10.1.4相干光通信的关键技术 1、外光调制技术 外光调制是根据某些电光或声光晶体的光波传输特性随电压或声压 等外界因素的变化而变化的物理现象而提出的。因此,外光调制器主 要有三种类型:电光调制器、声光调制器和磁光调制器。 2、偏振控制 相干检测要求信号光束与本振光束的偏振态相匹配。因此,在相干 光通信中应采取光波偏振稳定措施。主要有两种方法:(1)采用保偏 光纤,使光波在传输过程中保持光波的偏振方向不变。(2)在接收端 釆用偏振分集技术。信号光与本振光混合后首先分成两路作为平衡接 收,对每一路信号又采用偏振分束镜分成正交偏振的两路信号分别检 ,然后进行平方求和,最后对两路平衡接收信号进行判决,选择较 好的一路作为输出信号。此时的输出信号已与接收信号的偏振态无关,。 从而消除了信号在传输过程中偏振态的随机变化 合□p
10.1.4 相干光通信的关键技术 1、外光调制技术 外光调制是根据某些电光或声光晶体的光波传输特性随电压或声压 等外界因素的变化而变化的物理现象而提出的。因此，外光调制器主 要有三种类型：电光调制器、声光调制器和磁光调制器。 2、偏振控制 相干检测要求信号光束与本振光束的偏振态相匹配。因此，在相干 光通信中应采取光波偏振稳定措施。主要有两种方法：（1）采用保偏 光纤，使光波在传输过程中保持光波的偏振方向不变。（2）在接收端 采用偏振分集技术。信号光与本振光混合后首先分成两路作为平衡接 收，对每一路信号又采用偏振分束镜分成正交偏振的两路信号分别检 测，然后进行平方求和，最后对两路平衡接收信号进行判决，选择较 好的一路作为输出信号。此时的输出信号已与接收信号的偏振态无关， 从而消除了信号在传输过程中偏振态的随机变化
3、频率稳定技术 只有保证光载波振荡器和光本振振荡器的高频率稳定性,才能保证相干 光通信系统的正常工作。激光器的频率稳定技术主要有:(1)将激光器的 频率稳定在某种原子或分子的谐振频率上;(2)利用光生伏特效应、锁 相环技术方法实现稳频;(3)利用半导体激光器工作温度的自动控制、 注入电流的自动控制等方法实现稳频。 4、频谱压缩技术 在相干光通信中,光源的频谱宽度越窄,越能克服半导体激光器量子调 幅和调频噪声对接收杋灵敏度的影响,因相位漂移而产生的相位噪声也越 小。为了满足相干光通信对光源谱宽的要求,通常采取的频谱压缩技术有 (1)注入锁模法,即利用一个以单模工作的频率稳定、谱线很窄的主激光 器的光功率,注入到需要宽度压缩的从激光器,从而使从激光器保持和主 激光器一致的谱线宽度、单模性及频率稳定度;(2)外腔反馈法,将激光 器的输出通过一个外部反射镜和光栅等色散元件反射回腔内,并用外腔的 选模特性获得动态单模运用以及依靠外腔的髙Q值压缩谱线宽度。 除了以上关键技术外,对于本振光和信号光之间产生的相位漂移,在接 收端还可采用相位分集接收技术以消除相位噪声;为了减小本振光的相对 强度噪声对系统的影响,可以采用双路平衡接收技术,零差检测中为保证 本振零差检测中为保证本振光与信号光同步而采用的光锁相环技术,以及 用于本振频率稳定的自动频率控制等。 合□
3、频率稳定技术 只有保证光载波振荡器和光本振振荡器的高频率稳定性，才能保证相干 光通信系统的正常工作。激光器的频率稳定技术主要有：（1）将激光器的 频率稳定在某种原子或分子的谐振频率上；（2） 利用光生伏特效应、锁 相环技术方法实现稳频；（3）利用半导体激光器工作温度的自动控制、 注入电流的自动控制等方法实现稳频。 4、频谱压缩技术 在相干光通信中，光源的频谱宽度越窄，越能克服半导体激光器量子调 幅和调频噪声对接收机灵敏度的影响，因相位漂移而产生的相位噪声也越 小。为了满足相干光通信对光源谱宽的要求，通常采取的频谱压缩技术有： （1）注入锁模法，即利用一个以单模工作的频率稳定、谱线很窄的主激光 器的光功率，注入到需要宽度压缩的从激光器，从而使从激光器保持和主 激光器一致的谱线宽度、单模性及频率稳定度；（2）外腔反馈法，将激光 器的输出通过一个外部反射镜和光栅等色散元件反射回腔内，并用外腔的 选模特性获得动态单模运用以及依靠外腔的高Q 值压缩谱线宽度。 除了以上关键技术外，对于本振光和信号光之间产生的相位漂移，在接 收端还可采用相位分集接收技术以消除相位噪声；为了减小本振光的相对 强度噪声对系统的影响，可以采用双路平衡接收技术，零差检测中为保证 本振零差检测中为保证本振光与信号光同步而采用的光锁相环技术，以及 用于本振频率稳定的自动频率控制等
