光通信论文范文第1篇

光通信在最近几十年的发展

光通信技术中最有发展前景的当属光纤通信技术了，在最近几十年来发展最好最快的也是光纤通信技术。光纤通信技术的发展经历了三代，从工作波长为0.85μm的多模光纤通信逐渐发展为工作波长为1.3μm的单模光纤通信，并在此基础上发展到工作波长为1.55μm的光纤通信系统，这些年的进步很好的解决了光通信系统的色散问题。不仅如此在这些年光源也放上的很大的变化，发生了从发光二极管到半导体激光器的变化。半导体激光器的出现大大的提高了传输信息的效率，而且半导体激光器与二级发光体比较具有更高的功率和更长的使用寿命。光纤和光源的发展大大的缓解了信息衰减和色散的问题，加大了光纤的通信容量，提高了光纤通信的效率。另外在光网络协议方面也有了很大的发展。目前的技术种为了方便用户使用图像、数据、语音等业务，目前的重点是宽带接入网建设。宽带接入包括光纤、无线、同轴电缆和xDSL这几种方式，这些主要是基于分组交换方式的接入，其中以光纤接入为主。光纤接入分为有源方式接入和无源方式接入两种，即利用SDH或PDH为传输通道和无源光网络方式，光纤的非线性问题随着光纤放大器的广泛应用而逐渐显现出来。光纤的非线性主要指四波混频效应、自相位调制效应、交叉相位调制效应、受激喇曼效应、受激布里渊效应等。其中一些效应会使得系统的技术指标恶化，使得信号脉冲展宽、波型畸变、信号之间串扰。通过合理的使用某些非线性效应，我们可以研制出新型的光器件。

光通信技术的发展前景

1光纤通信技术的发展前景

为了更好的建设下一代网络就必须得构建一个拥有巨大传输容量的光纤基础设施，而由于光缆高达20年的寿命以及过高的造价，光纤基础设施的设计和构建必须具有前瞻性，应该结合设备和系统技术的发展趋势来设计。同时由于下一代电信网对容量的高要求以及频率的高宽度，这一代的光纤性能已经无法满足需求，必将被淘汰，那么开发新一代的光纤将势在必行。在G.652.A光纤的基础上进行改进并取得一定成果的G.652C/D光纤很好的解决了色散斜率的问题，减低系统成本，而且能实现更长距离和更大容量的传输。基于这些原因，具有更长使用寿命的新一代光纤必将得到更好的发展。

2波分复用系统的发展前景

光通信论文范文第2篇

空军第二飞行学院

空间环境中影响CTE特性的重要参数包括辐射源粒子注量（辐射强度）、温度、CCD的类型以及掺杂情况、信号数据包大小、CCD的偏置状态等等，这里主要针对不同辐射源、不同沟道类型以及不同偏置状态展开具体的讨论分析。

不同辐射源对CTE的影响

空间环境中存在的可能对CCDCTE造成影响的粒子主要包括质子、电子、中子、x射线、γ射线以及各种重离子。x射线和γ射线主要造成CCD器件的电离损伤效应，对CTE影响较大的有质子、中子、电子等高能粒子。Norbert等人选取质子和中子作为辐射源，对XMM系统中工作于深耗尽状态的PN结CCD进行了空间辐射特性测量，测量结果如图8所示［13］。从图中可以看出，CCD的CTI特性具有较强的温度依赖性，并且在120K左右出现了CTI的极大值点，这对应着CCD的一个典型体缺陷，即A中心（或者叫氧空位缺陷），其对应的缺陷能级距离导带约0．17eV；CTI的量级较地面实验要小得多，这主要是因为空间中的粒子注量比实验中要小得多，并且在轨运行中的CCD器件增加了屏蔽层，大大提高了CCD的抗辐射性能；电子较质子对CCD造成了更大的位移损伤，其CTI较质子高约一个量级左右。由此可见，不同的辐射源可以对CCD的电荷转移效率造成不同的影响。

