光时分复用的研究

1、光时分复用技术的研究电信本 082 班学号 0805401230 冯丽英摘要：随着科学技术的发展和社会的进步，人们对信息的需求量越来越大，促进了对大容量通信系统及网络技术的广泛研究，OTDM 技术就是其中的一种。OTDM 是光域中时分复用和解复用，它把各个支路光信号变换成高速率、超窄短脉冲信号，然后间插到复用信道中已分配好的时隙上。整个复用过程和接收端的解复用过程都是在光域中完成的，不需要光电转换，因而消除了电子屏颈，即避开了电子设备的速率限制。为了实现的 OTDM 传输，OTDM系统的关键技术主要包括：超短光脉冲发生技术、光复用/解复用技术、时钟提取和同步技术、高速信号传输技术。OTDM 技

2、术可以实现较大数目的水听器复用、在光纤光栅补偿色散可以采用 40Gb/s 光时分复用进行光纤光栅补偿色散和利用 WDM 与 TODM 混合可提高光网络系统的性能等。关键字：OTDM 技术、时分复用、解复用、超短光脉冲、高速信号传输技术、时钟提取等。目录第一章光时分复用原理1.1 引言1.2 光时分复用原理第二章光时分复用技术 2.1 超短光脉冲发生技术 2.2 光复用/解复用技术 2.3 时钟提取和同步技术2.4高速信号传输技术第三章光时分复用技术的应用3.1光纤水听器时分复用系统串扰的理论分析 3.240Gb/s 光时分复用与光纤光栅补偿色散 3.3WDM/OTDM 混合光网络 3.4、光时

3、分复用的发展趋势3.5、基于 AWG 的波分/时分复用 FBG 传感器网络研究第一章光时分复用原理 1、1 引言随着科学技术的发展和社会的进步，人们对信息的需求量越来越大，促进了对大容量通信系统及网络技术的广泛研究，OTDM 技术就是其中的一种。OTDM 之所以引起人们的关注，主要有两个原因：OTDM 可克服 WDM 的一些缺点，如由放大器级联导致的谱不均匀性，非理想的滤波器和波长变换所引起的串话，光纤非线性的限制，苛刻要求的波长稳定性装置及昂贵的可调滤波器；OTDM 技术被认为是长远的网络技术。为了满足人们对信息的大量需求， 将来的网络必将是采用全光交换和全光路由的全光网络， 而OTDM的一

4、些特点使它作为将来的全光网络技术方案更具吸引力：可简单地接入极高的线路速率（高达几百Gbit/s）;支路数据可具有任意速率等级，和现在的技术（如 SDH 廉容；由于是单波长传输，大大简化了放大器级联管理和色散管理；网络的总速率虽然很高，但在网络节点，电子器件只需以本地的低数据速率工作；OTDM 和 WDM 的结合可支撑未来超高速光通信网的实现。在超高速传输系统中，电子电路的响应速度形成了瓶颈。电时分复用（ETDM）技术受到电子瓶颈的限制，其理论速率约为 50100Gbit/s,而如今商用系统单信道速率已达到 40Gbit/s,因此，再进一步提高传输速率已甚为困难。OTDM 实质上就是将多组电脉

5、冲信号分别转换为等速率光脉冲信号，经压缩后在光层上进行时域复合，成为更高速率的光脉冲信号，这样一来，电子瓶颈就不复存在了。单信道速率可达到数百 Gbit/s,而且尚有很大潜力可挖因，此要进一步提高单信道的传输速率，唯一可行的办法就是采用 OTDM 技术。基于 OTDM 技术的光通信研究最近几年发展甚为迅速，日本 NTT 达到的水平是有代表性的，其中的一些技术成就让人耳目一新：1999 年 NTT 公司又将 OTDM 和波分复用（WDM）技术相结合实现了 3Tb/s的光纤通信传输系统，2002 年 Agere 公司报道了基于 80Gb/s 的 OTDM 和 40信道的 WDM 技术相结合实现 3

