《光纤通信原理》课程教学资源（PPT课件）第十章 光纤通信新技术

第十章光纤通信新技术 10.1指行光通信 10,2光孤子通信技术 10.3全光通信网 人民邮电出社一动此处结束放映

第十章 光纤通信新技术 10.1 相干光通信 10.2 光孤子通信技术 10.3 全光通信网

10.1相干光通信 相干光通信系统可以把光频段划分为 许多频道,从而使光频段得到充分利用, 即多信道光纤通信。 与强度调制一直接检测系统不同,相 干光纤通信系统在光接收机中增加了外差 或零差接收所需的本地振荡光源,该光源 输出的光波与接收到的已调光波在满足波 前匹配和偏振匹配的条件下,进行光电混 频 人民邮电出社一动此处结束放映

10.1 相干光通信 相干光通信系统可以把光频段划分为 许多频道，从而使光频段得到充分利用， 即多信道光纤通信。 与强度调制—直接检测系统不同，相 干光纤通信系统在光接收机中增加了外差 或零差接收所需的本地振荡光源，该光源 输出的光波与接收到的已调光波在满足波 前匹配和偏振匹配的条件下，进行光电混 频

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 fS+fiF 本振光源 AF 图101相干光通信系统的结构示意图 人民邮电出社一动此处结束放映

图10.1 相干光通信系统的结构示意图

如图10.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+,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。 人民邮电出社一动此处结束放映

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.=20√Pm-c2)cos(o,-o1)(9,-92) 式中: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,(tx)为群延时,O,、1和、q 分别为信号光和本振光的角频率和相位。 人民邮电出社一动此处结束放映

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

10.1.2相千光通信关键技术 1.光源术 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 人民邮电出社一动此处结束放映

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

=72.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 人民邮电出社一动此处结束放映

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

=73.接收术 相千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。 人民邮电出社一动此处结束放映

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

(2)相位分集接收法 除了调幅噪声外,如果本振光相位和 信号光相位有相对起伏,就将产生相位噪 声,严重影响接收效果。 (3)偏振控制技术 前面已经指出:相干光通信系统接收 端必须要求信号光和本振光的偏振同偏, 才能取得良好的混频效果,提高接收质量。 人民邮电出社一动此处结束放映

(2) 除了调幅噪声外，如果本振光相位和 信号光相位有相对起伏，就将产生相位噪 声，严重影响接收效果。 (3) 前面已经指出：相干光通信系统接收 端必须要求信号光和本振光的偏振同偏， 才能取得良好的混频效果，提高接收质量

102光孤子通信技术 10.21光孤子通信技术的基本原理 1.张性定塔方程及解法 根据光学知识,光脉冲可以用下列式 子表示: E(Z, s=A(, texp lj(oot-Bo3)] 其中:A(z,t是脉冲包络,对于常用的直 接检波光通信系统我们主要关心光脉冲的 包络情况。 人民邮电山版社 点击此处结束放映

10.2 光孤子通信技术 10.2.1 光孤子通信技术的基本原理 1. 根据光学知识，光脉冲可以用下列式 E(z,t)=A(z,t)exp［j(ω0 t-β0 z)］ 其中：A(z，t)是脉冲包络，对于常用的直 接检波光通信系统我们主要关心光脉冲的 包络情况