40G/100G相干光通信原理與關鍵技術
極化和PMD跟蹤,以及色散補償。
相干光通信的主要優點
相干光通信充分利用了相干通信方式具有的混頻增益、出色的信道選擇性及可調性等特點。相干光通信系統與IM/DD系統相比,相干光通信系統具有以下獨特的優點:
(1)靈敏度高,中繼距離長
相干光通信的一個最主要的優點是能進行相干探測,從而改善接收機的靈敏度。在相干光通信系統中,經相干混合后輸出光電流的大小與信號光功率和本振光功率的乘積成正比。在相同的條件下,相干接收機比普通接收機提高靈敏度約18dB,可以達到接近散粒噪聲極限的高性能,因此也增加了光信號的無中繼傳輸距離。
(2)選擇性好,通信容量大
(3)可以使用電子學的均衡技術來補償光纖中光脈沖的色散效應相干光通信的另一個主要優點是可以提高接收機的選擇性。在直接探測中, 接收波段較大,為抑制噪聲的干擾,探測器前通常需要放置窄帶濾光片, 但其頻帶仍然很寬。在相干外差探測中,探測的是信號光和本振光的混頻光,因此只有在中頻頻帶內的噪聲才可以進入系統,而其它噪聲均被帶寬較窄的微波中頻放大器濾除。可見,外差探測有良好的濾波性能,這在相干光通信的應用中會發揮重大作用。此外,由于相干探測優良的波長選擇性,相干接收機可以使頻分復用系統的頻率間隔大大縮小,即密集波分復用(DWDM),取代傳統光復用技術的大頻率間隔,具有以頻分復用實現更高傳輸速率的潛在優勢。
如果外差檢測相干光通信中的中頻濾波器的傳輸函數正好與光纖的傳輸函數相反,即可降低光纖色散對系統的影響。
相干光通信的關鍵技術
為了實現準確、有效、可靠的相干光通信,應采用以下關鍵技術:
(1)光源技術
相干光纖通信系統中對信號光源和本振光源的要求比較高,它要求光譜線窄、頻率穩定度高。光源本身的諾線寬度將決定系統所能達到的最低誤碼率,應盡量減小,同時半導體激光器的頻率對工作溫度與注入電流的變化非常敏感,其變化量一般在幾十GHz/℃和幾十GHz/mA左右,因此,為使頻率穩定,除注入電流和溫度穩定外,還應采取其他穩頻措施,使光頻保持穩定。
(2)接收技術
相干光通信的接收技術包括兩部分,一部分是光的接收技術,另一部分是中頻之后的各種制式的解調技術。
平衡接收法:在FSK制式中,由于半導體激光器在調制過程中,難免帶有額外的幅度調制噪聲,利用平衡接收方法可以減少調幅噪聲。平衡法的主要思想是當光信號從光纖進入后,本振光經偏振控制以保證與信號的偏振狀態相適應,本振光和信號光同時經過方向精合器分兩路,分別輸入兩個相

責任編輯:廖生玨
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