不同沟道CCD对CTE的影响

大量的实验和理论研究结果表明，埋沟型CCD较表沟型CCD具有更高的电荷转移效率以及空间抗辐射性能。根据沟道掺杂介质的不同可以分为P沟道和N沟道两种类型，受空间高能粒子辐照后，P沟道CCD多产生双空位（V－V）缺陷，而N沟道CCD则主要产生磷空位（P－V）缺陷。在某些情况下，P沟道CCD的空间抗辐射性能要优于N沟道CCD。已有研究大多针对某种沟道CCD的空间辐射特性展开，少有对两种沟道CCD的对比分析［14］。我们对已有实验结果进行归纳总结，得到不同沟道CCD受质子辐照后CTI随质子辐照注量的变化关系，如图9所示。从图中可以看出，在同样的质子辐照条件下，P沟道CCD的CTI劣化较小，这主要是因为双空位缺陷对CTE的影响较小，在大多数情况下，磷空位缺陷（E中心）是CCD器件体缺陷的决定因素。由此可见，作为卫星光通信系统的信标子系统，更应该倾向于选择抗辐射性能较高的P沟道CCD。

光通信论文范文第3篇

确保通信线路安全运行的技术对策

1合理进行光纤布线

通常情况下，在机房中因为尾纤问题导致光通信中断的原因有：（1）机房灰尘大，尾纤接头有灰或者比较脏；（2）尾纤与法兰盘连接处松动；（3）法兰盘与尾纤角度不正导致对接偏离；（4）盘纤不合理，尾纤弯曲半径过小；（5）尾纤紧固不好；（6）线路衰耗大，接收的光功率在正常工作的临界点附近，尾纤的轻微扰动让光板反应敏感等。针对尾纤问题，可以通过优化机房环境、提高技术操作注意操作的细节等避免因为尾纤问题导致通信故障。

2做好接头，减小衰耗

在光缆线路中用到许多活接头，光设备接头接触不良产生的故障，其表现形式是光功率偏低，这主要是因为结构不精密、环境不清洁、接插不彻底，造成接触不良。在线路抢修过程中，也遇到接头问题。光缆接头比较复杂，主要注意以下几个问题：（1）接头环境尽量避免在灰尘过多的场合。（2）待光纤热塑保护管完全冷凝后再往接头托盘上的接头卡槽中放置。（3）当光纤接续完毕后，应安置好接头盒中的光纤，不能出现光纤曲率半径过小的现象，以免加大弯曲损耗。（4）光纤的每个接头损耗衰减应保证不大于0.1dB。（5）注意光缆接头盒的防水处理。

3通信光板的1+1保护

就一个光端机来说，光板使用1+1保护的旨意在于：两块光板同在工作，只要有一块光板工作正常，就能够保证通信不中断。在关键时刻1+1保护能够起到非常重要的作用。当在用的光板故障，或者在用纤芯的衰耗过大导致收不到光功率，系统能够马上切换到备用的通道，保证通信的正常运行。

4防强电措施

有金属构件的光缆线路，当其与高压电力线路、交流电气化铁道接触网平行，或与发电厂或变电站的地线网、高压电力线路杆塔的接地装置等强电设施接近时，应主要考虑强电设施在故障状态和工作状态时由电磁感应、地电位升高等因素在光缆金属构件上产生的危险影响。(1)光缆线路与强电线路交越时，宜垂直通过；在困难情况下，其交越角度应不小于45度。(2)为了防止光缆接头处产生电弧放电，宜对其接头处金属构件采用前后断开的方式，不作电气连接和接地处理。(3)当上述措施无法满足安全要求时，可增加光缆绝缘外护层的介质强度、采用非金属加强芯或无金属构件的光缆。

确保通信线路安全运行的管理方法

1加强日常维护、提高线路运行率

日常维护是维护工作的重中之重，只有日常维护工作做好后，才能有效地防止故障的产生。（1）设备的日常巡检：每月定期巡检机房，保证机房清洁、温度湿度适宜；并检查设备的工作指示灯、电源电压、接地防雷等。（2）线路日常巡查：应按巡线周期定期巡查，及早处理和详细记录巡线中发现的问题。（3）线路资料日常更新：线路资料是判断故障的重要依据，因此必须专人管理，并及时更新。（4）定期巡视，定点特殊巡察。

