通信网络中,包括多种传输媒介,如双绞线、同轴线、光纤、无线传输。其中,光纤传输的特点是传输容量大、质量好、损耗小、保密性好、中继距离长等。

  随着信息时代宽带高速业务的不断发展,不但要求光传输系统向更大容量、更长距离发展,而且,要求其交互便捷。因此,在光传输系统中引入了复用技术。所谓复用技术是指利用光纤宽频带、大容量的特点,用一根光纤或光缆同时传输多路信号。在多路信号传输系统中,信号的复用方式对系统的性能和造价起着重要作用。



  光纤传输网的复用技术经历了空分复用(SDM)、时分复用(TDM)到波分复用(WDM)三个阶段的发展。

  SDM技术设计简单、实用,但必须按信号复用的路数配置所需要的光纤传输芯数,投资效益较差;TDM技术的应用很广泛,如PDH、SDH、ATM、IP都是基于TDM的传输技术,缺点是线路利用率较低;WDM技术在1根光纤上承载多个波长(信道),使之成为当前光纤通信网络扩容的主要手段。

  在过去20年里,光纤通信的发展超乎了人们的想象,光通信网络也成为现代通信网的基础平台。光纤通信系统经历了几个发展阶段,从70年代末的PDH系统,90年代中期的SDH系统,以及近来风起云涌的DWDM系统,乃至将来的智能光网络技术,光纤通信系统自身正在快速地更新换代。

  波分复用技术从光纤通信出现伊始就出现了,80年代末、90年代初,AT&T贝尔实验室的厉鼎毅(T.Y.Lee)博士大力倡导波分复用(DWDM)技术,两波长WDM(1310/1550nm)系统80年代就在美国AT&T网中使用,速率为2×1.7Gb/s。但是到90年代中期,WDM系统发展速度并不快,主要原因在于:

  (1)TDM(时分复用)技术的发展,155Mb/s-622Mb/s-2.5Gb/s TDM技术相对简单。据统计,在2.5Gb/s系统以下(含2.5Gb/s系统),系统每升级一次,每比特的传输成本下降30%左右。正由于此,在过去的系统升级中,人们首先想到并采用的是TDM技术。

  (2)波分复用器件还没有完全成熟,波分复用器/解复用器和光放大器在90年代初才开始商用化。

  (1)TDM10Gb/s面临着电子元器件的挑战,利用TDM方式已日益接近硅和镓砷技术的极限,TDM已没有太多的潜力可挖,并且传输设备的价格也很高。

  (2)已敷设G.652光纤1550nm窗口的高色散限制了TDM10Gb/s系统的传输,光纤色度色散和偏振模色散的影响日益加重。人们正越来越多地把兴趣从电复用转移到光复用,即从光域上用各种复用方式来改进传输效率,提高复用速率,而WDM技术是目前能够商用化最简单的光复用技术。

Fiber Optical Collimator

  (3)光电器件的迅速发展。1985年英国南安普顿大学首先研制出掺饵光纤放大器。1990年,比瑞利(Pirelli)研制出第一台商用光纤放大器(EDFA),EDFA的成熟和商用化,使WDM技术长距离传输成为可能。

  传统的光纤传输技术,经历了准同步数字体系(PDH)、同步数字体系(SDH),和波分复用(WDM)三个阶段,如图1所示。

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