| 单词 | 副载波复用光通信系统 |
| 释义 | 【副载波复用光通信系统】 拼译：subcarrier multiplexed(SCM)lightwave system 是以微波作为副载波，将所要传输的信号调制在副载波上，再用已调的副载波去调制光波(主载波)，然后用光纤传输已调光信号，在接收端用光电探测器及解调器恢复出所传输的信号。 20世纪70年代初，随着光纤通信事业的飞速发展，各种各样的光纤通信系统相继出现，其中大部分是数字的。这期间，也有一些光通信工作者试图利用光纤通信系统传输微波模拟信号，但是不很成功。因为模拟信号对系统响应的线性程度要求很高，否则会引起严重的非线性失真，无法用于多路复用的模拟系统。70年代的光器件，如激光器、光电探测器等的响应速度及线性都很差，所以当时“副载波复用光通信系统”只限于理论上的探讨和一些初步的实验尝试。80年代初，副载波复用光纤通信系统又重新崛起，其起因是激光器和光电探测器的响应速度及线性都有了非常大的改善。一些微波副载复用光纤通信试验系统相继研制成功：1982年，Bechtle和Stegel研制出副载波频率为2．0～6．0GHz的光纤通信系统；1983年，Pan发表了5GHz带宽的光通信系统的研究报告；同年William E．Siephens和Thomas R．Joseph成功地研制出副载频率为4．1～4．7GHz、光波波长1．3μm的光纤传输线路。这几个实验系统及其它副载波复用系统的成功证明了副载波复用光纤通信系统的可行性。进入80年代中后期，激光器和光电探测器的性能又有了进一步的提高，激光器及光电探测器的响应带宽均已达到20GHz以上，使副载波复用光纤通信系统的研究进入高潮，关于副载波复用光纤通信系统的系统试验及理论在国际学术刊物上大量报导，其中有模拟系统，有数字系统，也有数、模混合系统，这里仅举几例：1986年，Thomas E．Darcie等利用SCM技术，在同一根单模光纤中传输3路44Mbit／s数字信号，在此系统中，综合运用了两路副载波调制同一支激光器、两支激光器发出的调制光在同一根光纤中传输的技术，并获得成功；1987年W．I．Way等人做了利用35Km单模光纤传输C波段下行卫星信号(3．7～4．2GHz)的现场试验，在所传输的带宽为500MHz的卫星信号中包括多路卫星电视信号和许多话音、数据信道；1987年，Robert Olshansky等研制成功60路FM电视传输试验系统，副载波的频率范围为2．7～5．2GHz；1988年Olshansky等完成了120路FM电视传输试验系统，其副载波的频率为2．7～7．5GHz；同年Olshansky和Hill研制出20路FSK数字电视传输系统，其副载波频率范围是2～6GHz，信道间隔为200MHZ；同时Olshansky等研制成功同时传输100MBit／s基带数字信号和60路FM电视信号的宽带光纤传输系统。所有这些系统，使副载波复用光纤通信系统的特点得到了充分体现。概括起来讲，这一时期的副载波复用(SCM)光纤通信系统的特点主要有以下几个方面：1．SCM系统具有非常大的灵活性：所使用的副载波频率仅受限于激光器的调制带宽和光电探测器的响应速度，这两项指标均已超过20GHZ，并且在这样宽的频带内副载波频率连续可调，可以随意选择；各个信道之间相互独立，不需要同步系统，而且每个用户可以选择不同的信道带宽，也可以选择不同的调制形式，从而实现数字调制与模拟调制形式的兼容，这一特点对于数、模共存的局面有重大的现实意义，所以副载波复用光纤通信系统被视为由现存网向宽带综合业务数字网(B－ISDN)过渡的有力工具。2．SCM用户网的每一个用户只需接收属于自己的频内的信号，基本不需要宽带放大器，有利于限制噪声带宽，提高接收机的灵敏度。3．SCM系统对激光器的频谱纯度及频率稳定性没有特别的要求，不需要稳频、频率锁定等措施。在目前中国缺乏高品质激光器的情况下，这一优点很有意义。4．SCM系统使网的成本降低：它可以省却复杂的编码、复用设备及同步系统；多路载波可以调制同一支激光器，也可以由各路副载波分别调制不同的激光器，然后耦合到同一根光纤中，充分地利用了激光器及光纤的带宽；副载波复用光纤通信系统所用的微波电路，如副载波调制／解调器、合路／分路器及微波放大器技术都已相当成熟，并已投入大批量生产，这样既可以提高网路的可靠性，又降低了网路成本。