一根傳輸信息量較大的光纖將不同的圖片信息、視頻信息、電話信號、以及控制信號等傳輸給很多不同的用戶。在信息的接收端，我們再把這些組合在一起的信號按需求分給指定的用戶。

2 波分復(fù)用技術(shù)的特點

2.1 提升光纖傳輸容量

波分復(fù)用技術(shù)最大化地利用了光纖傳輸中的低損耗波段，有效地將光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量進行了提升，可以將光纖傳輸容量提升一倍甚至幾倍。目前我們所采用的光纖技術(shù)中僅僅只是利用了很小一部分的光纖低損耗，而波分復(fù)用技術(shù)能夠給我們提供使用的單模光纖寬帶在25THz左右，我們所能利用的傳輸寬帶是十分充足的。

2.2 靈活性較強

針對早期生產(chǎn)建立起來的鋪設(shè)光纜芯數(shù)較少的光纖通信系統(tǒng)，只要該光纖通信系統(tǒng)擁有一定余量的功率，我們都可以對其進行增容，在不對光纖通信系統(tǒng)進行較大改動的情況下將其形成多個單向或者雙向信號的傳輸模式。因此，我們可以利用它較強的靈活性來對早期光纖系統(tǒng)進行升級改造。

2.3 減少光纖使用數(shù)量

波分復(fù)用技術(shù)的使用帶來了光纖數(shù)量的減少，我們不再需要過多的光纖來進行數(shù)據(jù)傳輸，因此這將可以大大降低初期建設(shè)階段光纖通信系統(tǒng)的生產(chǎn)成本。另一方面，光纖使用數(shù)量的減少還可以大大降低光纖通信系統(tǒng)后期維護的成本，將對用戶的干擾降低的最小，減少維護工作量的同時又提高了工作效率，體現(xiàn)了波分復(fù)用技術(shù)強大的自適應(yīng)能力。

2.4 可傳送多個非同步信號

波分復(fù)用技術(shù)能夠在同一時間內(nèi)利用一根光纖傳輸多個非同步的信號，更好地兼容了數(shù)字信號和模擬信號，可以隨時在線路中間獲取或者添加信道[1]。

2.5 減少噪聲的危害

在傳統(tǒng)的光纖傳輸系統(tǒng)中，噪聲問題始終是影響系統(tǒng)通信信號傳輸質(zhì)量的不利因素之一，不僅如此，噪聲還會引起光纖壽命降低等一系列危害。而我們在通信系統(tǒng)中使用波分復(fù)用技術(shù)則可以有效地把噪聲危害降到最低。這樣做的好處是不僅提高了通信信號的傳輸效率，又降低了光纖通信系統(tǒng)的傳輸成本，進一步促進了光纖通信技術(shù)的應(yīng)用與推廣。

3 波分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用

3.1 光纖的信號輸出

在光纖通信系統(tǒng)中使用波分復(fù)用技術(shù)意義重大，它可以將光纖傳輸系統(tǒng)容量拓展的過程在信號傳輸中得到實現(xiàn)，保證了光纖通信系統(tǒng)的完整性。其中，信號的輸出是波分復(fù)用系統(tǒng)的一個重要表現(xiàn)形式。根據(jù)光源的型號不同，輸出端可以輸出不同種類的信號，且信息的完整性得到了保障。

3.2 對復(fù)用器以及解復(fù)用器的設(shè)計要求

在我們生產(chǎn)設(shè)計復(fù)用器與解復(fù)用器的時候，我們首先要考慮的就是它的生產(chǎn)成本與工作穩(wěn)定性；當(dāng)我們使用復(fù)用器與解復(fù)用器的時候，就要考慮它的能耗大小，在保證工作質(zhì)量的前提下，能耗越低越好。

