07.相干光通信系统讲解

相干光通信一、相干光通信的基本工作原理s在相干光通信中主要利用了相干调制和外差检测技术。

所谓相干调制，就是利用要传输的信号来改变光载波的频率、相位和振幅，这就需要光信号有确定的频率和相位(而不像自然光那样没有确定的频率和相位)，即应是相干光。

激光就是一种相干光。

所谓外差检测，就是利用一束本机振荡产生的激光与输入的信号光在光混频器中进行混频，得到与信号光的频率、位相和振幅按相同规律变化的中频信号。

在发送端，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 s接收端时，首先与一本振光信号进行相干耦合，然后由平衡接收机进行探测。

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。

前者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光的相位锁定。

s相干光通信系统可以把光频段划分为许多频道，从而使光频段得到充分利用，即多信道光纤通信。

我们知道无线电技术中相干通信具有接收灵敏度高的优点，相干光通信技术同样具有这个特点，采用该技术的接收灵敏度可比直接检测技术高18dB。

早期，研究相干光通信时要求采用保偏光纤作传输介质，因为光信号在常规光纤线路中传输时其相位和偏振面会随机变化，要保持光信号的相位、偏振面不变就需要采用保偏光纤。

但是后来发现，光信号在常规光纤中传输时，其相位和偏振面的变化是慢变化，可以通过接收机内用偏振控制器来纠正，因此仍然可以用常规光纤进行相干通信，这个发现使相干光通信的前景呈现光明。

s相干光纤通信系统在光接收机中增加了外差或零差接收所需的本地振荡光源，该光源输出的光波与接收到的已调光波在满足波前匹配和偏振匹配的条件下，进行光电混频。

混频后输出的信号光波场强和本振光波场强之和的平方成正比，从中可选出本振光波与信号光波的差频信号。

相干光通信技术徐飞 20114487【摘要】:随着各种新型通信技术的发展以及互联网带来的信息爆炸式增长，科学研究工作者们提出了相干光通信这一解决办法。

本文简要介绍了相干光通信的基本原理、相干光通信相对其他通信方式的优点和它所涉及的主要技术，以及在超长波长光纤通信系统中的应用等问题。

【关键词】:相干调制、外差检波、稳频、超长波长光纤引言:在光纤通信领域，更大的带宽、更长的传输距离、更高的接受灵敏度，是科学研究者们永远的追求。

虽然波分复用(WDM)技术和掺铒光纤放大器(,,,,)的应用已经使光纤通信系统的带宽和传输距离得到了极大地提升但随着视频会议等一系列新的通信技术的不断发展应用和互联网普及带来的信息爆炸式增长，相干光通信技术的研究与应用显得越发的重要。

1.相干光通信的基本原理:在相干光通信中主要利用了相干调制和外差检测技术,所谓相干调制,就是利用要传输的信号来改变光载波的频率、相位和振幅,这就需要光信号有确定的频率和相位,即应是相干光。

激光就是一种相干光。

所谓外差检测,就是利用一束本机振荡产生的激光与输人的信号光在光混频器中进行混频,得到与信号光的频[1]率、相位和振幅按相同规律变化的中频信号。

在光发射端用外光调制方式将信号以调幅、调相或调频的方式调制到光载波上，再经过光匹配器送入光纤中进行传输，当信号光传输到光接收端时，先用一束本振光信号与之进行相干混合，然后用探测器检测。

相干光通信根据本振光信号频率与接收到的信号光频率是否相等，可分为外差检测相干光通信和零差检测相干光通信。

外差检测相干光通信经光电检波器获得的是中频信号，还需要进行二次解调才能被转换成基带信号。

外差检测相干光通信又可根据中频信号的解调方式分为同步解调和包络解调。

零差检测相干光通信的光信号经光电检波器后被直接转换成系带信号，不需要进行二次解调，但本振光频率与信号光频率要求严格匹配，并且要求本振光与信号光的相位锁定。

2.相干光通信的优点:相干光通信技术充分利用了它的混频增益、信道选择性及可调性出色以及充分利用光纤通信的带宽等特点，逐步适应当前通信的巨大需求，与传统的通信系统相比，具有以下突出的优点。

