OTDM通信技術(shù)

　　電的時(shí)分復(fù)用（ETDM）是一種成熟的技術(shù)，已在通信領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，成為數(shù)字通信的基本技術(shù)。隨著通信速率的提高，容量的擴(kuò)大，其性能受到一系列因素的限制。這些因素主要是：數(shù)字集成電路的速率、高功率低噪聲線性放大器的速率、激光器和調(diào)制器的調(diào)制帶寬等。這些因素導(dǎo)致以電的時(shí)分復(fù)用為基礎(chǔ)的強(qiáng)度調(diào)制－直接檢測光通信系統(tǒng)的最高商用化速率約在10～20Gb/s左右。盡管目前實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)水平已達(dá)40Gb／s，但是這一速率將來很難用于長途傳輸系統(tǒng)，很可能只適用于短距離通信。

　　在將來的超高速傳輸系統(tǒng)中，主要是電子電路的速率形成了“瓶頸”，在速率接近電子電路的處理極限之后，依靠電處理技術(shù)的進(jìn)步提高單信道傳輸速率已不現(xiàn)實(shí)，而在光路部分還有潛力可挖。光時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)（OTDM）就是使設(shè)備中的電子電路只工作在相對較低的速率上，從而避開了電子設(shè)備對提高速率的限制，能達(dá)到擴(kuò)容的目的。

　　OTDM需要的基本技術(shù)包括超短光脈部發(fā)生技術(shù)、全光時(shí)分復(fù)用/去復(fù)用技術(shù)、超高速定時(shí)提取技術(shù)。

　　OTDM傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括超短光脈沖發(fā)生技術(shù)、全光時(shí)分復(fù)用／去復(fù)用技術(shù)和超高速定時(shí)提取技術(shù)等。超短光脈沖發(fā)生技術(shù)是實(shí)現(xiàn)超高速OTDM系統(tǒng)的必要條件之一。發(fā)送的信號(hào)光脈沖越窄，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)送的脈沖就越多，傳輸?shù)男畔⒘烤驮酱�。在OTDM試驗(yàn)中采用模同步摻鉺光纖環(huán)形激光器就是為了產(chǎn)生超短光脈沖，同時(shí)，這種激光器溫度穩(wěn)定，產(chǎn)生的脈沖幾乎沒有啁啾，在高頻條件下，不需要進(jìn)行啁啾補(bǔ)償或脈沖壓縮，就能產(chǎn)生10ps以下的超短脈沖。

　　將低速的光信號(hào)進(jìn)行時(shí)分復(fù)用，形成超高速的光信號(hào)的光時(shí)分復(fù)用技術(shù)以及將超高速的光信號(hào)進(jìn)行時(shí)分去復(fù)用，再生低速光信號(hào)的去復(fù)用技術(shù)是OTDM不可缺少的技術(shù)，使用電子電路的復(fù)用／去復(fù)用的工作速度有限，目前的最高速率可達(dá)20Gb／s。為了打破這種現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)超高速時(shí)分復(fù)用／去復(fù)用，人們正在研制全光控制的各種超高速電路，其重點(diǎn)又放在去復(fù)用電路上，主要有光學(xué)克爾開關(guān)、四波混合（FWM）開關(guān)、交叉相位調(diào)制（xPM）開關(guān)及非線性光學(xué)環(huán)路鏡（NOLM）等幾種結(jié)構(gòu)。

　　光定時(shí)提取技術(shù)同樣是OTDM不可缺少的技術(shù)。特別是在100Gb／s以上的光傳輸系統(tǒng)中，接收端采用重新定時(shí)的時(shí)鐘，產(chǎn)生控制光脈沖，時(shí)隙特別短，因此，希望控制光的時(shí)間抖動(dòng)盡可能小，就必須盡量降低重新定時(shí)的時(shí)鐘相位噪聲。在目前的OTDM試驗(yàn)中，主要采用了兩種方案，一是利用行波半導(dǎo)體激光放大器的光波混合的鎖相環(huán)電路，另一種是利用行波導(dǎo)體激光放大器內(nèi)增益調(diào)制的鎖相環(huán)電路。

OTDM原理圖

　　在超高速光通信系統(tǒng)中，光時(shí)分復(fù)用是一種十分有效的方式，而且速率越高，效果越顯著。但是，由于密集波分復(fù)用和色散補(bǔ)償技術(shù)的進(jìn)展神速，光時(shí)分復(fù)用技術(shù)的優(yōu)越性已有所遜色，當(dāng)傳輸速率在40Gb／s以上時(shí)實(shí)現(xiàn)OTDM技術(shù)有一定困難，井在色散補(bǔ)償方面也有難以解決的問題。

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