2重视通信光缆线路的监测工作

为了保证网络的正常运行，网络管理员、维护人员应定期通过性能管理措施对网络进行检查、监控，同时做好光通信线路测试工作：每年两次对备用的光纤采用OTDR或光功率机进行测试，并与上一次测试结果对比，防止光纤劣化。对测出的断芯、衰减大等问题，可在平时的维护中处理，针对比较大的问题可结合线路大修、技改进行处理。维护人员还应该及时根据通信光缆线路的性能指标，如传输光功率、衰减等的变化，故障发生率、故障发生原因进行统计和分析，及时发现问题，避免重复性工作和同类型故障的多次发生。

3做好通信线路保护设施

如通信线路与电力线路交叉、跨越时，做好通信线路的绝缘保护；通信线路过公路、耕地、鱼塘、沟渠时要有明显的警示牌，埋地通信线路上明显的标识，附近设置警示牌。特别地要关注光缆所经的风险区，设置警示标识，制止妨碍光缆的建筑施工、植树以及修路等活动，对光缆路由上易受冲刷、挖掘地段进行培土加固和必要的修整。

4及时识别和消除隐患

及时识别和消除隐患，做到“早发现，早处理”。如已经存在的通信线路隐患，如通信线路相对地面的埋深不够、相对鱼塘的埋深不够等的问题，需要及时处理。特别在汛期来临的前期需要对整个线路做好巡检，记录巡检过程中发现的风险点，并对风险点进行特殊的“照顾”。另外，要认真及时做好大型施工机械和操作人员的登记，全面掌握大型施工机械和操作人员的动向，严防大型施工机械施工造成的光缆线路损坏；严防光缆线路迁移、维护、抢修中不慎导致光缆线路阻断。

光通信论文范文第4篇

考虑到高灵敏度的激光相干通信更适用于远距离的通信，这里以GEO轨道为例，综合考虑文献［8，12］的参数，以传输速率为2Gb／s的2PSK零差系统为例，选定的参数如表1所示。对信号光束与本振光束的要求按照文献［7］执行。为了更清晰地说明像差对接收系统可靠性的影响，分两步进行讨论，首先探讨接收系统各种像差各自所产生的影响，然后再探讨它们相互是否具有校正补偿功能。

不同像差单独作用时

先来考查倾斜、离焦、彗差及像散这4种像差对系统可靠性的影响。把表1的数据代入（13）式，并对倾斜、离焦、彗差及像散的像差进行归一化处理，即令W1x，W20，W31，W22分别除以λ，以此作为自变量，依次把（9）～（12）式代入（13）式进行运算，并对所得误码率进行以10为底的对数变换，得到图1和表2所示的像差与误码率关系。

图1横坐标表示归一化的像差系数，纵坐标是取对数后的误码率。从图看到，对于星间相干光通信接收系统其可靠性容易受各种像差的影响。从图1两坐标轴的起点和表2第1列数据可以看到，在表1设定的参数下，在没有像差的影响的情况下，系统最小误码率接近10－8；当有像差时，从图中4条曲线并比较表格第2～5行的数据，可以看到，接收系统的误码率随着像差的增加而递增，其中倾斜像差对接收系统误码率的影响最大，离焦和彗差相当，而像散的影响最小。若以εBER≤10－6为标准，系统能承受的最大倾斜像差W1x仅为0．2λ，最大离焦W20及彗差W31大约为0．32λ，最大像散W22不超过0．41λ。可能的原因是：系统一旦有倾斜像差，信号光束将完全偏离焦点，它与本振光束所形成的有效混频区域锐减，从而混频效率急降，使误码率快速攀升。离焦像差将使信号光束的聚焦光斑沿光轴在焦点前后变动，从而改变焦点处的光斑质量，影响它与本振光斑在焦点处的混频效果，使误码率上升；与倾斜像差导致的混频面积减少相比，这种信号光束聚焦特性的劣变是温和的，所以离焦像差对系统可靠性的影响比倾斜像差小。另外，考虑到接收光学系统已经进行过高阶像差的优化设计，且采取了抗扰动措施，所以彗差与像散的影响将更小，这也从侧面说明优化设计后的系统无需考虑更高阶像差的影响。