相干光通信1引言卫星光通信的概念最早提出于20世纪60年代中期，但由于当时技术水平的限制．激光器件的研究刚刚起步，无法满足卫星光通信的要求。

直到80年代，随着光电技术与器件工艺的发展，卫星光通信的研究才开始逐渐受到重视。

卫通信按接收方式分为相干光通信系统与非相干通信系统。

早期的卫星光通信系统借鉴光纤通信技术采用了直接检测的系统方案，虽然能够实现中低速通信系统，但系统的发射功率与接收灵敏度都受到一定的限制。

随着信息时代的高速发展，卫星通信传输量剧增，宽带卫星通信技术成为卫星通信研究的热点。

建立卫星通信链路有两种选择：射频通信与光通信，目前通用的卫星射频通信系统受到传输容量、功耗、重量、体积等方面的严格限制，出现了1 Gbps 以上通信的速率“瓶颈”，难以适应未来高速、宽带通信的需求；利用光频信号在空间传输实现通信被认为是解决该“瓶颈”的最佳方案。

2卫星相干光通信的原理及优势2.1卫星相干光通信的原理相干光通信中的“相干”是指光相干接收技术，根据本征激光器与信号光的频率不同，分为零差或外差接收。

图1为相干接收机的基本结构…，光信号经空间传输，由光学天线接收后，接收到的信号光同本征光混频，经光电检测器转换，输出电信号，解调处理，得到信号。

2.2相干光通信的优势相干光通信具有很多潜在优势，可以提高通信系统性能，接收机灵敏度高，而且能够在电域补偿光传输过程中的信号劣化；支持多种调制方式，多电平的调制方式可提高光通信链路的数据容量；波长的选择性好，频分复用方式实现更高速率传输，提升现有光通信的数据容量。

图1相干接收机原理图3国内外发展现状卫星相干光通信，由于技术与光电器件的原因，发展不是连续的。

1980年到1990年间，光相干检测技术是通信领域研究的热点，并有一系列相干通信理论文章发表及实验系统相继完成。

但因窄线宽高稳频激光器尚未成熟，不能实现工程上的应用。

1990年到1995年，随光纤通信中光放大器技术的发展，尤其是掺铒光纤放大器的实用化，相干检测原理及应用的研究渐少，各国研究机构都转向了直接检测的光通信系统，并相继实现了低速的星地、卫星间的通信试验。

[整理]相干光通信相干光通信一、相干光通信的基本工作原理在相干光通信中主要利用了相干调制和外差检测技术。

所谓相干调制，就是利用要传输的信号来改变光载波的频率、相位和振幅，这就需要光信号有确定的频率和相位(而不像自然光那样没有确定的频率和相位)，即应是相干光。

激光就是一种相干光。

所谓外差检测，就是利用一束本机振荡产生的激光与输入的信号光在光混频器中进行混频，得到与信号光的频率、位相和振幅按相同规律变化的中频信号。

在发送端，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，然后由平衡接收机进行探测。

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。

前者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光的相位锁定。

相干光通信系统可以把光频段划分为许多频道，从而使光频段得到充分利用，即多信道光纤通信。

我们知道无线电技术中相干通信具有接收灵敏度高的优点，相干光通信技术同样具有这个特点，采用该技术的接收灵敏度可比直接检测技术高18dB。

早期，研究相干光通信时要求采用保偏光纤作传输介质，因为光信号在常规光纤线路中传输时其相位和偏振面会随机变化，要保持光信号的相位、偏振面不变就需要采用保偏光纤。

但是后来发现，光信号在常规光纤中传输时，其相位和偏振面的变化是慢变化，可以通过接收机内用偏振控制器来纠正，因此仍然可以用常规光纤进行相干通信，这个发现使相干光通信的前景呈现光明。

