高速相干光纖通信調(diào)制解調(diào)技術

　　高速相干光纖通信調(diào)制解調(diào)技術

　　【摘要】隨著社會市場經(jīng)濟的發(fā)展，通信技術取得了較大的進步，在各個行業(yè)中都占有非常重要的地位，隨著通信業(yè)務量的增加，對于傳輸寬帶的要求也在不斷的增加，為了解決這一難題，高速相干光纖通信調(diào)制解調(diào)技術逐漸取得了廣泛的應用，本文主要通過各種調(diào)制方案的比較，對高速相干光纖通信調(diào)制解調(diào)技術進行了簡單分析，對于通信技術的發(fā)展具有積極的作用。

　　【關鍵詞】高速相干光纖;通信調(diào)制解調(diào)技術;分析

　　高速相干光纖通信調(diào)制解調(diào)技術的應用，對于通信質(zhì)量及通信效率的提升都具有非常重要的作用，本文主要通過對常用的幾種調(diào)制解調(diào)技術進行簡單分析研究，來對其各種實現(xiàn)方案進行比較分析，這對于高速相干光纖通信的應用范圍的擴大具有非常重要的作用，下面就針對此予以簡單分析研究。

　　1 高速相干光纖通信調(diào)制實現(xiàn)方案的比較

　　在目前的高速光纖通信的研究中，數(shù)字調(diào)制是主要的研究方向，為了對其調(diào)制解調(diào)技術進行有效的研究，下面對其各種調(diào)制解調(diào)方案進行分析比較，在實際的應用中，相干檢測技術能夠有效的檢測到相位、頻率、振幅等各種信息，所以在高速相干光纖通信調(diào)制解調(diào)工作中，能夠應用到的調(diào)制方式有頻移鍵控、相移鍵控、振幅鍵控的控制方式，本文主要對其頻率調(diào)制及相位調(diào)制的調(diào)制方法進行簡單分析。

　　1.1 相位調(diào)制

　　相位調(diào)制的過程中，需要保持載波的頻率及幅度不變，只對光波的相位進行適當?shù)母淖�，這種調(diào)制方式的最主要的特點是在對信號光實施相位調(diào)制的過程中，其輸出光強能夠保持恒定，所以在實際的應用中，接收機對于接受功率的波動及色散具有較大的容限值。

　　調(diào)制器是相位調(diào)制工作中非常關鍵的設備，常用的調(diào)制器類型有：GsAs調(diào)制器、聚合物光調(diào)制器、LiNbO3-MZ調(diào)制器、LiNbO3相位調(diào)制器等，對相位調(diào)制的調(diào)制原理進行簡單分析：在相關的晶體上施加電壓時，會導致其折射率主軸及折射率的改變，以此來對通過晶體的光產(chǎn)生一定程度的影響，通過對各種調(diào)制器的性能進行簡單分析，發(fā)現(xiàn)以上的各種調(diào)制器中，調(diào)制性能、穩(wěn)定性最好的調(diào)制器是LiNbO3相位調(diào)制器，但是隨著各項技術的不斷進步未來的高速相干光纖通信調(diào)制器的主流選擇還會不斷的產(chǎn)生變化。

　　1.2 頻率調(diào)制

　　頻率調(diào)制主要是指調(diào)制的工程中，通過對載波光頻率進行適當?shù)母淖儊磉M行調(diào)制，在實際的應用中，可以借助于LiNbO3波導調(diào)制器，采用現(xiàn)行相移產(chǎn)生實際所需的頻率變換，只要在調(diào)制器上施加相關的鋸齒波形電壓脈沖，就能夠得到有效的頻率調(diào)制信號，但是在高速的相干光纖通信中，應用這種方法來產(chǎn)生頻率調(diào)制信號是具有較大難度，后又在此基礎上提出了激光內(nèi)調(diào)制與聲光調(diào)制器，但是這些調(diào)制方法中都存在其各自的優(yōu)點，不適合應用于高速相干光纖通信調(diào)制中。

　　2 高速相干光纖通信調(diào)制結構方案的比較

　　2.1 相位調(diào)制方案

　　相位調(diào)制方案主要指的是在基帶信號的傳輸過程中，應用調(diào)制器對光載波信號的相位進行一定程度的調(diào)制，但是在相位調(diào)制方案的檢測過程中，是難以對其實施直接的檢測的，需要應用自相干檢測或者是相干檢測的方式，由于其接收機具有很高的靈敏度，如果將其應用于遠距離的傳輸工作中，其對光功率的要求是比較低的，如果在實際的應用中，應用自相干探測的方式，其平衡探測兩端口由于存在反相的關系，導致其判決電平的值為0，這就使得其對于輸入光功率波動的容限高于幅度調(diào)制信號。

