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User:Ginlulin/沙盒

空間多工（Spartial-division multiplexing，缩寫SDM）是一種採用兩根光纖的單工工作方式，工作波長限定在1310nm區間。我們通過對使用相同頻率的相鄰區間造成干擾, 形成同信號的小區域。 此方法提供天線接受來自所有方向的信號, 干擾源也會一起接收。通過智能天線的技術及不同的空間配置, 提供了更好的性能增強。我們能使用此方法來獲得更高的增益, 是我們能夠拿來做為現代信號處理研究一個改進的方法, 近年已逐漸受到研究者的重視。

簡介

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有幾種可能的方法來增加固定帶寬上的傳輸容量，大部分的方法已經在使用了。這些方法包括了, 採用不同幅度水平的調製，兩個正交 副載波（餘弦和正弦調製）和極化。頻率也用於波分多路復用（WDM）。事實上，唯一剩下的未使用的維度就是空間。也因此我們需要此方法來利用空間為度增加傳輸容量。有兩個基本的策略用於在光纖內實現空間分離 - 多核和多模式操作。

特徵

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1. 沒有帶寬擴展問題。 2. 接收器需要時間和空間函數的均衡 – 常規性: Rx天線 ≥ Tx天線. 3. 如果空間信道的衰落過程幾乎是獨立的，那麼數據流可以被均衡器分離。 4. 實際的多輸入多輸出通道，能夠線性增加天線的數量或更精確地獨立的空間通道。 5. 空間多樣性的替代：復多樣性(multiplexing–diversity)交易的特性正在被深入研究之中。

多芯和多模光纖

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多模光纖( Multi Mode Fiber )：中心玻璃芯較粗( 50 或 62.5μm )，可傳多種模式的光。但其模間色散較大，這限制了傳輸數位信號的頻率，而且隨距離的增加會更加嚴重。例如：600MB/KM 的光纖在 2KM 時則只有 300MB 的頻寬了。因此，多模光纖傳輸的距離就比較近，一般只有幾公里。多模光纖一般採用 LED( 發光二級管 )作為光源。對於區域網我們一般採用多模光纖，一方面傳輸距離較短，二方面是多模光纖本身及配套設備單模成本低。在實際工程中多採用 62.5μm 的室內或室外多模光纖。

單模光纖( Single Mode Fiber )：中心玻璃芯很細(芯徑一般為 9 或 10μm)，只能傳一種模式的光。因此其模間色散很小，適用于遠端通訊，但還存在著材料色散和波導色散，這樣單模光纖對光源的譜寬和穩定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩定性要好。後來又發現在 1.31μm 波長處，單模光纖的材料色散和波導色散一為正、一為負，大小也正好相等。這就是說在 1.31μm 波長處，單模光纖的總色散為零。從光纖的損耗特性來看，1.31μm 處正好是光纖的一個低損耗視窗。這樣 1.31μm 波長區就成了光纖通信的一個很理想的工作視窗，也是現在實用光纖通信系統的主要工作波段。單模光纖採用了 ILD( 注入式鐳射二級管 )作為光源。

多芯光纖在光纖包層中嵌入了多個芯。然而，核心並沒有完全分離。這導致它們之間的串擾，這最終限制了傳輸性能或需要復雜的DSP來解開信號。另外，單模玻璃纖維不能達到比標准單模光纖更低的損耗或更高的非線性容差，因為這些是材料的基本性能。這些特性根據光纖中的芯數來限制容量的增加。但是，多模光纖允許在單個內核中傳播多個獨立模式。光纖所支持的模式數量取決於光纖的纖芯尺寸和折射率。增加核心的尺寸允許在光纖內支持更多的模式。典型的商用多模光纖支持數十到數百種模式，並用於短距離。多模光纖提供比多芯光纖更有效的放大，從而可能降低放大成本。這反過來又為基於多模信號的波長選擇性切換的大ROADM建立良好的環境。

MIMO

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MIMO是一種利用多組傳送與接收天線的運作，來提升無線傳輸的速度、距離、可靠度和頻譜效率的智慧型天線（Smart Antenna）系統。談到MIMO，首先要談的是多重路徑衰減干擾（Multipath Fading）。

Multipath 導因於發射端發送的信號，在空間當中因反射信號造成接收端收到多個反射信號與主要信號（Light Of Sight），因此導致信號干擾失真。多重路徑的問題原本被認定是對無線傳輸負面的影響，然而此一特性現在反被當成是一個有利的特性。MIMO 系統使用的是多組傳送與接收天線，透過空間分集的方式，來對抗信號衰減的問題，也就是集合多個傳輸路徑，重組出衰減較為輕微的信號，即使是多重路徑的反射，也有可能被重新組合為所要的資料信號。透過發射端與接收端的多組天線獲得倍數呈現的信號增益，例如使用 2x2 傳送接收天線就可能獲得兩倍增益的信號，這也就是所謂的分集增益。這裡所用的天線都是獨立運作的天線，不同於以往天線分集無線裝置所使用的一對天線，僅是作為天線方位的涵蓋，兩天線組收到的信號也只會保留較強的那組信號。

除了利用傳送接收提供多組天線的空間分集特性，MIMO 之所以可以使用同一通道來傳送多組獨立資料流，還另外為採用空間多工（SDM：Spatial Division Multiplexing）的特性。也就是 SDM 以同一頻帶，將資訊以不同的空間度，由不同天線調變傳送出去，每支天線傳送的資料訊息都不一樣，形成一個三維空間的射頻傳輸；每一個接收端的天線也會收到多組傳送端的資訊流，再依序解出資訊。當分開的空間資料流增加，資料流通量也就明顯增加，不過每一個空間資料流在每個傳送端都必須有自己的 TX/RX 天線組，也因此每一個 MIMO 天線也都需有個別的射頻與類比數位轉換器，在線路設計的複雜度與成本相對地增加不少。

相關條目

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註釋

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參考文獻

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  • Jian-Jiun Ding, Time frequency analysis and wavelet transform class ppt,the Department of Electrical Engineering, National Taiwan University (NTU), Taipei, Taiwan, 2017.
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