相干光纤通信系统在光接收机中增加了外差或零差接收所需的本地振荡光源，该光源输出的光波与接收到的已调光波在满足波前匹配和偏振匹配的条件下，进行光电混频。

混频后输出的信号光波场强和本振光波场强之和的平方成正比，从中可选出本振光波与信号光波的差频信号。

光通信中的相干光通信技术研究随着信息技术的迅猛发展，光通信作为一种高速、大容量的通信方式正逐渐成为主流。

而在光通信领域，相干光通信技术作为一种重要的光传输技术，受到了广泛的关注和研究。

相干光通信技术是利用光的相干性进行信息传输的一种方法。

相干光通信技术以光电系统为基础，在光分波多路复用和光传输领域取得了重要的突破。

相较于传统的非相干光通信技术，相干光通信技术具有更高的传输容量和更远的传输距离。

首先，相干光通信技术在光分波多路复用领域发挥了重要作用。

光分波多路复用技术是一种通过在光纤中同时传输多个独立光信号的技术，能够大幅提高光纤的传输容量。

在传统的非相干光通信系统中，信号之间会相互干扰，导致传输距离受限。

而相干光通信技术则可以通过光的相干性控制信号的干扰，实现更高效的光分波多路复用。

这一技术的应用使得光纤网络的传输容量大幅提升，为高速、大容量的数据传输提供了可能。

其次，相干光通信技术在光传输领域也具有重要价值。

在传统的非相干光通信系统中，光信号的传输距离受到了光纤损耗、散射等因素的限制。

而相干光通信技术通过光的相干性和误码率控制等方法，对传输信号进行优化和控制，实现了更远距离的光传输。

这种技术在光纤通信网络、长距离光传输等领域具有广泛应用前景。

此外，相干光通信技术的研究还涉及到光信号的调制和解调方法。

在光信号的调制过程中，相干光通信技术可以通过控制光的相位和频率等参数，实现更高效的信号调制。

而在解调过程中，通过光的干涉、干扰等原理，相干光通信技术可以对光信号进行有效的解调和检测。

这些技术的研究为光通信系统的性能提升提供了重要的支撑。

当然，相干光通信技术在实际应用中也面临一些挑战和困难。

首先，相干光通信技术需要高质量的光源和光电器件作为基础，这对于设备的要求较高。

其次，相干光通信技术在光纤传输过程中对光纤的质量也有一定要求，需要采用优质的光纤材料和制备工艺。

此外，相干光通信技术对光路的稳定性和环境的影响较为敏感，需要进行有效的环境控制和调整。

光通信网络中的相干光传输与解调技术研究随着信息技术的快速发展，光通信作为一种高速、大容量、低延迟的传输方式，已经成为现代通信网络中不可或缺的一部分。

而光通信网络中的相干光传输与解调技术则是实现高效、可靠通信的重要技术之一。

本文将对光通信网络中的相干光传输与解调技术进行深入研究。

首先，我们来了解一下什么是相干光传输。

相干光传输是指在光通信网络中，利用相干光进行信息传输的一种方式。

相干光的特点是光波的幅度和相位存在固定的关系，因此在传输过程中能够保持光信号的完整性和稳定性。

相干光传输可以提高光信号的传输效率和传输距离，并减小传输过程中的噪声干扰。

相干光传输的关键技术之一是相干光合成。

相干光合成是指将多个相干光波通过光纤或自由空间进行合成的过程。

在合成过程中，要保证相干光波的相位和频率的高度一致，以克服光波间的干涉和互相干扰。

相干光合成可以实现多维传输，提高传输效率和容量，同时减小非线性效应和光波的损耗。

与相干光传输紧密相关的技术是光解调技术。

光解调技术是指将经过光纤传输的光信号转化为电信号的过程。

光解调技术在光通信网络中起到了至关重要的作用，它能够实现对光信号的解调、放大和整形，保证光信号的可靠传输。

目前光解调技术主要有直接探测解调（Direct Detection）和相干解调（Coherent Detection）两种方式。

直接探测解调是光通信网络中常用的一种解调技术，它通过光电探测器将光信号转换为电信号。

直接探测解调技术简单、成本低廉，适用于低速率传输，但在高速率传输中由于噪声和失真的影响，不太适用。

相干解调是一种高性能的解调技术，它利用光学混频和数字信号处理的方法对光信号进行解调。

相较于直接探测解调，相干解调技术具有更好的性能和灵活性。

相干解调技术可以实现相位和频率的精确测量，从而提高光信号的传输距离和传输质量。

相干解调技术还可以实现波分复用（Wavelength Division Multiplexing）和相位调制（Phase Modulation）等高级调制技术，以提高光信号的传输容量和速率。

