波分复用技术在光纤通信系统中的应用分析

重庆邮电大学光电工程学院 张相国

河南工业大学信息科技与工程学院 李 飞

燕山大学电气工程学院 王龙海

波分复用技术在光纤通信系统中的应用分析

重庆邮电大学光电工程学院 张相国

河南工业大学信息科技与工程学院 李 飞

燕山大学电气工程学院 王龙海

随着时代的发展与科技的进步，我们的生活质量得到了不断的改善和提高，网络在我们日常生活中也起到了越来越重要的作用，不断上升的网络用户数量则是直接引起了网络通信负担的急剧增大，这更是使得我们必须注意到增加网络带宽容量的重要性。然而，波分复用技术的使用则可以有效地对光纤网络的传输容量进行扩展，极大地提高了带宽的利用效率，降低了光纤通信的成本问题，促进了光纤通信系统的进一步推广。

波分复用技术；光纤通信；分析

1 引言

随着信息时代的到来，光纤通信系统对人类的生活提供了巨大的便利，人们对通信网络的依赖也越来越大。我国目前的移动通信系统所采用的主要是光纤技术，与传统网络传输技术相比，光纤技术具有安全性高、所占空间小以及传输速率快等优势，在实际的工程中得到了越来越多的应用。但在光纤通信系统中，网络容量及其抗干扰能力逐渐成为我们目前急需解决的问题。而解决这一问题的关键需要利用复用技术，波分复用技术则是复用技术中对于网络容量的拓宽以及抗干扰能力的增强最有效的技术。

所谓波分复用技术，实际则是利用一根传输信息量较大的光纤将不同的图片信息、视频信息、电话信号、以及控制信号等传输给很多不同的用户。在信息的接收端，我们再把这些组合在一起的信号按需求分给指定的用户。

2 波分复用技术的特点

2.1 提升光纤传输容量

波分复用技术最大化地利用了光纤传输中的低损耗波段，有效地将光纤通信系统的传输容量进行了提升，可以将光纤传输容量提升一倍甚至几倍。目前我们所采用的光纤技术中仅仅只是利用了很小一部分的光纤低损耗，而波分复用技术能够给我们提供使用的单模光纤宽带在25THz左右，我们所能利用的传输宽带是十分充足的。

2.2 灵活性较强

针对早期生产建立起来的铺设光缆芯数较少的光纤通信系统，只要该光纤通信系统拥有一定余量的功率，我们都可以对其进行增容，在不对光纤通信系统进行较大改动的情况下将其形成多个单向或者双向信号的传输模式。因此，我们可以利用它较强的灵活性来对早期光纤系统进行升级改造。

2.3 减少光纤使用数量

波分复用技术的使用带来了光纤数量的减少，我们不再需要过多的光纤来进行数据传输，因此这将可以大大降低初期建设阶段光纤通信系统的生产成本。另一方面，光纤使用数量的减少还可以大大降低光纤通信系统后期维护的成本，将对用户的干扰降低的最小，减少维护工作量的同时又提高了工作效率，体现了波分复用技术强大的自适应能力。

2.4 可传送多个非同步信号

波分复用技术能够在同一时间内利用一根光纤传输多个非同步的信号，更好地兼容了数字信号和模拟信号，可以随时在线路中间获取或者添加信道[1]。

2.5 减少噪声的危害

在传统的光纤传输系统中，噪声问题始终是影响系统通信信号传输质量的不利因素之一，不仅如此，噪声还会引起光纤寿命降低等一系列危害。而我们在通信系统中使用波分复用技术则可以有效地把噪声危害降到最低。这样做的好处是不仅提高了通信信号的传输效率，又降低了光纤通信系统的传输成本，进一步促进了光纤通信技术的应用与推广。

3 波分复用技术的应用

3.1 光纤的信号输出

在光纤通信系统中使用波分复用技术意义重大，它可以将光纤传输系统容量拓展的过程在信号传输中得到实现，保证了光纤通信系统的完整性。其中，信号的输出是波分复用系统的一个重要表现形式。根据光源的型号不同，输出端可以输出不同种类的信号，且信息的完整性得到了保障。

3.2 对复用器以及解复用器的设计要求

在我们生产设计复用器与解复用器的时候，我们首先要考虑的就是它的生产成本与工作稳定性；当我们使用复用器与解复用器的时候，就要考虑它的能耗大小，在保证工作质量的前提下，能耗越低越好。

在光纤通信系统下，波导的宽度也受到严格要求，因此这便需要我们合理分析波导宽度并且掌握波间变动，及时地查找使用波分复用技术中的振动问题以及温度不合理问题等。复用器和解复用器在外观上有所差别，设计与制造工艺上有所不同，相比较起来，解复用器的设计与制造工艺会比复用器更为严格。但是在使用中可以不对二者加以区分，要根据指定的波长来选择不同的设备，测试波导对波光的敏感度[2]。

3.3 光源的选择

在早期的光源选择中，较为常用的光源则是发光二极管，它具有功率小、能量低等优点。但在使用过程中我们也逐渐发现了它的不足之处，比如发射光谱较宽且功率较小就是发光二极管使用过程中无法回避的缺陷。随着科技与时代的进步，激光二极管开始出现在光源的选择中，相比发光二极管而言，激光二极管克服了很多不足，它可以产生较短波长的光，减小了波导与波导之间的相互干扰；另一方面，激光二极管也大大提升了信息的传输效率，减少了影响信息传输的不利因素的出现。但激光二极管的输出功率以及发射波长受环境温度影响较为明显。因此，我们在设计光纤传输系统的时候，要为激光二极管创造出一个较为稳定的环境，使系统的温度变化在一定的范围内。

4 波分复用技术应用中应注意的问题

4.1 造价成本问题

虽然波分复用技术提高了光纤通信系统的工作效率，节省了工程上的成本，但它在实际的实现过程中需要很高的成本，其生产造价是光纤铺设厂家十分看重的一个因素。在未来对波分复用技术的研究中，技术人员应该从设备生产造价着手，尽可能降低其生产成本。

4.2 相关技术难题

波分复用技术在城域网的应用中经常利用多个光分插复用器来保证配置的灵活性，但由于现阶段光分插复用器技术还不够成熟，普及率并不高。所以目前研究人员也应该把研究重点放在研制出性价比更高的光分插复用器上。

5 结论

波分复用技术在光纤通信系统中的应用极大地降低了通信信号传输的成本，提高了工作效率，相比较其他的复用技术具有很大的优势。但无论是在技术上还是在推广上，波分复用技术需要面临的困难仍有很多，这还需要我们一步一步去攻克，不断对波分复用技术进行升级，将波分复用技术的优势最大化的体现出来，带动我国以及全世界光纤通信系统的进步，缩短我国与其他发达国家的技术差距。

[1]冯卫,邵忆群,罗玉娟,邓文清．光纤通信系统中波分复用技术的应用[J]．电子技术与软件工程,2013(19):24．

[2]范秀国．浅析光纤通信系统中波分复用技术的运用[J]．中国新通信,2017(05):47．

[3]曹姗,尹晨晨．通信光纤传输中波分复用技术的应用分析[J]．黑龙江科技信息,2016(20):12．

张相国（1996—），男，大学本科，现就读于重庆邮电大学光电工程学院，研究方向：光纤通信系统。