多光纜的光纖通信信號多路傳輸系統分析

夏 明

（江蘇省廣電有線網絡股份有限公司 江蘇 蘇州 215000）

1 引言

隨著信息技術的不斷發展，人們的生活水平越來越高。作為通信的一個重要分支，多光纜光纖通信對社會的意義重大，在現代生活生產中起著重要的作用，通道利用率較低是當下光纖通信信號多路傳輸系統運用不廣泛的主要原因。

2 光纖通信信號傳輸背景

在光纖系統中，超寬帶通信信號傳輸背景的自由度以及靈活性是最主要的要求。同時，為了符合環境可持續發展要求，設計人員需要將環保因素考慮到通信信號傳輸設計中。社會的快速發展使得人們對通信的需求越來越多樣化，通信用戶對通信中的語音、數據文件以及圖像等多媒體的要求也越來越高。傳統的寬帶無線通信技術雖然具有花費低、運用成本低、安全可靠以及使用簡單等優點，但是在使用過程中，傳統寬帶無線通信技術衰退嚴重。同時，通信基站的規模比較大，需要耗費大量的人力、物力以及財力，且還不能保證基站建成效果，因此傳統的通信基站建設成本非常高，不利于我國經濟的可持續發展。

3 光纖通信信號多路傳輸系統特點介紹

最初，Intel、Motorola等通信公司主要開發基于UWB系統的民用通信技術，這些通信公司主要致力于為UWB通信技術在電子消費領域的運用研究方向，通過研究可以滿足用戶的通信需求。此時的通信需求為短程、低能耗和高性能，高速、低成本。如今我國對寬帶的研究已經涉及到高達863個領域，對社會通信結構造成了巨大的影響。相對帶寬大于百分之二十的-10dB信號為FCCUWB，該信號的絕對帶寬大于1.5 GHz，國際上規定的超帶寬頻率允許范圍為3.1 GHz到10.6 GHz之間，用戶自己就可以在寬帶上進行信號調節。當下的寬帶不同于傳統的寬帶，但是整體而言，信息時代的寬帶和傳統的寬帶均具有相同的通信服務內容，根據信號的不同質量，寬帶接收器能夠選擇不同的通信信道。當通信寬帶發生故障問題時，用戶可自行通過現代寬帶和傳統寬帶的優缺點，進行兩者之間的自動轉換，這樣并不會造成嚴重的后果。超寬帶光纖通信系統TDM具有通信瓶頸，是因為影響該通信系統脈沖傳輸效率和信息提取效率的因素較多。在光纖通信系統TDM發射端，大部分時間光脈沖的形狀和大小并不能滿足高斯脈沖的標準。在超寬帶光纖系統中，假如超寬帶天線發生散射的情況，導致通信信號失真，這種情況下通信信號傳輸質量和傳輸效率無法得到保證[1]。

4 針對多光纜的光纖通信信號多路傳輸系統設計

4.1 系統架構

對于超寬帶光纖系統而言，系統主要通過超寬帶將通信調節信號直接或間接地傳輸到通信光纖，并利用耦合器對光鏈路信號進行傳輸，利用光纜實現對單點信號的核實。與此同時，單點信號可被光電轉換為超寬帶信號，并在寬帶中將超寬帶信號進行轉換。多光纜光纖通信信號多路傳輸系統框架為：UWB系統包含寬帶信號發射器、信號傳輸電纜以及光電轉換器，將超寬帶光纖系統建造于ROF系統頂部。ROF系統結構和傳統光纖鏈路系統架構一致，該系統還另外包含了星形結構、環形結構、網絡拓撲結構以及總線結構。例如，列車上都會安裝中央處理單元，每一個單元又包含一個遠程天線單元，天線元件之間通過多模光纖實現彼此相連，每一個遠程天線單元的成本比較低。該例子為星形UWB的一個示例[2]。

4.2 發光模塊

在多光纜光纖通信信號多路傳輸系統中，系統發光模塊能夠將通信微波信號轉變為光信號，該光信號由激光光源、溫度控制模塊、功率控制模塊、外部控制裝置和電路系統所構成。外部控制裝置具有直接調節和間接調節兩種信號調節方式。一般情況下，功率光纖通信系統包含很多結構，如星形結構、環形結構和鏈形結構。例如，在多光纜光纖通信信號多路傳輸系統中，星形網絡拓撲結構的連接方式為點對點連接，一般來說該系統的容量較大，在用戶容量使用需求較低的情況下，可以通過將信號傳輸容量降低，有效降低信號傳輸對各種資源的浪費。星形網絡拓撲結構存在一些明顯的缺點，但是總的來說，該結構的優點明顯多于缺點，因此該結構常被用于多光纜光纖通信信號多路傳輸系統設計中。如何降低成本，開發小型半導體器件以及具有通信功能的器件已經成為當下通信行業的主要開發問題。與此同時，在多光纜光纖通信信號多路傳輸系統中，光分割多路復用沒有嚴格的時鐘同步要求，因此該系統的開發成本較低[3]。

4.3 接收模塊

多光纜光纖通信信號多路傳輸系統的光接收塊主要負責將光信號轉換為微波信號，光自適應裝置、信號檢查器以及寬帶放大器等為微波信號的主要組成部分。暗電流、電容以及響應器屬于光探測器的重要組成部分，同時需要將暗電流設置為較小的狀態。通過探測結果，可對系統阻抗進行匹配規劃和設計。該系統模塊的光電轉換效率相對較高，且光的反射概率較低，信號失真的效率較低，信號傳輸效率和質量均比較高，因此高接收模塊適用于大動態容量的通信系統。

5 結語

綜上所述，社會經濟不斷發展，生產生活水平越來越高，社會生產生活對通信質量的要求也越來越高。因此通信行業有必要對通信系統進行升級，例如設計多光纜光纖通信信號多路傳輸系統，有效提高通信質量。