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。

　?。?）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，分別輸入兩個相同的PIN光電檢測器，使得兩個光電檢測器輸出的是等幅度而反相的包絡信號，再將這兩個信號合成后，使得調頻信號增加一倍，而寄生的調幅噪聲相互抵消，直流成分也抵消，達到消除調幅噪聲影響的要求。

　　偏振控制技術：相干光通信系統接收端必須要求信號光和本振光的偏振同偏，才能取得良好的混頻效果，提高接收質量。信號光經過單模光纖長距離傳輸后，偏振態是隨機起伏的，為了解決這個問題，提出了很多方法，如采用保偏光纖、偏振控制器和偏振分集接收等方法。光在普通光纖中傳輸時，相位和偏振面會隨機變化，保偏光纖就是通過工藝和材料的選擇使得光相位和偏振保持不變的特種光纖，但是這種光纖損耗大，價格也非常昂貴；偏振控制器主要是使信號光和本振光同偏，這種方法響應速度比較慢，環路控制的要求也比較高；偏振分集接收主要是利用信號光和本振光混頻后，由偏振分束元件將混合光分成兩個相互垂直的偏振分量，本振光兩個垂直偏振分量由偏振控制器控制，使兩個分量功率相等，這樣當信號光中偏振隨機起伏也許造成其中一個分支中頻信號衰落，但另一個分支的中頻信號仍然存在，所以該系統最后得到的解調信號幾乎和信號光的偏振無關，該技術響應速度比較快，比較實用，但實現比較復雜。

　　（3）外光調制技術

　　由于半導體激光器光載波的某一參數直接調制時，總會附帶對其他參數的寄生振蕩，如ASK直接調制伴隨著相位的變化，而且調制深度也會受到限制。另外，還會遇到頻率特性不平坦及張遲振蕩等問題。因此，在相干光通信系統中，除FSK可以采用直接注入電流進行頻率調制外，其他都是采用外光調制方式。

　?。?）非線性串擾控制技術

　　由于在相干光通信中，常采用密集頻分復用技術。因此，光纖中的非線性效應［14］可能使相干光通信中的某一信道的信號強度和相位受到其他信道信號的影響，而形成非線性串擾。

　　結束語

　　由于近幾年來，在光器件方面取得了很大的進步，其中激光器的輸出功率，線寬，穩定性和噪聲，以及光電探測器的帶寬，功率容量和共模抑制比都得到了很大的改善，微波電子器件的性能也大幅提高。這些進步使得相干光通信系統商用化變為可能。