6、.2Tb/s 的 1000km 传输，2002 年日本的 OKI 公司和加拿大的 NOTEL 公司报道了 160Gb/s的 OTDM系统的 300km和 480kmo2003年日本 Fujitsu公司和德国 HHI公司报道了采用全光再生技术的 160Gbit/sOTDM 系统，2004 年日本 OKI公司基于 OTDM 技术开发出了 160Gbit/s 的光发射和接收机， 在无前向纠错的条件下可实现 640km 的光纤传输。由于 DWDM 技术的广泛采用以及现有光纤通信系统容量的闲置，OTDM 技术尽管在世界上著名的光通信公司都得到广泛研究，但在实际铺设的系统中还没有得到真正的应用。1.2 光

7、时分复用的原理OTDM 是光域中时分复用和解复用，它把各个支路光信号变换成高速率、超窄短脉冲信号，然后间插到复用信道中已分配好的时隙上。整个复用过程和接收端的解复用过程都是在光域中完成的，不需要光电转换，因而消除了电子屏颈，即避开了电子设备的速率限制。图 1.1 所系是一个典型的 OTDM 点对点传输系统。超短光脉冲（即管带很窄的光脉冲）源在适中的控制下产生重复频率为时钟频率的超短光脉冲，该超短光脉冲经 EDFA 放大后分成 N路，每路光脉冲有个支路信源单独调制，支路信号的频率和时钟源的频率相同，调制后的信号经过不同的时延后用合路器合并成一个信号，完成复用功能，变成一路高速 OTDM 信号。假

8、设支路信号的速率为 B,则复用后的 OTDM 信号为 N*B,其中 B 可为任意速率的 SDH 言号。 OTDM 信号经光纤传输到达接收端后首先进行时钟提取，提取的时钟作为控制信号送到解复用器解出各个支路信号，再对各个支路信号单独接收。OTD 源统的关键技术主要包括：超短光脉冲发生技术、光复用/解复用技术、时钟提取和同步技术、高速信号传输技术。下面对这些技术做简单的介绍。2.1 超短光脉冲发生技术为了实现超高速的 OTDM输，光时分复用要求光源产生高重复率（520GHz）、高稳定性、占空比相当小的超窄光脉冲，脉宽越窄可以复用的路数越多，且谱宽也就越宽。能满足这些要求的光源主要有锁模环形光纤激光

9、器（MLFRL）、锁模半导体激光器、DFB 激光器加电吸收调制器、（EAM）、增益开关 DFB 光器和超连续（SC）脉冲发生器。其中：（a）MLFRL 的最大特点是产生的脉冲几乎没有喟啾，在 40GHz 的高频范围不需要进行喟啾补偿或脉冲压缩，就能产生 ps 级的超短变换极限（TL）光脉冲，输出波长较灵活，稳定，f 好，但技术较复杂，国外采用较多，是一种很有前途的 OTDM 光源；（b）DFB 激光器加 EAM 这种光源的特点是重复频率可以是任意的，不受调制器的限制，并容易与外部信号同步。与 MLFRLK 比，结构简单，且 EAM 已商用。可产生接近 TL 的光脉冲，脉宽 15ps 左右,最小

10、 9ps,结构简单，稳定性好，但脉宽较宽；（c）增益开关半导体激光器具有动态“单模”特性，在 10GHz 重复频率下，输出脉宽经简单的喟啾补偿（用正色散的色散位移光纤或喟啾光纤光栅）和滤波，可压缩到5ps,结构简单、紧凑、廉价、稳定性好、速率灵活、技术成熟；（d）SC 光源的特点是：强泵浦脉冲的频谱在某一连续范围被展宽而脉冲的性质不变，能产生脉宽小于 1ps 的 TL 光脉冲，波长可变，频谱宽（200nm）,现在不太成熟。（1）锁模环形光纤激光器（ML-FRL）ML-FRL 是一种常用的技术，结构示于图 2.1。激光腔包括一个含有掺饵放大器的光纤环，用以提供增益。谐振腔中的谐波在谐振腔中多次往

