21世纪通信教材《光纤通信原理》PPT_第10章 光纤通信新技术

第十章光纤通信新技术 10.1于光通信 10.2光孤子通信技术 10.3全光通信网 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

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

101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 千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。 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

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 f s+fiF 本振光源 AFC 图10.1相干光通信系统的结构示意图 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

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。 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

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]: 1.=2PPm(-=r)os(o,-o2)-(-2) h f 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 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

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 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

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

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 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

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

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。 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

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。 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

(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 单1.雅线性定塔方程及解法 根据光学知识,光脉冲可以用下列式 子表示: E(Z, 5=A(, Dexp lj(@ot-Bo3)7 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 人民邮电幽趣一点击此处结枣放映 4合

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