西北大学物理系：《光纤通信系统》第十章 光波通信网新技（冯选旗）

第十章光波通信网新技 10.1通信网结构的线展 10.2光传送网结构分层与WDM网的 物型道 10.3米又连接设备 10.3液长变技术 点专此处结束放殃 4合

1 第十章 光波通信网新技 10.1通信网结构的发展 10.2光传送网结构分层与WDM网的 物理通道 10.3光交叉连接设备 10.3波长变换技术

10.1通信网结构的发展 全光网络(Al- Optical Networks, AON技术是指光信息流在网络中的传输及 交换时始终以光的形式存在 它具备更强的可管理性、灵活性、透 明性与传统通信网和现行的光通信系统相 比,它具有以下多种优点 点专此处结束放殃 4合

2 10.1通信网结构的发展 全光网络(All-Optical Networks， AON)技术是指光信息流在网络中的传输及 交换时始终以光的形式存在。 它具备更强的可管理性、灵活性、透 明性与传统通信网和现行的光通信系统相 比，它具有以下多种优点：

3 ③具有更高的处理速度和更低的误码 率 ④具有良好的兼容性,不仅可以与现 有的通信网络兼容,而且还可以支持未来 的宽带综合业务数字网以及网络的升级; ⑤具备良好的扩展性能,网络可同时 扩展用户、容量和种类,新节点的加入并 不会影响原来网络结构和原有各节点设备; 点专此处结束放殃 4合

3 ③ 具有更高的处理速度和更低的误码 率； ④ 具有良好的兼容性，不仅可以与现 有的通信网络兼容，而且还可以支持未来 的宽带综合业务数字网以及网络的升级； ⑤ 具备良好的扩展性能，网络可同时 扩展用户、容量和种类，新节点的加入并 不会影响原来网络结构和原有各节点设备；

⑥具备可重构性,可以根据通信容量 的需求,动态地改变网络结构,可进行恢 复、建立、拆除光波长的连接; ⑦由于采用了较多无源光器件,省去 了庞大的光/电光转换的设备及工作,可大 幅提升网络整体的交换速度,提高可靠性。 点专此处结束放殃 4合

4 ⑥ 具备可重构性，可以根据通信容量 的需求，动态地改变网络结构，可进行恢 复、建立、拆除光波长的连接； ⑦ 由于采用了较多无源光器件，省去 了庞大的光/电/光转换的设备及工作，可大 幅提升网络整体的交换速度，提高可靠性

5 信号源 光纤 f 光电 光源 调制器 耦合器 检测器 放大 解调器 偏振控制器 接收电路 f s+fiF 本振光源 AFC 图10.1相干光通信系统的结构示意图 点专此处结束放殃 4合

5 图10.1 相干光通信系统的结构示意图

如图101所示,光源发出频率为/的光 脉冲,通过调制器将已经变成电信号的信 号源调制到光脉冲包络上,通过长距离线 路传输后,到达接收端,接收端采用外差 技术,首先通过耦合器将光信号和本振光 源信号同时送到光电检测器接收,本振光 源频率为f+fiF,信号光和本振光在满足波 前匹配和偏振匹配的条件下混频,得到频 率为/m的中频信号,该信号经过放大后送 到解调器解调,最终到达接收电路完成通 信过程。 点专此处结束放殃 4合

6 如图10.1所示，光源发出频率为fs的光 脉冲，通过调制器将已经变成电信号的信 号源调制到光脉冲包络上，通过长距离线 路传输后，到达接收端，接收端采用外差 技术，首先通过耦合器将光信号和本振光 源信号同时送到光电检测器接收，本振光 源频率为fs+fIF，信号光和本振光在满足波 前匹配和偏振匹配的条件下混频，得到频 率为fIF的中频信号，该信号经过放大后送 到解调器解调，最终到达接收电路完成通 信过程

相干光通信系统灵敏度的提高主要是 因为它采用了本地振荡得到了一定的增益, 根据无线电知识中外差接收技术知识可以 得到光电检测器的电流[1]: 02把e Br vPP m(t-T)cos[(o-O)t-(s-P) 式中:n为光电检测量子效率,h为普 朗克常量,e为电子电量,/为光频率,P 为信号光功率,P为本振光功率,m为调 制系数,(tz)为群延时,O、O1和q、9 分别为信号光和本振光的角频率和相位 点专此处结束放殃 4合

7 相干光通信系统灵敏度的提高主要是 因为它采用了本地振荡得到了一定的增益， 根据无线电知识中外差接收技术知识可以 得到光电检测器的电流［15］ 式中：η为光电检测量子效率，h为普 朗克常量，e为电子电量，f为光频率，Ps 为信号光功率，PL为本振光功率，m为调 制系数，(t-τg )为群延时，ωs、ωL和φs、φL 分别为信号光和本振光的角频率和相位

10.12相干光通信关键技术 1.光源技术 相干光纤通信系统中对信号光源和本 振光源的要求比较高,它要求光谱线窄 频率稳定度高 点专此处结束放殃 4合

8 10.1.2 相干光通信关键技术 1. 相干光纤通信系统中对信号光源和本 振光源的要求比较高，它要求光谱线窄、 频率稳定度高

9 2.调制技术 般相干光通信的光调制有半导体激 光器直接调制和光波导型外调制两种。半 导体激光器直接调制技术一般是采用具有 动态单纵模特性的DFB激光器来进行直接 调制,采用该技术在调制过程中可以使光 谱保持良好的窄谱特性,同时频率也较稳 定 点专此处结束放殃 4合

9 2. 一般相干光通信的光调制有半导体激 光器直接调制和光波导型外调制两种。半 导体激光器直接调制技术一般是采用具有 动态单纵模特性的DFB激光器来进行直接 调制，采用该技术在调制过程中可以使光 谱保持良好的窄谱特性，同时频率也较稳 定

10 3.接收技术 相干光通信的接收技术包括两部分, 部分是光的接收技术,另一部分是中频 之后的各种制式的解调技术。 (1)平衡接收法 在FSK制式中,由于半导体激光器在 调制过程中,难免带有额外的幅度调制噪 声,利用平衡接收方法可以减少调幅噪声。 点专此处结束放殃 4合

10 3. 相干光通信的接收技术包括两部分， 一部分是光的接收技术，另一部分是中频 之后的各种制式的解调技术。 (1) 在FSK制式中，由于半导体激光器在 调制过程中，难免带有额外的幅度调制噪 声，利用平衡接收方法可以减少调幅噪声