11、返驱动调制器可实现锁模。谐波与调制器驱动的同步通常需要对整个激光腔长进行有效控制。这可以通过监控激光的部分输出来实现，从而可将其用于对光纤长度进行有效的控制。若在光纤环路中用 6.3GHz 的时钟信号驱动，并用电动式延迟线改变和稳定激光腔长，可得到 3.5ps 的脉冲串。对此脉冲串进行外调制并进行时分多路复用，即可产生 100Gbit/s、200Gbit/s 乃至更高的窄脉冲串。0-HDFA图 1.1OTDM第二章光时分复用技术点对点传输系统M 姐比肄*俅图 2.1 锁模环形光纤激光器（2）DFB 激光器加电吸收调制器（EAM）它是将连续振荡的激光器中的激光射入正弦波驱动的 EAM 中，即利用

12、 EAM 直接调制 CW激光器中发射出来的光产生 GHz 级重复频率的短脉冲。图 2.2 示出了英国皇家学院研制成的 DFB 激光器+EAM 脉冲源。 来自 CWDFB 激光器的光耦合进 MQWEAMEAM 为直流偏置， 并用 10GHz的正弦电信号驱动，所产生的脉冲在一定长度的色散补偿光纤（DCF）中传递，功率放大产生了超短光脉冲，并对此脉冲的光谱进行滤波便可产生重复率为 10GHz 的高稳定性的连续可调的 TL 光脉冲。如果调整一下调制器带宽和掺饵放大器中的最大平均功率，还可得到 40GHz 的最大重复率。图 2.2DFB 激光器加 EAM 系统超连续（SC）光源SC 脉冲也称透明脉冲，它

13、可以由自聚焦、自相位调制、交叉相位调制、受激拉曼散射和四波混频的共同作用，在多种非线性材料如固体、气体和半导体等中产生。用于光通信的 SC 脉冲可用增益开关激光器的脉冲激励，在 DSF 上产生，并可从带宽达 200nm 的 SC 源中用滤波器滤出 TL 的 psfs 量级的 SC 脉冲。SC 光源一般由 MLFRLEDF 解口 SC 光纤等部分组成，泵源是 MLED 所形激光器，输出 3.3ps 的短脉冲，时间带宽乘积为 0.38,用掺饵光纤放大器（EDFA）将泵浦脉冲的峰值功率放大到 1.7W,经过 3km 的色散位移 SC 光纤（在1542nm 波长上的色散为+0.1ps/ （nmkm）

14、,输出 SC 信号。 利用这种结构已得到脉冲宽度为 0.250.39ps的 SC 脉冲，在波长为 1530、1550 和 1560nm 时的时间与带宽乘积分别为 0.11、0.14 和 0.12,此值与洛仑兹频谱脉冲的时间带宽乘积值（0.11）基本一致2.2 光复用/解复用技术为了消除电子屏颈，OTDM 利用光纤、光半导体及其它介质的超高速非线性效应来实现光域的复用/解复用功能。OTDM 勺复用方式主要包括比特间插和时隙间插两种。在比特间插的 OTDMI 统中，来自不同信道的低速数据按比特间插的方式复用为高速的 OTD 嗷据流。在基于时隙的 OTD 幅统中，总线时间被分割成由多个比特组成的时隙

15、，用户根据网络协议吧数据段或数据分组插到这些时隙中去。与比特间插相比，时隙间插方式有明显的优势，这是因为时隙间插利于采用分组交换技术和对带宽的统计复用技术，可以提高带宽利用率和网络的吞吐量，减小访问时间及网络时延等。1、OTDMT 用器OTDMT 用器主要采取并行和串行两种复用结构，分别如图 2.3、图 2.4 所示。图 2.3中的并行复用结构同时调至复用的各个子信道，在通过适当的延迟器或调相器将子信道的位置相互错开，然后通过耦合器将各个错开的子信道以比特间插方式合在一起。并行复用结构图 2.3 并行复用结构图2.4所示的串行复用结构将超短脉冲信号串行调制,积累起来的有害因素对波形的劣化影响。