10.1.5相千光通信的优点及其应用 相干光通信充分利用了相干通信方式具有的混频增益、出色的信道选 择性及可调性等特点。与直接检测系统相比,具有以下独特的优点 1.接收灵敏度高 相干检测能通过提高本振光功率来有效地抑制噪声,改善接收机的灵一 敏度。从而也增加了光信号的传输距离 2.频率选择性好 外差接收时中频落在微波波段,采用非常窄的带通滤波器,可实现信 道间隔小于1~10GHz的密集频分复用,实现超高容量的信息传输 3.可使用电子学的均衡技术来补偿光纤中光脉冲的色散效应 如使得外差检测相干光通信中的中频滤波器的传输函数正好与光纤的 传输函数相反,则可以降低光纤色散对系统的影响 4.可抑制级联光放大器中产生的噪声累积 这样就可以采用多级光放大器级联来延长中继距离 合□团
10.1.5 相干光通信的优点及其应用 相干光通信充分利用了相干通信方式具有的混频增益、出色的信道选 择性及可调性等特点。与直接检测系统相比，具有以下独特的优点： 1. 接收灵敏度高 相干检测能通过提高本振光功率来有效地抑制噪声，改善接收机的灵 敏度。从而也增加了光信号的传输距离。 2. 频率选择性好 外差接收时中频落在微波波段，采用非常窄的带通滤波器，可实现信 道间隔小于1～10 GHz的密集频分复用，实现超高容量的信息传输。 3. 可使用电子学的均衡技术来补偿光纤中光脉冲的色散效应 如使得外差检测相干光通信中的中频滤波器的传输函数正好与光纤的 传输函数相反，则可以降低光纤色散对系统的影响。 4. 可抑制级联光放大器中产生的噪声累积 这样就可以采用多级光放大器级联来延长中继距离
5.具有多种调制方式 在直接检测系统中,只能使用强度调制方式对光波进行调制。而在 相干光通信中,除了可以对光波进行幅度调制外,还可以进行频率 调制或相位调制 由于相干光通信可以大大提高接收机的灵敏度,在EDFA出现之前 拟用相干光通信大大延长线路的中继距离,显著提高传输容量。但 在相干光通信中需要有频率和相位十分稳定的激光光源,这给相干 光通信的实现带来了相当大的难度 合□团
5. 具有多种调制方式 在直接检测系统中，只能使用强度调制方式对光波进行调制。而在 相干光通信中，除了可以对光波进行幅度调制外，还可以进行频率 调制或相位调制。 由于相干光通信可以大大提高接收机的灵敏度，在EDFA出现之前， 拟用相干光通信大大延长线路的中继距离，显著提高传输容量。但 在相干光通信中需要有频率和相位十分稳定的激光光源，这给相干 光通信的实现带来了相当大的难度
10.2光孤子通信 损耗与色散是制约光纤通信系统传输距离以及容量的主要因素。利 用光孤子( soliton)传输信息的新一代光纤通信系统,可以真正做到全 光通信,无需光、电转换,就可在超长距离、超大容量传输中大显身手, 是光通信技术上的一场革命 光孤子是一种具有特殊性质的短脉冲,它经光纤长距离传输后能保 持其初始形状,即其幅度和宽度都保持不变。光纤具有色散和非线性的 特性,它们单独起作用时,会使光纤中传输的光信号产生脉冲展宽,损 害系统的传输性能。然而,通过合理选择相关参数,可以使非线性的影 响抵消色散的影响。利用两种效应的相互制约作用,就可以光脉冲经过 长距离传输而不发生畸变,这就是光孤子通信 合□团
10.2 光孤子通信 损耗与色散是制约光纤通信系统传输距离以及容量的主要因素。利 用光孤子（soliton）传输信息的新一代光纤通信系统，可以真正做到全 光通信，无需光、电转换，就可在超长距离、超大容量传输中大显身手， 是光通信技术上的一场革命。 光孤子是一种具有特殊性质的短脉冲，它经光纤长距离传输后能保 持其初始形状，即其幅度和宽度都保持不变。光纤具有色散和非线性的 特性，它们单独起作用时，会使光纤中传输的光信号产生脉冲展宽，损 害系统的传输性能。然而，通过合理选择相关参数，可以使非线性的影 响抵消色散的影响。利用两种效应的相互制约作用，就可以光脉冲经过 长距离传输而不发生畸变，这就是光孤子通信