相干光通信系统的构成和原理

            长距离、大容量、高速率光纤通信系统，是光通信的追求目标。尽管波分复用技术和掺饵光纤放大器的广泛应用已经极大地提高了光通信系统的带宽和传输距离，然而伴随着互联网的普及产生的信息爆炸式增长，对作为整个通信系统基础的物理层提出了更高的传输性能要求。得到广泛应用的WDM光通信系统，其单信道采用强度调制/直接检测(IM/DD),即发送端对光载波进行强度调制，接收机对光信号进行直接检测。尽管这种结构具有简单、容易集成等优点，但是由于只能采用ASK调制格式，其单路信道带宽很有限，因此这种传统光通信技术在高速系统中势必会被更先进的技术所代替，其中相干光通信技术成为首选。

            相干光通信的基本工作原理如图9.38所示。其工作过程为：在发送端.采用间接调制或者直接调制方式将信号以调幅、调相、调频等方式调制到光载波上，经过经光纤传输到接收端。当信号光传输到达接收端时，首先经耦合器与本振光合路，再进入光检测器，与本地光振光信号进行光电混频；光检测器输出的混频后的电信号进过电信号处理单元选出本振光和信号光的差频信号，差频为一定值时，接收称为外差接收；差频为零时，称为零差接收。在外差接收中，差频为中频信号，它携带了要传输的信号的信息，在电信号处理单元经过对差频信号进行中频放大、解调等步骤，恢复出要传输的信号。而在零差接收中，需要处理的信号则是基带信号。