[其他]一種相干光通信系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101987000004863
• 申請日: 1987-07-10
• 公開（公告）號: CN1004463B
• 公開（公告）日: 1989-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 畢光國
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 代理公司: 南京工學院專利事務(wù)所
• 代理人: 陸志斌;沈廉

一種相干光通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)屬于相干光纖通信領(lǐng)域。本發(fā)明采用ＤＦＢ半導體激光器作為發(fā)射和接收本地光源，發(fā)射端同時發(fā)送初相位相干的已調(diào)制主光信號和輔助光信號，接收端經(jīng)本振混頻檢波后得中頻信號，其中包含了頻率搬移到中頻段的主信號和輔助信號，然后再經(jīng)一平方律檢波器、帶通濾波器，取出主、輔信號間的差頻信號，即為恢復(fù)的已調(diào)制電信號，在該信號中消除了激光器相位噪聲的影響，將這個恢復(fù)的已調(diào)制電信號進行解調(diào)得到所傳輸?shù)男畔ⅰ１景l(fā)明實現(xiàn)起來簡單、經(jīng)濟，便于集成化和實用化。

本發(fā)明屬于相干光纖通信領(lǐng)域。

在光通信中，采用外差相干檢測可以大大提高接收機的靈敏度。在1.3μm到1.6μm光波段，理想的相干接收機只要求10-20光子/比特的輸入光信號功率就能達到10^-9的誤碼率，在相干光通信系統(tǒng)的實驗中，光源采用半導體激光器，實測靈敏度總比理論估算值差得多，其原因是由于激光器相位噪聲的影響（J.Salz“Ccherent Lightwave Communications”AT＆T Tech.J.Vol.64，No.10，Dec.1985;E.E.Basch，T.G.Brown”Introduction to Coherent Optical Fiber Transmission”IEEE Commuications Magazine Vol，23，No.5，May 1985）。已經(jīng)知道，現(xiàn)有的各種外差相干光通信制式的性能受到相位噪聲的限制，存在著一個誤碼率性能的極限。如對PSK和DPSK調(diào)制系統(tǒng)來說，當激光器譜線寬度與傳輸數(shù)據(jù)速率之比大于1.5%時，誤碼率就大于10-7，假如數(shù)據(jù)速率為140Mb/s時，則當激光器的譜線寬度大于1MHz，就不可能達到10^-7的誤碼率指標，而一般光纖通信要求10^-9的誤碼率。因而克服半導體激光器相位噪聲的影響成為光通信中一個關(guān)鍵技術(shù)問題。國外都采用窄化激光器譜線寬度，研制相位噪聲很小的激光器，目前分布反饋（DFB）半導體激光器已經(jīng)實用，這種激光器譜線寬度為5-50MH₂，比一般半導體激光器的譜線要窄得多，但對高性能的光通信來說仍然是太寬了。采用譜線窄化技術(shù)已可使譜寬達10KHz左右，但方法復(fù)雜，而且非常昂貴，其實用性還是一個問題。

本發(fā)明的目的是提出一種相干光通信系統(tǒng)，它能消除激光器相位噪聲對外差相干光通信系統(tǒng)性能的影響，以達到高靈敏度接收信息。

本發(fā)明是在外差相干光通信系統(tǒng)中，采取相位噪聲抵消的辦法來克服激光器相位噪聲對通信系統(tǒng)性能的影響。發(fā)送時，在載荷信息的已調(diào)主光信號上疊加一個不載荷信息但其初相位與主光信號相干的輔助信號，輔助信號頻率與主光信號載頻差一個固定頻率，（可稱為第二中頻），然后加到單模光纖中傳輸;接收時，加上一個強的本地振蕩光，通過外差光檢波，經(jīng)（第一）中頻放大和帶通濾波，在（第一）中頻段得到一個主信號和輔助信號，再經(jīng)過一個平方律電路和帶通濾波器，得到一個主信號和輔助信號的差拍信號，這個差拍信號載荷有所傳輸?shù)男畔ⅲ漭d頻即為第二中頻，而發(fā)射激光器和接收本地激光器的相位噪聲均已被抵消。然后對這個差拍信號進行解調(diào)，恢復(fù)所傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

本發(fā)明的優(yōu)點在于不需要用復(fù)雜、昂貴的譜線窄化技術(shù)，而能克服激光器相位噪聲的影響，實現(xiàn)起來簡單、經(jīng)濟、便于集成化。它可使外差相干光通信從實驗室走向現(xiàn)場實際使用。

圖1是本發(fā)明的一種實施原理圖。

圖2是各種調(diào)制方式的光通信系統(tǒng)誤碼率Pe隨每比特光子數(shù)N的變化規(guī)律。