第8章 多信道复用技术

第8章多信道复用技术

内容提要： 概述 光调制技术 光复用技术 扩频通信

提高信道的利用率

为了提高信道的利用率，目前单路信号传输的 系统几乎不存在， 若采用一定的技术措施，使多路信号在同一个 信道介质中传输，从而提高信道的利用率，这 就是信道的复用问题。 现代通信还往往需要在多用户点之间进行通信， 多址技术是在多点通信系统中信道复用的一种 方法。 复用技术和多址技术是现代通信系统中的关键 技术。

8.1 概述为了达到信道复用的目的，常用的信号 处理技术包括调制、编码等。调制、编码 是信道复用的关键技术。

8.1.1 调制(1)调制：用数字或模拟基带信号来改变载 波的幅度、频率或相位的过程。

其中改变载波幅度的调制称非相干调制

直接强度调制：用基带信号直接调制光源的输出 光强 外调制：基带信号通过外调制器对输出的连续光 载波进行调制

而改变载波频率或相位的调制成为相干调制

8.1.1 调制(2)

目前实用化的光纤通信系统都采用非相干的强 度调制/直接检测(IM/DD) IM/DD调制方式： 在发送端用电基带信号直接调制光载波的强 度，使输出的光强随电基带信号的幅度而变 化； 在接收端，随电基带信号幅度而变化的光信 号被光电探测器件直接检测，从而恢复发送 端电基带信号

8.1.1 调制(3)

相干检测系统：用光载波的频率或相位发送信 息 在发送端用电基带信号去调制光载波的频率 或相位，使输出光载波的频率或相位随电基 带信号的幅度(1码或0码)而变化； 在接收端，使用零差或外差检测技术恢复原 始的基带信号。 相干通信系统

8.1.1 调制(4)

直接强度调制

模拟强度调制 数字强度调制 副载波调制：首先用输入信号对相对于光载 波的高频电磁波(副载波)进行调制，然后 再用该已调副载波对光波进行二次调制

8.1.1 调制(5)

图8-2 几种(IM/DD)方式的实现和示意图解 a)直接调制 b)副载波调制(以AM为例) c)外调制

8.1.2 编码

信源编码

将模拟信号进行数字化，它是将连续变化的 模拟基带信号f(t)经A/D转换后，转换成数 字基带信号fD(t),如PCM、增量编码调制 等。 目的是为了提高数字信号传输的可靠性和准 确度，是对数字信号进行必要的编码。

信道编码

8.1.3 信道复用

目的：便于在光纤中进行多路信号传输；提 高信道利用率

把多个低容量信道信息复用到一个大容量传 输信道的过程电域：FDM、TDM、STDM 光域：光时分复用OTDM、光频分(波)复 用(OFDM/WDM)、光码分复用(O

CDM)

8.2 光调制技术光纤通信系统中，通常采用的光调制方法 是直接强度调制(IM),它是用电信号控 制光源的驱动电流，使输出光强(光功率) 随输入信号电压的幅度而变化。输入信号 可以是模拟电信号，也可以是数字电信号

8.2.1 模拟(数字)强度光调制

模拟电信号线性地直接调制光源(LED 或LD)所输出的光功率 数字信号强度调制原理与模拟强度调制 相同，只要用脉冲波取代正弦波即可

8.2.2 相干系统光调制 使用相干检测技术的主要优点是对接收光信号的幅 度和相位进行检测。它允许对光载波幅度、相位或 频率进行调制来发送信息。 在模拟通信系统中，有三种调制方式，即幅度调制 (AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)。 在数字通信系统中，也有三种调制方式，即幅移键 控ASK(Amplitude-Shift Keying),相移键 控PSK(Phase-Shift Keying)和频移键控 FSK(Frequency-Shift Keying)。

图8-9 三种数字调制方式的图解

8.3 光复用技术(1)

在同一根光纤上传输多个信道，是一种利用光 纤极大容量的简单途径。

就像电信号通信系统中的频分复用那样

在发射端，多路信号调制各自波长的光载波，必须 使载波频率间隔足够大，以使己调信道的频谱在频 域内不会相互重叠。 在接收端，使用光频率选择器件对复用信道进行解 复用，就可以取出各自所需的信道，使用这种制式 的光通信系统就称为波分复用WDM(Wave Division Multiplexing)通信系统