　　在相位調(diào)制的過程中，只需要對載波的相位進行調(diào)制，不會對其載波幅度產(chǎn)生影響，這就使得調(diào)制光功率能夠在每比特中進行均勻的分布，這會導致其對碼間串擾具有較高的容限值，因此，將其應用于高速相干光纖的通信中，具有非常好的應用效果。

　　2.2 幅度與相位聯(lián)合的調(diào)制方案

　　正交幅度調(diào)制是應用載波抑制雙邊帶條幅的方式，來實現(xiàn)對兩路相互正交的同頻載波進行調(diào)制，應用這種調(diào)制方式，對于帶寬的拓展具有積極的作用，對光纖通信的調(diào)制方式進行分析，常用的正交幅度調(diào)制方式主要有：(1)直接調(diào)試的正交幅度調(diào)制，這種調(diào)制方式主要是應用兩個正交載波上的脈沖幅度調(diào)制，應用疊加的方法來實現(xiàn)正交幅度調(diào)制，這種調(diào)制方式具有非線性容限大、系統(tǒng)結構簡單的特點，但是將其應用于高速相干光纖通信中，投入成本較大。

　　(2)多個QPSK調(diào)試疊加的正交幅度調(diào)制方式，這種調(diào)制方式的主要的優(yōu)點是采用并行的調(diào)制方式，調(diào)制器的調(diào)制速率不會對系統(tǒng)的通信速率產(chǎn)生影響，但是這種調(diào)制方式也存在其自身的缺點，就是電路結構復雜，投入成本較高。

　　3 高速相干光纖通信解調(diào)方案的比較

　　3.1 零差與外差相干檢測方案

　　對這兩種檢測方案的區(qū)別進行簡單分析，主要表現(xiàn)為本振激光器頻率、相位與傳輸光信號頻率、相位的關系，在相干檢測的過程中，輸出光信號要通過光濾波器，在光混頻器中實現(xiàn)與本振激光器的相干，并且其輸出的光信號在經(jīng)過探測器的探測之后能夠分為兩部分來進行輸出，一部分是經(jīng)過鎖相環(huán)電路，對本振激光器的頻率、相位進行有效的控制，另一部分則是作為基帶信號，直接通過方法電路輸出。

　　在零差相干檢測工作中，能夠有效的濾除信號中的直流與高頻部分，從而得到基帶信號，并且具有較高的靈敏度，但是其投入成本較高，而外差相干檢測中，系統(tǒng)的靈敏度及信噪比較低。

　　3.2 自相干解調(diào)方案

　　為了解決零差相干檢測與外差相干檢測中存在的問題，提出了自相干解調(diào)方案，將接收光信號應用延時自相干的方式，對其相位及頻率信息進行解調(diào)，通過原信號與延時信號的相干，能夠得到相鄰碼元之間的相位或者頻率的差值，能夠?qū)崿F(xiàn)差分編碼信號基帶信號的直接解調(diào)，而對于沒有差分編碼的信號，可以得到其基帶信號的差分信號，實際的應用中，需要對其后端的電路進行適當?shù)奶幚�，在實際的應用中，如果應用的是自相干解調(diào)結構，通常調(diào)制信號應用差分編碼結構。

　　通過上文中的分析，可以看出在高速相干光纖通信調(diào)制解調(diào)過程中，最適合的調(diào)制方案是相位調(diào)制方案，而最適合的解調(diào)方案是自相干解調(diào)方案，因此在實際的高速相干光纖通信中，最適合的調(diào)制解調(diào)技術是相位調(diào)制自相干解調(diào)方案。

　　4 結束語

　　高速相干光纖通信對于通信質(zhì)量及通信效率的提升具有非常重要的作用，保證其應用高效的調(diào)制解調(diào)技術是非常必要的，本文通過對各種調(diào)制解調(diào)方案進行分析比較，發(fā)現(xiàn)最適合應用于高速相干光纖通信中的調(diào)制解調(diào)方式是相位調(diào)制自相干解調(diào)技術。

　　參考文獻：

　　[1]趙洪,肖重慶.相干光纖通信研究新進展[J].光通信技術,2010(2).

　　[2]王端驤.光纖通信技術新發(fā)展的幾個方面[J].光通信技術,2011(4).

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