在光纖通信系統(tǒng)下，波導(dǎo)的寬度也受到嚴(yán)格要求，因此這便需要我們合理分析波導(dǎo)寬度并且掌握波間變動，及時地查找使用波分復(fù)用技術(shù)中的振動問題以及溫度不合理問題等。復(fù)用器和解復(fù)用器在外觀上有所差別，設(shè)計與制造工藝上有所不同，相比較起來，解復(fù)用器的設(shè)計與制造工藝會比復(fù)用器更為嚴(yán)格。但是在使用中可以不對二者加以區(qū)分，要根據(jù)指定的波長來選擇不同的設(shè)備，測試波導(dǎo)對波光的敏感度[2]。

3.3 光源的選擇

在早期的光源選擇中，較為常用的光源則是發(fā)光二極管，它具有功率小、能量低等優(yōu)點。但在使用過程中我們也逐漸發(fā)現(xiàn)了它的不足之處，比如發(fā)射光譜較寬且功率較小就是發(fā)光二極管使用過程中無法回避的缺陷。隨著科技與時代的進步，激光二極管開始出現(xiàn)在光源的選擇中，相比發(fā)光二極管而言，激光二極管克服了很多不足，它可以產(chǎn)生較短波長的光，減小了波導(dǎo)與波導(dǎo)之間的相互干擾；另一方面，激光二極管也大大提升了信息的傳輸效率，減少了影響信息傳輸?shù)牟焕蛩氐某霈F(xiàn)。但激光二極管的輸出功率以及發(fā)射波長受環(huán)境溫度影響較為明顯。因此，我們在設(shè)計光纖傳輸系統(tǒng)的時候，要為激光二極管創(chuàng)造出一個較為穩(wěn)定的環(huán)境，使系統(tǒng)的溫度變化在一定的范圍內(nèi)。

4 波分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用中應(yīng)注意的問題

4.1 造價成本問題

雖然波分復(fù)用技術(shù)提高了光纖通信系統(tǒng)的工作效率，節(jié)省了工程上的成本，但它在實際的實現(xiàn)過程中需要很高的成本，其生產(chǎn)造價是光纖鋪設(shè)廠家十分看重的一個因素。在未來對波分復(fù)用技術(shù)的研究中，技術(shù)人員應(yīng)該從設(shè)備生產(chǎn)造價著手，盡可能降低其生產(chǎn)成本。

4.2 相關(guān)技術(shù)難題

波分復(fù)用技術(shù)在城域網(wǎng)的應(yīng)用中經(jīng)常利用多個光分插復(fù)用器來保證配置的靈活性，但由于現(xiàn)階段光分插復(fù)用器技術(shù)還不夠成熟，普及率并不高。所以目前研究人員也應(yīng)該把研究重點放在研制出性價比更高的光分插復(fù)用器上。

5 結(jié)論

波分復(fù)用技術(shù)在光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用極大地降低了通信信號傳輸?shù)某杀荆岣吡斯ぷ餍剩啾容^其他的復(fù)用技術(shù)具有很大的優(yōu)勢。但無論是在技術(shù)上還是在推廣上，波分復(fù)用技術(shù)需要面臨的困難仍有很多，這還需要我們一步一步去攻克，不斷對波分復(fù)用技術(shù)進行升級，將波分復(fù)用技術(shù)的優(yōu)勢最大化的體現(xiàn)出來，帶動我國以及全世界光纖通信系統(tǒng)的進步，縮短我國與其他發(fā)達國家的技術(shù)差距。

[1]馮衛(wèi),邵憶群,羅玉娟,鄧文清．光纖通信系統(tǒng)中波分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用[J]．電子技術(shù)與軟件工程,2013(19):24．

[2]范秀國．淺析光纖通信系統(tǒng)中波分復(fù)用技術(shù)的運用[J]．中國新通信,2017(05):47．

[3]曹姍,尹晨晨．通信光纖傳輸中波分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用分析[J]．黑龍江科技信息,2016(20):12．

張相國（1996—），男，大學(xué)本科，現(xiàn)就讀于重慶郵電大學(xué)光電工程學(xué)院，研究方向：光纖通信系統(tǒng)。