高速相干光纖通信調制解調技術

　　高速相干光纖通信調制解調技術

　　【摘要】隨著社會市場經濟的發展，通信技術取得了較大的進步，在各個行業中都占有非常重要的地位，隨著通信業務量的增加，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制解調技術逐漸取得了廣泛的應用，本文主要通過各種調制方案的比較，對高速相干光纖通信調制解調技術進行了簡單分析，對于通信技術的發展具有積極的作用。

　　【關鍵詞】高速相干光纖;通信調制解調技術;分析

　　高速相干光纖通信調制解調技術的應用，對于通信質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制解調技術進行簡單分析研究，來對其各種實現方案進行比較分析，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制實現方案的比較

　　在目前的高速光纖通信的研究中，數字調制是主要的研究方向，為了對其調制解調技術進行有效的研究，下面對其各種調制解調方案進行分析比較，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制解調工作中，能夠應用到的調制方式有頻移鍵控、相移鍵控、振幅鍵控的控制方式，本文主要對其頻率調制及相位調制的調制方法進行簡單分析。

　　1.1 相位調制

　　相位調制的過程中，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的改變，這種調制方式的最主要的特點是在對信號光實施相位調制的過程中，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。

　　調制器是相位調制工作中非常關鍵的設備，常用的調制器類型有：GsAs調制器、聚合物光調制器、LiNbO3-MZ調制器、LiNbO3相位調制器等，對相位調制的調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生一定程度的影響，通過對各種調制器的性能進行簡單分析，發現以上的各種調制器中，調制性能、穩定性最好的調制器是LiNbO3相位調制器，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制器的主流選擇還會不斷的產生變化。

　　1.2 頻率調制

　　頻率調制主要是指調制的工程中，通過對載波光頻率進行適當的改變來進行調制，在實際的應用中，可以借助于LiNbO3波導調制器，采用現行相移產生實際所需的頻率變換，只要在調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制信號，但是在高速的相干光纖通信中，應用這種方法來產生頻率調制信號是具有較大難度，后又在此基礎上提出了激光內調制與聲光調制器，但是這些調制方法中都存在其各自的優點，不適合應用于高速相干光纖通信調制中。

　　2 高速相干光纖通信調制結構方案的比較

　　2.1 相位調制方案

　　相位調制方案主要指的是在基帶信號的傳輸過程中，應用調制器對光載波信號的相位進行一定程度的調制，但是在相位調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制信號。

　　在相位調制的過程中，只需要對載波的相位進行調制，不會對其載波幅度產生影響，這就使得調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 幅度與相位聯合的調制方案

　　正交幅度調制是應用載波抑制雙邊帶條幅的方式，來實現對兩路相互正交的同頻載波進行調制，應用這種調制方式，對于帶寬的拓展具有積極的作用，對光纖通信的調制方式進行分析，常用的正交幅度調制方式主要有：(1)直接調試的正交幅度調制，這種調制方式主要是應用兩個正交載波上的脈沖幅度調制，應用疊加的方法來實現正交幅度調制，這種調制方式具有非線性容限大、系統結構簡單的特點，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調試疊加的正交幅度調制方式，這種調制方式的主要的優點是采用并行的調制方式，調制器的調制速率不會對系統的通信速率產生影響，但是這種調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別進行簡單分析，主要表現為本振激光器頻率、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，在光混頻器中實現與本振激光器的相干，并且其輸出的光信號在經過探測器的探測之后能夠分為兩部分來進行輸出，一部分是經過鎖相環電路，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，系統的靈敏度及信噪比較低。

　　3.2 自相干解調方案

　　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，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，能夠實現差分編碼信號基帶信號的直接解調，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的處理，在實際的應用中，如果應用的是自相干解調結構，通常調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制解調過程中，最適合的調制方案是相位調制方案，而最適合的解調方案是自相干解調方案，因此在實際的高速相干光纖通信中，最適合的調制解調技術是相位調制自相干解調方案。

　　4 結束語

　　高速相干光纖通信對于通信質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制解調技術是非常必要的，本文通過對各種調制解調方案進行分析比較，發現最適合應用于高速相干光纖通信中的調制解調方式是相位調制自相干解調技術。

　　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.光纖通信技術新發展的幾個方面[J].光通信技術,2011(4).

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