16、图 2.5NOLM 解复用器基本结构厧 太赫兹非对称光学解复用器(TOAD)太赫兹非对称光学解复用器(TOAD)开关具有结构简单，泵浦功率低，光纤短等特点，图2.6 所示为 T 以 D 解复用器的结构图。SOA 不对称地位于光纤环路的一侧上，时钟脉冲从同侧输入光纤环，而 OTDM 言号经由藕合器注入光纤环路，成为沿环路顺时针(CW)和逆日针(CCw)该方式简单，但须消除因器件串联而/w/w.调制器 3f f 调制信号 1图 2.42、OTDM 军复用器调制信号 2串行复用结构调制信号 3OTDM 军复用器是 OTDM(统中最关键的器件之一，一般来说，光域的时分复用技术比较容易实现，而光解复用技

17、术实现难度较大，这是因为OTDMS 复用码率地工作，与偏振无关，且定时抖动值小，控制功率还要低。I 器需要快速、稳定、无误OTDMW 复用器实质上就是一个高速光开关，典型结构包括非线性光环路镜(NOLM,NonlinearOpticalLoopMirror)、T 赫兹非对称解复用器(TOADTerahertzOpticalAsymmetricDemultiplexer)和以 SOA的马赫一曾德尔干涉仪(SOAMZI,SOA-assistedMachZehnderInterferometer)等(1)非线性光学环路镜(NOLM)最常采用的 NOLM 是利用色散位移光纤和半导体激光器构成的。NOL

18、M 解复用器是利用两个相对传输的光信号脉冲之间的干涉现象实现解复用,这两个具有相等幅度的相对传输的光信号脉冲在耦合器中重新复合并干涉。图 2.5 的原理构成 NOLM 勺基本结构，在控制脉冲的作用下，通过光克尔效应改变了与控制信号传输方向相同的信号的相位。一个波长的光为高功率控制脉冲， 另一个波长的光为低功率的连续波信号高功率控制脉冲使低功率信号光脉冲串产生非线性切换。 号流中选择所需要信道的脉冲来完成的。,由于两个波长光的交叉相位调制解复用是用本地光脉冲从输入光信传输的两路信号分量。在没有时钟脉冲时，信号光的功率比较小，对 S 以动态增益特性的影响可以忽略。邙和 C 以信号脉冲经历同样的不饱

19、和放大增益，在输入藕合器从反射端口输出。但当功率较大的时钟光入射 SOAM,它将使 S 以处于饱和增益状态，从而改变其动态增益特性。而同时注入 S 以的两束信号分量将获得不同的增益，信号脉冲获得的增益不但会改变脉冲的能量还会改变脉冲的相位。这样，如果适当调节信号与时钟脉冲之间的时延，保证顺时针信号分量在时钟脉冲之一前到达 S0A,而逆时针信号分量在时钟之后到达污以，则目标信道的两信号分旱将获得较大的增益差和相应的相位差，从而再次由祸合器祸合后从环路的 2端口输出。而对于非目标信道，由于没有时钟脉冲存在，其两个脉冲分量获得相印的增益和相位，再次祸合后将从 1 端口反射，从而实现了 OTDM 军复

20、用。图 2.6TOAD 解复用器的基本结构厧 辅以 SOA 的马赫一增德尔干涉仪与 TOAM 关相比，MZI 型全光开关可鲜产生比较对称的开关窗口形状。图 2.7 所示为一种非对称偏置的基于 SOA 的马赫曾德尔(SOAMZI)全光解复用器的结构图。在 MZI 的两个肴上，不对称地放置两个 SOA 这两个 S 以的间距决定了 MZI 的开关窗口宽度。 接收到的信号脉冲从 MZI 的 1 端口车入 3dB藕合器 C,被分为等幅的两束分量并分别沿 MZ 工上臂和下臂传输，时钟脉冲串从 4 端口耦合进 MZI,也被分为等幅的两束分量传输。由于两个 S以位置的不对称，沿下臂传输的时钟脉冲首先到达 S

