光纤通信系统 第3版 教学课件 ppt 作者 沈建华 第十一章 光纤通信新技术
22页1、光纤通信系统,2,本章要点,本章主要介绍包括相干光通信、光孤子技术、空间光通信和量子光通信等光纤通信新技术。 本章教学课时为2学时。,11.1 相干光通信,传统的光纤通信系统采用的是强度调制/直接检测(IM/DD)技术,其单路信道带宽很有限(受光源和检测器件开关频率的限制),难以适应高速率大容量光纤通信系统的要求。 同时,对光源的直接强度调制技术不可避免地会受到包括光源频率啁啾等因素的影响。 通过改进调制和接收方案以满足各种新业务的需求已经成为当前亟待解决的迫切问题,相干光通信技术被公认为是目前乃至未来光纤通信系统的核心技术之一。,3,11.1.1 相干光通信原理,相干光通信系统中的发送端,采用外调制方式将信号调制到光载波上进行传输。当信号光传输到达接收端时,首先与一本振光信号进行相干耦合,然后由接收机进行探测。 相干光通信根据本振光频率与信号光频率不等或相等,可分为外差检测和零差检测两种模式。前者的光信号经光电转换后获得的是中频信号,还需二次解调才能被转换成基带信号。后者光信号经光电转换后被直接转换成基带信号,不用二次解调,但它要求本振光频率与信号光频率严格匹配,并且要求本振光与信号
2、光的相位锁定。,4,图11-1 相干光通信系统组成示例,5,相干光通信系统的特点,(1)灵敏度高,中继距离长 (2)选择性好,通信容量大 (3)调制方式灵活,6,11.1.2 相干光通信关键技术,外调制技术 偏振保持技术 频率稳定技术 频谱压缩技术 非线性串扰控制技术,7,8,11.2 光孤子通信,光孤子(Soliton)是经光纤长距离传输后,其幅度和宽度都保持不变的超短脉冲(ps级脉冲)。利用光孤子作为载体的通信方式称为光孤子通信。光孤子通信的传输距离可达上万km,目前处于实用化的早期阶段。,9,图112 光孤子通信系统的基本组成,10,11.3 空间光通信,自由空间光通信(FSO,Free Space Optics)又称无线光通信或大气光通信,是指以光波为载体,在真空或大气中传递信息的通信技术。FSO按照应用环境的不同又可分为大气光通信(水平方向)、卫星间光通信和星地光通信(垂直方向)。FSO的思想很早就得到提出,但是随着上世纪70年代光纤的问世,光通信的研究重点转移到光纤通信上,FSO的研究陷入了暂时的低潮。20世纪末随着相关技术的突破,FSO重新得到了重视,已经开始在短距离、中
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