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第九章 现代光纤通信技术简介 本章主要介绍相干光纤通信系统，光纤的非线性效应及光弧子通信，光交换技术和全光通信网，以便使读者对光纤通信的发展有初步的认识。 9.1相干光纤通信系统 9.2光纤的非线性效应及光弧子通信 9.3光交换技术和全光通信网 9.1 相干光纤通信系统 1、相干光通信技术的基本原理 光信号是以调幅、调频或调相的方式被调制(设调制频率为ωs)到光载波上的，当该信号传输到接收端时，首先与频率为ωL本振光信号进行相干混合，然后由光电检测器进行检测，这样获得了中频频率为ωIF=ωs-ωL的输出电信号。这种技术称为相干光通信技术。 ? 2、相干光通信系统的组成 3、相干光纤通信的优点及关键技术 与直接检测相比，相干检测有如下优点： 接收灵敏度高。 频率选择性好。 充分利用信号的位相信息，采用多种调制解调方式。 可以抑制级联光放大器中产生的严重噪声累积。 相干光通信系统还需要解决以下关键技术： 半导体激光器的频率稳定问题和谱宽压缩问题 光波的极化稳定问题 接收机仍是相干通信的关键技术，它的稳定性、可靠性及成本等是实用化的关键。 9.2 光纤的非线性效应及光弧子通信 1、光纤的非线性效应 在光场较弱的情况下，可以认为光纤的各种特征参数随光场的强弱作线性变化。 在光场很强的情况下，则光纤的特征参数将随光场呈非线性变化。 2、光纤孤子通信 光孤子(Soliton)是一种光脉冲序列，它在光纤中长距离传输时能保持它的形状不变。 光纤孤子通信是新一代高速长距离(如海底通信)光纤通信系统的理想选择。 9.3 光交换技术和全光通信网 1、光交换的基本原理 光交换技术也是一种光纤通信技术，它是指不经过任何 光／电转换，在光域直接将输入光信号交换到不同的输 出端。 与传统电交换相比光交换具有以下优越性 极宽的带宽 极快的速度 光交换与光传输相结合，促进全光通信网的发展降低了网络成本，提高网络的可靠性。 光交换的种类 (1) 空分光交换 该技术的基本原理是将光交换元件组成门阵列开关，并适当控制门 阵列开关，即可在任一路输入光纤和任一输出光纤之间构成通路。 因其交换元件的不同可分为机械型、光电转换型、复合波导型、 全 反射型和激光二极管门开关等， 空分光交换是在空间域上将光信号进行交换。有四种实现方案： 波导型光开关 门型光开关 机械型光开关 热光开关 (2) 光时分交换 光时分交换是基于时隙互换的基础上实现的－该技术的原理与现行的电子程控交换中的时分交换系统完全相同 (3) 波分光交换 在波分光交换中，是以波长交换来完成交换功能，即通过波长开关从波分复用信号中检出所需波长的信号，把它调制到另一波长上去，实现波长互换。 (4) 复合光交换 光信号同时采用上述两种或三种交换方式称为复合光交换。 2、全光通信网 全光通信网的优点在于： 光信号在通过光交换单元时，不需经过光电、电光转换，因此它不受检测器、调制器等光电器件响应速度的限制； 对比特速率和调制方式透明，可以大大提高交换单元的吞吐量。 * * *