4.2.1光波分复用和光时分复用。
1、光波分复用。
光波分复用是扩大光纤通信系统传输容量的一种技术手段。在同一个根光纤中同时耦合传输n路不同波长的光载波信号，称为光波分复用。其中每路光载波信号携带一路调制后的光脉冲信号。
光波分复用把波长合成器和波长分割器（简称合波器/分波器）分别置于光纤两段，在发送端由合波器将不同波长的光载波合并起来耦合进入一根光纤进行传输；在接收端，再由分波器将这些承载不同信号的光载波分开，实现不同波长的耦合与分离。
根据波分复用时波长间隔的大小可以将波分复用系统分为三种类型：密集波分复用、稀疏波分复用和光频分复用。
2、光时分复用。
光时分复用是把低速的光脉冲信号复合一起，形成超高速光脉冲信号的一种技术。实现otdm的基本技术主要包括超短光脉冲发生技术、全光时分复用/去复用技术、超高速光定时提取技术等。在超高速光通信系统中，光时分复用是一种十分有效的方式，而且速率越高，效果越显著。
光时分复用图。
4.2.2相干光通信。
相干光通信系统要求接受端有一个与发送端同频同相的本振光源。发送端光源的光载波经数字信号调制后耦合进入光纤传输到达接收端。接收的光信号进入光混频器，与由本振光源产生的同频同相光信号进行混频，得到两个光信号的差值，即中频信号。
差值可能为0，也可能是某个固定频率，该差值被送入光电检测器转换为电信号，再经过中频方大、滤波得到中频信号。中频电信号经过解调后，还原为光发送端的数字信号。
相干光通信原理图。
相干光通信的主要优点如下：
1）灵敏度高，中继距离长。
2）选择性好，通信容量大。
3）便于实现密集波分复用。
4）支持多种调制方式。
4.2.3光孤子通信。
光孤子通信是一种特殊的、短至皮秒数量级的超短光脉冲。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离、无畸变的通信。理论上，在零误码的情况下传输距离可达几千公里，具有高容量、长距离、误码率低、抗噪声能力强等优点。
在光纤通信系统中，光孤子是一种能在光纤中传输，并且长时间保持形态、幅度和速度不变的光脉冲。因为它很窄，所以使临近光脉冲间隔很小不至于发生重叠干扰，从而实现超长距离、超大容量光通信。
光孤子通信是一种全光非线性通信方案，其基本原理是光纤折射率的非线性(自相位调制)效应导致对光脉冲的压缩可以与群速色散引起的光脉冲展宽相平衡，在一定条件(光纤的反常色散区及脉冲光功率密度足够大)下，光孤子能够长距离不变形地在光纤中传输。它完全摆脱了光纤色散对传输速率和通信容量的限制，其传输容量比原来最好的通信系统高出1~2个数量级，中继距离可达几百km。它被认为是下一代最有发展前途的传输方式之一。
从光孤子传输理论分析，光孤子是理想的光脉冲，因为它很窄，其脉冲宽度在皮秒级(ps)。这样，就可使邻近光脉冲间隔很小而不至于发生脉冲重叠，产生干扰。利用光孤子进行通信，其传输容量极大，可以说是几乎没有限制。
传输速率将可能高达每秒兆比特。如此高速将意味着世界上最大的图书馆――美国国会图书馆的全部藏书，只需要100秒就可以全部传送完毕。由此可见，光孤子通信的能力何等巨大。
4.2.4光交换技术。
随着光纤通信系统逐步向全光网发展的趋势，网络的优化、路由、保护和自愈功能在通信领域越来越重要。光交换技术是实现全光网通信必不可少的核心技术。采用光交换技术不但可以客服电子交换的容量瓶颈问题，实现网络的高速率和协议透明性，而且可以提高网络的重构灵活性和生存性，大量节省建网和网络升级成本。
光交换是指不经过任何光电转换，把输入端光信号直接交换到不同输出端。如图为光交换系统的组成框图，主要包括输入模块、光交换矩阵、输出模块、和控制单元四部分。
光交换系统的组成图。
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