[發明專利]一種應用于光通信處理領域的相干光數字通信方法

在審

• 申請號: 201610111837.2
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105680980A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 張寶懷
• 申請（專利權）人: 成都樂維斯科技有限公司
• 主分類號: H04J14/00
• 分類號: H04J14/00;H04J14/02
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 張鳴潔

技術領域

本發明涉及光通訊處理技術領域，具體的說，是一種應用于光通信處理領域的相干光數字通信方法。

背景技術

光通訊是人類最早應用的通訊方式之一。從烽火傳遞信號，到信號燈﹑旗語等通訊方式，都是光通訊的范疇。但由于受到視距﹑大氣衰減﹑地形阻擋等諸多因素的限制，光通訊的發展緩慢。

直到1960年，美國科學家Maiman發明了世界上第一臺激光器后，為光通訊提供了良好的光源。隨后二十多年，人們對光傳輸介質進行了攻關，終于制成了低損耗光纖，從而奠定了光通訊的基石。從此，光通訊進入了飛速發展的階段。

光纖傳輸有許多突出的優點：

1.頻帶寬

頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小。載波的頻率越高，可以傳輸信號的頻帶寬度就越大。在VHF頻段，載波頻率為48.5MHz～300Mhz。帶寬約250MHz，只能傳輸27套電視和幾十套調頻廣播。可見光的頻率達100000GHz，比VHF頻段高出一百多萬倍。盡管由于光纖對不同頻率的光有不同的損耗，使頻帶寬度受到影響，但在最低損耗區的頻帶寬度也可達30000GHz。目前單個光源的帶寬只占了其中很小的一部分(多模光纖的頻帶約幾百兆赫，好的單模光纖可達10GHz以上)，采用先進的相干光通信可以在30000GHz范圍內安排2000個光載波，進行波分復用，可以容納上百萬個頻道。

2．損耗低

在同軸電纜組成的系統中，最好的電纜在傳輸800MHz信號時，每公里的損耗都在40dB以上。相比之下，光導纖維的損耗則要小得多，傳輸1.31um的光，每公里損耗在0.35dB以下若傳輸1．55um的光，每公里損耗更小，可達0．2dB以下。這就比同軸電纜的功率損耗要小一億倍，使其能傳輸的距離要遠得多。此外，光纖傳輸損耗還有兩個特點，一是在全部有線電視頻道內具有相同的損耗，不需要像電纜干線那樣必須引人均衡器進行均衡；二是其損耗幾乎不隨溫度而變，不用擔心因環境溫度變化而造成干線電平的波動。

3．重量輕

因為光纖非常細，單模光纖芯線直徑一般為4um～10um，外徑也只有125um，加上防水層、加強筋、護套等，用4～48根光纖組成的光纜直徑還不到13mm，比標準同軸電纜的直徑47mm要小得多，加上光纖是玻璃纖維，比重小，使它具有直徑小、重量輕的特點，安裝十分方便。

4．抗干擾能力強

因為光纖的基本成分是石英，只傳光，不導電，不受電磁場的作用，在其中傳輸的光信號不受電磁場的影響，故光纖傳輸對電磁干擾、工業干擾有很強的抵御能力。也正因為如此，在光纖中傳輸的信號不易被竊聽，因而利于保密。

5．保真度高

因為光纖傳輸一般不需要中繼放大，不會因為放大引入新的非線性失真。只要激光器的線性好，就可高保真地傳輸電視信號。實際測試表明，好的調幅光纖系統的載波組合三次差拍比C／CTB在70dB以上，交調指標cM也在60dB以上，遠高于一般電纜干線系統的非線性失真指標。

6．工作性能可靠

我們知道，一個系統的可靠性與組成該系統的設備數量有關。設備越多，發生故障的機會越大。因為光纖系統包含的設備數量少(不像電纜系統那樣需要幾十個放大器)，可靠性自然也就高，加上光纖設備的壽命都很長，無故障工作時間達50萬～75萬小時，其中壽命最短的是光發射機中的激光器，最低壽命也在10萬小時以上。故一個設計良好、正確安裝調試的光纖系統的工作性能是非常可靠的。

7．成本不斷下降

目前，有人提出了新摩爾定律，也叫做光學定律（OpticalLaw）。該定律指出，光纖傳輸信息的帶寬，每6個月增加1倍，而價格降低1倍。光通信技術的發展，為Internet寬帶技術的發展奠定了非常好的基礎。這就為大型有線電視系統采用光纖傳輸方式掃清了最后一個障礙。由于制作光纖的材料(石英)來源十分豐富，隨著技術的進步，成本還會進一步降低；而電纜所需的銅原料有限，價格會越來越高。顯然，今后光纖傳輸將占絕對優勢，成為建立全省、以至全國有線電視網的最主要傳輸手段。

激光是光通訊的最理想光源。現在，可以生產多種激光器，可產生多種功率和波長的激光。

由于激光是以受激輻射的光放大為基礎的發光現象，同以自發輻射為基礎的普通光源相比，具有許多鮮明的特點。

1．單色性好