21、以 2,但是对于从另一方向输入的信号脉冲，则是沿着上臂传输的信号分量先到达 S 以，。如果两个 SOA 的间距对应的光程差为丁/2,由于等幅的时钟分量引起的 SOA态增益响应是相同的，两束信号分量对应的时域位置就相差两倍的 S 以间距。基于 S 以的 MZI 型解复用器的开关窗口宽度等于 T,即两倍的 s 以间距。位于开关钳钧内的信号将从 MZI 的 3 端口输出，从而实现信号的解复用。时针林冲r r 荔港信号解复用信孑图 2.7SOA-MZI 解复用器结构图2.3 时钟提取和同步技术OTDM 系统的复用、发送、接收和解复用等都离不开同步时钟。如何直接从复用的信号中恢复出光时钟是 OTDM 勺

22、关键技术之一。OTDM 勺始终提取技术大体分三种：电时钟提取、光电锁相环时钟提取和全光时钟提取。1、电时钟提取OTDM 中的电时钟提取和 TDM 中的方法相同，采用一个高 Q 值的滤波器直接提取时钟。这种方法比较简单，但是不适用于告诉的 OTD 源统。2、光电锁相环时钟提取及利用利用 NEL 公司的 10GHz 时钟提取模块，基于光电锁相环的方式提取出对应的基频时钟信号，之后基于 EAM 完成信号的解复用。但由于这种结构只能提取出第一路的数据信号，需要对此结构进行改进。在此基础上添加了 LiNbO3 调制器及相移器，如图 2.8 所示，尝试采用 F.Cisternino 等人于 1998 年提

23、出的基于 Miller 分频器原理的注入光电混合振荡器的时钟提取方式，提取出时钟后，逐渐调节 EAM 前的相移器并且通过改变 EAM 两端的反向直流偏压来调节窗口的宽度和位置，逐渐调出各个时隙的信号，从而可以实现各个信道的解复用。此结构下提取出的时钟信号眼图如图 5（b）所示，由于 LiNbO3 调制器引入较大的损耗，降低了信号的功率及信噪比，时钟分量的抖动增大。3、全光时钟提取全光时钟提取技术主要利用子脉动半导体激光器注入锁定技术， 或窄代光滤波器技术,是速度最快的时钟提取方式，发展潜力大，但技术不成熟。4、同步技术同步是数字通信技术中的重要问题。数字通信系统能否有效地、可靠地工作，在很大程

24、度上依赖于有无良好的同步系统。在数字通信系统中，按照同步的功能来分，有载波同步、位同步（码元同步）、群同步（帧同步）和网同步（通信网中使用）。（1）载波同步数字调制系统的性能是由解调方式决定的。相干解调中，首先要在接收端恢复出相干载波，这个相干载波与发送端的载波在频率上相同，在相位上保持某种特定关系。在接收端获得这一相干载波的过程称为载波跟踪、载波提取或载波同步。载波同步是实现相干解调的先决条件。（2）位同步位同步又称为码元同步，或比特同步。不管是基带传输，（相干或非相干解调），都需要位同步。因为在数字通信系统中还是频带传输，消息是由一连串码元序列传递的，这些元通常都具有相同的持续时间。由于传

25、输信道的不理想，以一定速率传输到接收端的数字信号，必然是混有噪声和干扰的失了真的波形。为了从该波形中恢复出原始的基带数字信号，就要对它进行取样判决。因此，要在接收端产生一个“码元定时脉冲序列”，这个码元定时序列的重复频率和相位（位置）要与接收码元一致，这样才能保证：接收端的定时脉冲重复频率和发送端的码元速率相同。取样判决时刻对准最佳取样判决位置。这个码元定时脉冲序列称为“码元同步脉冲”或“位同步脉冲”。通常，我们把位同步脉冲与接收码元的重复频率和相位的一致称为位同步或码元同步，而把同步脉冲的取得称为位同步提取。（3）帧同步帧同步也称为群同步， 对于数字信号传输来说， 有了载波同步就可以利用相干