80年代末到90年代初，副载波复用光纤通信系统的研究热点集中于视频用户网和宽带业务网(BSN)：视频用户网的研究对象是如何用光纤网取代现有的电缆CATV网。目前，有两种形式的光纤CATV系统：一种是调频(FM)的，另一种是调幅残余边带(AM－VSB)的。调频制有以下优点：FM可实现较高的信噪比(SNR＞50dB)，信号质量高于CATV，接近影碟机的效果；FM系统抗噪声性能好，所要求的载噪比(CNR)只有17dB左右，能够提供16～20dB的网路预算，不需要经光放大器就可满足无源光网(PON)的要求；FM模拟视频传输技术已经相当成熟，其产品已经为卫星广播系统大批量生产，可以降低网的成本；FM系统可采用直接调制——直接检测技术，电路简单易实现；FM视频信号可以利用CMOS技术进行交换。FM系统的主要缺点在于它所占用的频带较宽，每信道约占用30～40MHz。AM－VSB系统的优点是它与现存CATV网及广播电视系统的调制形式完全相同，可以利用原有设备；AM－VSB系统的另一大优势在于它所占用的带宽窄，每信道只占4～6MHz；AM－VSB系统的缺点是抗噪声性能较差，它要求的载噪比很大(CNR＞50dB)，因此可提供的网路的预算较小，一般小于10dB，为提高网路预算，一般要用光放大器；AM－VSB系统对光源的线性和噪声特性要求非常苛刻，一般要用昂贵的DFB激光器，对光源多采用外调制技术，电路较复杂。掺铒光纤放大器(EDFA)的实用化及激光器性能的进一步改善，为AM－VSB光纤电视系统带来了乐观的前景。限于中国目前的器件水平，现阶段宜采用FM形式实现光纤电视传输系统。副载波复用宽带业务网(SCM－BSN)的概念是适应局域网中对低成本宽带业务的需要而提出来的。它综合运用了近几年来光通信领域的3项新概念：无源光网(PON)、光纤到路边(FTTC)和副载波复用(SCM)技术。1991年末到1992年上半年，美国GTE实验室的RobertOlshansky等提出了一种BSN的雏形，概括起来有以下特征：采用PON、FTTC结构及SCM技术，向每个用户提供双向窄带业务及2～4路交换的FM视频信号。SCM技术应用于BSN，把十几GHz的宽频带划分为若干的宽带业务单元，并向每个用户提供一个这样的业务单元，在RobertOlshansky等提出的SCM－BSN系统中，每个业务单元为100MHz。SCM－BSN不仅可以适应当前各种电信业务的需要，而且可以很容易地引入未来的宽带业务，如数字NTSC电视、高清晰度电视(HDTV)以及宽带综合业务数字业务，如交换的兆比特级数据业务(SMDS)等。副载波复用光纤通信技术方兴未艾，在宽带综合业务网中有广阔的应用前景，它的研究和应用正越来越引起通信业的重视。【参考文献】：1 Bechtle D W，Siegel S A．RCA Rev．，1982，7(43)∶277～3092 Pan J J．Fiber Commun Conf．，1983，4∶74～773 Willim E J．Lightwave Technology，1985，3∶308～3154 Schlater J．Election Letter，1985，21∶469～4705 Dacie T E．Election Letter，1986，22(15)∶774～7756 Olshansky R，Powazinik W．Election Letter，1987，23∶839～8417 Olshansky R，et al．Election Letter，1988，24∶1234～12358 Thomas E．IEEE J．Select，1990，(9)∶8(7)∶1240～12489 Olshansky R，et al．J．Lightwave Technology，1993(1)；11(1)∶60～69．(北京邮电大学宋海燕博士、顾畹仪教授撰；李国瑞审) |
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