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光纤通信的复用技术的载波为光波。光纤通信复用技术主要分为三类：光波复用，光信号复用和副载波复用(SCM)。光波复用包括波分复用(WDM)和空分复用(SDM)，光信号复用包括时分复用(TDM)和频分复用(FDM)。
1、光波波分复用
在发送端，用光复用器将两种或多种不同波长的光载波信号汇合起来，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输;在接收端经光分波器将各种波长的光载波进行分离，然后由光接收机做进一步处理以恢复原信号。这就是波分复用。适用于多模和单模系统，单向、双向传输，既可分配传输也可环路传输。其工作波长可以从0.8μm到1.7μm，光纤的低衰耗低色散窗口。复用器要求有较低的插入损耗(1.0—2.5dB之间)，足够的带宽和良好的隔离度。采用波分复用技术可以使光纤通信系统的通信能力成倍提高。多用于沿线设置光放大器的的长途干线和海底光缆系统。
2、空分复用
包括两个方面：一是光纤的复用，将多根光纤组合成束：二是在一根光纤中光束沿空间分割的一种多维通信方式。可以使用多维相干度调制和解调来实现多路空分复用通信。传像束是一种特殊的空分复用方式。将图像采用空分复用方式传输，传输速度会成数量级的提高。几十万像素的多芯传像光纤技术已成熟，其色保持特性和透光性已相当好。
3、光频分复用
频分复用和波分复用在本质上没有什么差别。若在同一根光纤中传输的光载波路数不多，载波问的间距较大，称为光波分复用：若光载波路数较多，波长问隔较小而又密集，就是频分复用。频分复用可以使通信容量几十，甚至几百倍的提高。在密集频分的情况下，不用通常的光复用器和分波器，而是依靠调谐器件，光功率耦合器或光滤波器等。在接收端有两种不同的调谐方法来实现密集频分多路，一种是利用相干光纤通信的外差检测和调谐本振激光器;二是利用常规光纤通讯的直接检测与调谐光纤滤波器。主要应用于光纤用户网和综合光纤局域网，特别适合于频分多址应用。
4、光时分复用
光时分复用是光数字通信中的一种有效多路方法。它是将通信时间分成相等的间隔，每一间隔只传输固定的信道，各个信道按照一定的时间顺序进行传输。一般采用帧同步和位同步两种同步方式。由于电子器件对过高数字速率的限制，以及光时分复用所需的光复接和分接技术较难，过去进展不大。但近年一些关键技术取得了突破，如光时分复用/解复用技术、变换极限超短光脉冲的产生、全光时钟提取技术、全光信息再生技术、光调制和光放大以及光的线性和非线性传输技术等，这就使得全光信息处理系统的实现成为可能。
5、副载波复用
副载波复用是将所要传输的信号先用来调制一个射频波，再将射频波来调制发射光源。在接收端经光电转换后恢复带有信号的射频波，再通过射频检测还原成原信号。副载波光纤传输要经过两次调制和两次解调，两重载波分别是光波和射频波，射频波也称为副载波。副载波多路系统也是通过增加频带宽度来实现多路传输，工作带宽随着负载波的频率和频道数目的增加而增加。其有优点是可以采用成熟的微波技术，对光器件的要求也不高，在技术上容易实现。
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