26、解调的方法解调出含图 2.8 光锁相环时钟提取原理结果图 2.9 时钟信号眼图有载波成分的基带信号包络，有了位同步就可以从不甚规则的基带信号中判决出每一个码元信号，形成原始的基带数字信号。然而，这些数字信号是按照一定的数据格式传送的，一定数目的信息码元组成一“字”，若干“字”组成一“句”，若干“句”构成一帧，从而形成帧的数字信号序列。在接收端要正确地恢复消息，就必须识别句或帧的起始时刻。在数字时分多路通信系统中，各路信码都安排在指定的时隙内传送，形成一定的帧结构。在接收端为了正确地分离各路信号，必须识别出每帧的起始时刻，从而找出各路时隙的位置即接收端必须产生与字、句和帧起止时间相一致的定时信号

27、，称获得这些定时序列为帧(或群)同步。厧 网同步当通信是在点对点之间进行，并且完成了载波同步、位同步、帧同步之后，就可以进行可靠的通信了。但现代通信往往需要在许多通信点之间相互连接，构成通信网。在一个数字通信网中，需要把各个方向传来的信码，按它们不同的目的进行分路、合路和交换，为了有效地完成这些功能，必须实现网同步。2.4 高速信号传输技术EDFA 问世后，限制高速光的传输距离的因素主要有三个：损耗、非线性效应、色散。其中掺饵光纤放大器(EDFA)的出现使得损耗不再成为限制高速光传输距离的主要因素。但随着光传输速率的提高和传输距离的增大，光纤的非线性效应和色散对光传输系统的影响变得越来越突出。

28、为解决光纤的非线性效应和色散的影响，目前主要的解决方案是负色散大有效面积光纤和色散补偿技术、色散管理技术。负色散大有效面积光纤，能够克服四波混频非线性效应；斜率降低的大有效面积非零色散位移单模光纤，可以有效降低 C 波段和 L 波段色散补偿的复杂度和成本，并利用其部分色散克服自相位调制、交叉相位调制和四波混频32。色散补偿技术一般采用色散补偿光纤(DCF)进行色散补偿，一般的 DCF 的色散彳 1 约为-1ooPs/nmkm,即大约需要 17km 的色散补偿光纤来补偿 100km 普通单模光纤在 1.55 那处的色散 123 。 色散管理技术是通过对传输光纤线路上的色散进行仔细搭配，不仅能够进

29、行散补偿，而且能够对非线性效应起到抑制作用。 单通道 160Gbit/s 系统中的色散补偿和非线性抑制具有一定的难度， 主要原因是 160Gbit/s 系统中色散容差小， 其比特周期仅 6.25Ps,色散容差为 3.91ps/nm,且传输的色散和非线性效应随时间而变化。160Gbit/sOTD 啾验系统要求误码率小于 109 传输 100km，我们采取的方案为 90km 普通单模光纤+l0km 补偿光纤来实现的。如图 2.10巧所示。为了说明传输采用的方案，在图 2.11 中，激光源、频率合成器、调制器及光时分复用器等用光发射图 2.11160Gbit/sOTDM 实验系统传输万案图 2.10

30、 基于 EAM 解复用器的工作原理第三章、光时分复用技术的实际应用时分复用技术虽然还不成熟，但是在实际生活中大有用武之地，其实际应用如时分复用技术可以实现较大数目的水听器复用、在光纤光栅补偿色散可以采用 40Gb/s 光时分复用进行光纤光栅补偿色散和利用 WDM 与 TODM 混合可提高光网络系统的性能等 3.13.1 光纤水听器时分复用系统串扰的理论分析光纤水听器是一种光纤传感器，通过水中声波对光纤的压力作用引起光纤中传播光束的光程改变，进而导致相位发生变化，采用干涉测量技术可以检测出相位变化，从而得到有关水声的信息。由于水下声场的复杂性，单个水听器很难获得目标的详细信息，必须通过阵列来实现

