Метод мультиплексирования волоконно-оптической передачи

Мультиплексирование  оптоволоконной связи  для оптических волн. Методы мультиплексирования оптоволоконной связи в основном делятся на три категории: оптическое мультиплексирование, мультиплексирование оптических сигналов и мультиплексирование поднесущих с (SCM). Мультиплексирование оптических волн, включающее в себя мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM) и мультиплексирование с пространственным разделением (SDM), включает в себя мультиплексирование с временным разделением (TDM) и мультиплексирование с разделением по частоте (FDM).

1. Оптическое мультиплексирование с разделением длин волн

На передающем конце оптический мультиплексор объединяет два или более различных длин волн оптического несущего сигнала вместе и подключается к одному и тому же волокну в оптических линиях для передачи;  оптический разветвитель  на приемном конце через различные длины волн оптического разделения несущих, а затем с помощью оптического приемника для дальнейшей обработки с целью восстановления исходного сигнала. Это мультиплексирование с разделением по длине волны. Подходит для многомодовых и одномодовых систем, односторонней, двусторонней передачи, в обоих случаях назначенной передачи по шлейфу. Рабочая длина волны от 0,8 мкм до 1,7 мкм, окна с низкой дисперсией и низким затуханием оптического волокна. Мультиплексор требует низких вносимых потерь (1,0-2,5 дБ), достаточной полосы пропускания и хорошей изоляции.  Технология WDM  позволяет экспоненциально увеличивать возможности связи оптоволоконной системы связи. Используется для набора  оптических усилителей  вдоль магистральных и подводных волоконно-оптических кабельных систем.

2. Пространственное разделение мультиплексов

Включая два аспекта: во-первых, комбинация волоконно-оптического мультиплексирования и пучков: два пучка, разделённых вдоль пространства многомерной связи в оптическом волокне. Многомерная модуляция и демодуляция степени когерентности могут быть использованы для реализации мультиплексной связи с пространственным разделением каналов. Передача изображений — это особый вид пространственного разделения каналов. Передача изображений с использованием пространственного разделения каналов, скорость передачи данных увеличивается на порядки. Технология передачи изображений с сотнями тысяч многоядерных пикселей по оптоволокну уже разработана, её характеристики цветопередачи и прозрачности весьма хороши.

3. Оптическое частотное разделение каналов

Частотное и волновое мультиплексирование, по сути, не имеют разницы. Если оптическая несущая одного и того же волокна передает несколько больших сигналов, а несущая
задаёт больший разнос, то это называется WDM: интервал длин волн меньше, а если оптических несущих больше, то они плотнее, то есть частотное мультиплексирование. Частотное мультиплексирование может быть в десятки, а то и сотни раз кратно кратно для повышения пропускной способности связи. В точке с высокой плотностью частот, без традиционных оптических мультиплексоров и демультиплексоров, но с использованием настроечного устройства, оптического ответвителя мощности или оптического фильтра и так далее. На приёмной стороне существует два различных метода настройки для достижения плотного частотного мультиплексирования: когерентное гетеродинное детектирование оптоволоконной связи и настройка лазера локального генератора, второй — прямое детектирование с помощью обычной оптоволоконной связи и настраиваемого волоконного фильтра. В основном используется в волоконно-оптических абонентских сетях и волоконно-оптических локальных сетях и особенно подходит для приложений с частотным разделением множественного доступа.

4. Оптическое временное мультиплексирование

Оптическое временное мультиплексирование  (OTDM) – это оптическая цифровая связь с эффективным методом мультиплексирования. Время связи делится на равные интервалы, каждый из которых
передает только фиксированный канал, а каждый канал передается в соответствии с определенной временной последовательностью. Общая кадровая и битовая синхронизация осуществляются синхронно. Поскольку электронные устройства ограничивают слишком высокую скорость цифровой передачи, а оптическое временное мультиплексирование требует ретроцессионного доступа и сложной технологии, в прошлом прогресс был незначительным. Однако в последние годы был достигнут ряд ключевых технологических прорывов, таких как оптическое временное мультиплексирование/демультиплексирование, генерация сверхкоротких оптических импульсов с ограничением преобразования, технология извлечения полностью оптического тактового сигнала, технология полностью оптической регенерации, оптический модулятор и оптическое масштабирование, а также технология оптической линейной и нелинейной передачи и т. д., что делает возможной реализацию всей оптической системы обработки информации.

5. Мультиплексирование поднесущих

Мультиплексирование поднесущих.  Сигнал, который необходимо передать, сначала модулируется радиочастотной волной, а затем радиочастотной волной для модуляции источника излучения. После фотоэлектрического преобразования на приёмной стороне восстанавливается радиочастотная волна, а затем восстанавливается исходный сигнал через радиочастотный детектор. Передача поднесущих по оптоволоконному кабелю проходит две модуляции и две демодуляции, двухуровневая несущая представляет собой оптические волны и радиочастотные (РЧ) волны, радиочастотные волны, также известные как поднесущие. Система мультиплексирования поднесущих обеспечивает многоканальную передачу за счёт увеличения ширины полосы пропускания. Ширина полосы пропускания увеличивается с увеличением частоты несущей волны и количества каналов. Её преимущества заключаются в зрелой микроволновой технологии, которая не требует высоких оптических устройств, технически проста в реализации.