如何在光纤电缆中通过复用技术获得更高速度

不同的复用技术正推动着基于光纤布线的网络速度的发展。这些技术包括时分、空分和波分复用。让我们来仔细了解每一种技术。

 

时分复用

　　

时分复用是一种通过使用越来越小的时间增量来传输更多的数据的方式，并且将较低数据率的信号复用进较高速度的复合信号中。通过时分复用，较低速度的电信号交错在时间中，并在较快的复合光路上传输。因此，所得的较高数据速率将是单个输入速率的数倍。

　　

 

如今有很多这样的例子，通过使用这种并行电信号，在复用器中组合，并在光纤中串行化传输从而实现以太网速率的。例如，10Gbps的以太网有四个通道选项，每个通道占四分之一的速率2.5Gbps。

　　

如今，以太网每个通道的最高速率为25Gbps。如果我们放眼未来，50Gbps的通道速率已经在开发中。

　　

有了更高的速率，就能够使用更复杂的多级编码方案来通过每个符号来获得更多的比特。这个迹象表明，最大速度极限已经快要达到了，那么就需要使用替代技术来增加复合通道的速度。

　　

空分复用

　　

空分复用，通常被称为并行光纤，是一种通过在复合链路中增加一条或多条光纤来增加一个或多个通道的方式。在这种情况下，一个通道实际上就是另一股光纤。这是上述时分复用通道的一个替代方案，在时分复用中，信号以按时间合并在同一条光纤上。行业中有很多应用这种技术的例子。例如，40G SR4通过使用四通道或光纤，在多模光纤上提供40Gbps的速率。也就是在每个方向上有四个通道。这也正是“SR4”中4的含义，4个通道，每个10Gbps。

　　

 

使用10个10Gbps通道来提供100Gbps解决方案的标准被称为SR10。第二代100G将通道速率增加至25Gbps，四通道可以提供100G，那么将时分复用的改进结合并行光纤技术，就能达到更高速度的目标。

　　

更进一步来说，将每个方向上的4通道增加至16或24通道，速度达到200Gbps、400Gbps以上，是可能的；然而，这受到现实的制约。如果您做到了，那么很明显，4通道解决方案比24通道的解决方案更实用。增加至16或24通道会使收益递减，因为它会推高布线系统的成本。这就是第三复用技术，波分复用，发挥作用的地方了。

　　

波分复用

　　

波分复用是通过由不同光的波长（颜色）隔离而成的多个通道上，经复用器汇合和分离而同时发送信号的技术。顾名思义，用于传输的波长频带被分为多段，每段都能用作通信的信道。将多个信道挤出来作为一个小频谱是可能的。用于长途、单模系统的常见版本叫做密集波分复用或粗波分复用。在多模系统中，短波分复用技术正在出现。

　　

 

借助短波分复用，使用850nm范围附近的低成本短波来在单股光纤中新增通道。目前市场上的一个例子是思科的40G BD或Bi-Di。Bi-Di代表双向，信号在每股光纤中双向传输，使用两种不同的波长来对可能出现的反射进行区分。这种技术使用两条光纤中一条每种波长的20Gbps，通过使用双工 LC 连接器，他们能够在2条纤芯中获得40Gbps的速率。