31、声场信号的波束形成，因此光纤水听器阵列的多路复用技术就成为研究的重要课题之一。在各种光纤水听器多路复用技术方案中研究最早、最简单有效的是时分多路复用技术。时分复用技术可以实现较大数目的水听器复用，易于与其他复用技术相结合，提高系统的复用能力，降低系统体积和成本。典型的时分复用系统是利用光开关产生光脉冲，经延迟光纤提供相应的时间延迟，注入到阵列中各单元光纤水听器，然后从水听器返回一组携带水声信息的脉冲。系统在任意时刻都要求只有一个通道导通，而其他通道完全关断。而实际的光开关由于消光比有限，并不能完全关断，从而导致复用系统存在通道串扰若通道间串扰量过大，一般要求时分复用系统中串扰低于-40dB）,

32、将导致系统复用能力下降，甚至使系统对水声信息检测出现极大的偏差。40Gb/s40Gb/s 光时分复用与光纤光栅补偿色散近年来，对光纤色散补偿的方法是色散补偿光纤（DCF）和喟啾光纤光栅（CFBG）;其中色散补偿光纤通过设计光纤结构与折射率分布，使光纤在 1.55m 窗口具有较大的负色散系数与负色散斜率。色散补偿光纤补偿技术是一种较成熟的技术，目前在全世界的高速通信系统中得到了广泛的应用。但色散补偿光纤有效面积小，有强非线性，损耗大，波分复用（WDM）系统中只能完全补偿一路，残留色散大，并且色散补偿量不可调。色散补偿光纤和喟啾光纤光栅是两种比较有发展前途的方法，但色散补偿光纤的缺点使其在密集波分

33、复用（DWDM）和 10Gb/s 以上系统应用受到限制。在高速光日分复用（OTDM）系统中，高速超短光脉冲的传输技术是十分关键的技术。因此，探索和研究在普通单模光纤中传输 40Gb/s 光脉冲具有重要的意义。在 40Gb/s（410Gb/s）的光时分复用系统中，采用 G.652 光纤，利用低偏振模色散宽带喟啾光纤光栅进行色散补偿，成功地补偿了 122km40Gb/s 光时分复用传输系统中普通单模光纤的色散。对于 40Gb/s 光时分复用系统来说，光纤光栅的带宽有特殊要求。40Gb/s 光时分复用光脉冲传输系统光源脉冲宽度是 45ps,所以光脉冲的谱线宽度超过 1.0nm,而制作光纤光栅的掩模板

34、最长仅为 140mm,在此长度限制下，光纤光栅的带宽与色散补偿量是互相制约的。如果要求在40Gb/s 光时分复用传输光脉冲超过 1.0nm 谱线宽度范围内，光纤光栅阻带内反射谱平坦，掩模板的设计带宽要达到 1nm 以上，而在 1nm 带宽做到反射谱平坦比较困难。WDM/OTDMWDM/OTDM 混合光网络利用 WDM 和 OTDM 技术组合构成的混合系统可以互取技术优势，具有光纤带宽资源利用率高、系统传输容量大、构建技术简单、性能价格比合理等优势，是解决干线高速大容量传输的多用户通信网络的最佳方式。高速率 OTDM/WDM 的复合网络避免了电子瓶颈的限制，极大地提高了网络的容量和吞吐量。、光时

35、分复用的发展趋势OTDM 技术在最近几年里确实取得了非常丰硕的成果，未来 OTDM 的发展有可能朝着以下几个方向发展。（1）OTDM 的研究取得更大的成功，在超高速和长距离方向上进一步发展，与此同时实现了 OTDM 的实用化。OTDM 复用更多路数的低速信号达到超高速光传输，且传输速率和传输距离能够与 DWDM 相媲美。此时因为 OTDM 拥有比 WDM 更优的成本和更有利的网络管理，OTDM 必将得到更广泛地认可和应用。（2）ETDM 的更快发展，目前国际上有一些观点认为，ETDM 的速率将会得到进一步提升，我们通常认为的 ETDM 的瓶颈将会得到突破。为此，国外在 ETDM 也做了不懈地研究，最新实验室