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非相干光通信和相干光通信基本原理及对比

来源：阅读：1601 发布时间：2021-12-23 09:54:15

在发送端使用业务信号调整光载波的强度(幅度)，在接收端对光载波进行包络检测从而恢复出业务信号。

相干光通信基本原理

以常用的100G相干传输为例，发送端采用ePDM-QPSK等高阶调制，接收端采用相干接收技术。其发送和接收过程如下：

1. 用偏振分束器，将激光分成x、y两个垂直的偏振方向。

2. 分别对x、y偏振方向上的光信号进行QPSK调制。112Gbit/s信号码流经过“串行-并行”转换，变成4路28Gbit/s信号。

3. 偏振合波器将X、Y两个偏振方向上已经调制好的光信号合路到一根光纤上传输。

4. 接收端将接收到的信号分离到X、Y两个垂直的偏振方向上。

5. 相干接收，将X、Y两个偏振方向上的光信号转变为电流/电压信号。

6. ADC（Analog to Digital Converter ）高精度模拟-数字转换，将电流/电压信号变成0101...数字码流。

7. DSP（Digital Signal Processing）高速数字处理，去除色散、噪声、非线性等干扰因素，还原从发送端的发出的100G信号。

相干光通信包括如下四大关键技术：

- 偏振复用和高阶调制：利用光的正交偏振特性和相位信息，将原始信号多次一分为二的处理，可以大大降低电层处理的速率。

- 相干接收技术：利用同频同相的本振激光器与接收光信号进行相干，可以从接收信号中恢复幅度、相位及偏振状态信息。

- 数字信号处理（DSP）技术：通过DSP在电信号层面解决色散带来的信号畸变和时延问题，将PMD、CD做补偿处理，可大幅提升PMD、CD容限。

- 高性能FEC算法：采用FEC前向纠错编码，可以提升系统的OSNR容限。针对不同的速率、码型和传输性能要求，可以设计不同的FEC类型和开销比例。

技术对比

相干波长和非相干波长混合传输

相干信号和非相干信号在一定条件下支持混合传输，需要根据实际工程条件做专业设计：混合传输的基本要求如下：

- 相干信号和10G信号、40G ODB非相干信号之间必须要设置隔离端，以避免相互影响导致系统性能急剧下降。

- 相干波长和40G DQPSK非相干信号之间可以不设置隔离端。

- 混合传输时，相干信号优先使用长波长，10G信号优先使用短波长，隔离带可以使用40G DQPSK信号。

- 光层ASON网络不能混合使用相干信号和10G非相干信号。

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