无线光相干通信原理及应用
无线光相干通信原理及应用如下：
无线光相干通信原理，又称无线光相干通信（WOC），属于无线
通信技术的一种，可以将信息传输到较远的距离。

其原理即为在光纤
中利用可控的电流和光缆中的光纤反射原理，将信号反射到接收端。

传输系统有时把发射端称为发射片，或者叫折射器，将反射到接收端
的信号称为反射信号，而不是穿透信号。

这两个信号都形成了一个信
号场，这就是无线光相干通信机制的基础。

无线光相干通信的应用非常广泛，它可以在传统的传输媒介上实
现多媒体的传输，包括语音、图像、视频等等。

它还可以实现电脑网
络的传输，比如使用它来建立一条快速的有线网络连接，可以提供更快、稳定、安全的数据传输服务，是网络构建者期待的完美解决方案。

此外，它还可用于室外无线便携式通信、室内光传输系统的建立等，
可以大大提高信号的传输质量。

无线光相干通信技术已被广泛应用于各种领域，其易用性、可靠性、高速性和安全性的特点，使其在视频监控、航空卫星通信以及智
能电网和电力公司等领域有着广泛的应用。

总之，无线光相干通信技术是一种可靠、可扩展、可实施的无线
通信技术，可以用于语音、视频等多媒体信号的传输，有效实现长距
离数据传输，实现室内、室外无线传输，在智能网络、卫星通讯等领
域的应用也受到越来越多的重视。

相干光通信技术徐飞20114487【摘要】：随着各种新型通信技术的发展以及互联网带来的信息爆炸式增长，科学研究工作者们提出了相干光通信这一解决办法。

本文简要介绍了相干光通信的基本原理、相干光通信相对其他通信方式的优点和它所涉及的主要技术，以及在超长波长光纤通信系统中的应用等问题。

【关键词】：相干调制、外差检波、稳频、超长波长光纤引言：在光纤通信领域，更大的带宽、更长的传输距离、更高的接受灵敏度，是科学研究者们永远的追求。

虽然波分复用（WDM）技术和掺铒光纤放大器（ＥＤＦＡ）的应用已经使光纤通信系统的带宽和传输距离得到了极大地提升但随着视频会议等一系列新的通信技术的不断发展应用和互联网普及带来的信息爆炸式增长，相干光通信技术的研究与应用显得越发的重要。

1.相干光通信的基本原理：在相干光通信中主要利用了相干调制和外差检测技术,所谓相干调制,就是利用要传输的信号来改变光载波的频率、相位和振幅,这就需要光信号有确定的频率和相位,即应是相干光。

激光就是一种相干光。

所谓外差检测,就是利用一束本机振荡产生的激光与输人的信号光在光混频器中进行混频,得到与信号光的频率、相位和振幅按相同规律变化的中频信号[1]。

在光发射端用外光调制方式将信号以调幅、调相或调频的方式调制到光载波上，再经过光匹配器送入光纤中进行传输，当信号光传输到光接收端时，先用一束本振光信号与之进行相干混合，然后用探测器检测。

相干光通信根据本振光信号频率与接收到的信号光频率是否相等，可分为外差检测相干光通信和零差检测相干光通信。

外差检测相干光通信经光电检波器获得的是中频信号，还需要进行二次解调才能被转换成基带信号。

外差检测相干光通信又可根据中频信号的解调方式分为同步解调和包络解调。

零差检测相干光通信的光信号经光电检波器后被直接转换成系带信号，不需要进行二次解调，但本振光频率与信号光频率要求严格匹配，并且要求本振光与信号光的相位锁定。

2.相干光通信的优点：相干光通信技术充分利用了它的混频增益、信道选择性及可调性出色以及充分利用光纤通信的带宽等特点，逐步适应当前通信的巨大需求，与传统的通信系统相比，具有以下突出的优点。