像差间的相互校正

根据文献［7］，倾斜像差与彗差之间、离焦与像散之间具有部分校正效应，接下来将进行比较分析。此时把（11）式改写成（14）式，而（12）式改写成（15）式。把（14），（15）式分别代入（13）式，并采用归一化像差系数，令W31／λ和W22／λ分别取：0．00，0．25，0．50，0．75，1．00，得到图2，3和表3，4所示结果。

图2表示倾斜像差与彗差之间的校正效果。以εBER≤10－6为标准，当倾斜像差W1x／λ＝0，从纵坐标轴上看，彗差W31／λ＝0．50时，系统的误码率接近10－4，已超出标准2个数量级；当W31／λ＝1．00时，误码率更是接近10－2。所以，若对彗差不进行校正，随着其数值的增大，误码率呈指数增长。但是，从图2也可看到，对于归一化的彗差W31／λ，可以通过调整归一化的倾斜像差W1x／λ来部分校正，从而降低系统误码率，提升系统可靠性。譬如，同样是W31／λ＝0．50，但只要调整W1x，使W1x／λ大致在－0．34～－0．24之间，则可以维持误码率εBER≤10－6。不仅如此，从图2来看，即便W31／λ＝1．00，只要W1x／λ大致在－0．44～－0．66之间，误码率依然可以小于等于10－6，而此时若不进行校正，误码率已接近10－2。因此，当W31／λ≤1．00时，为了保证系统误码率εBER≤10－6，通过调整W1x，倾斜像差与彗差之间能实现部分相互校正。

表3给出了通过调整倾斜来校正彗差而提升系统误码性能的效果。观察第4～7行，单独看每行时，发现随着归一化倾斜像差系数－W1x／λ绝对值的递增，误码率会经历变小、稳定、再变大的过程，这正是倾斜对彗差校正的体现，且对于不同取值的彗差，有相应的最佳倾斜调整参数，譬如当W31／λ＝0．25时，令－W1x／λ＝0．16，系统误码率由补偿前的10－6．7降低至最小值10－7．7，系统误码性能提升一个数量级；而比较第4、5、6、7行的数据，可以看到，随着彗差的增大，倾斜对其校正效果越来越弱。

回顾（8）与（14）式，可以发现，彗差W31ρ3cosθ（其中W31＝W131H）与x方向性的倾斜W1xρcosθ具有相似性。对于相同的θ，若令ρ取1，则彗差由W31决定，而倾斜由W1x决定，因此，只要两者取值相反，便能相互抵消，从而提高混频效率，降低误码率。对于W1yρcosθ有相同的结论。

图3和表4表示了离焦与像散的相互校正作用。其变化趋势与图2相似，从图3看到，当W22／λ≥0．75后，不管离焦像差W20如何变化，系统的误码率不可能满足εBER≤10－6，与之相比，即便是彗差W31／λ＝1．00，通过调整W1x，依然可以实现误码率εBER≤10－6的目标。以误码率εBER≤10－6为标准，经计算，此时的W22／λ＝0．53。因此，只有当W22／λ≤0．53时，才能通过调整W20对W22进行部分校正。

光通信论文范文第5篇

相干光通信系统中的主要关键技术

实际中，主要采用以下关键技术来实现准确、可靠、高效的相干光通信。

(1)稳定频率技术。相干光通信中，保持激光器的频率稳定性是一个重要的前提条件。在零差检测相干光通信系统中，如果激光器的波长或频率随着工作条件的变化而产生漂移，那就难以保证本振光信号与接收光信号频率之间的相对稳定。外差检测相干光通信系统也是如此。为了保证相干光通信系统的正常工作，必须确保光载波和光本振荡器的频率稳定性很高。

（2）调制外光技术。外光调制是利用某些光电、声光或磁光特性的外调制器，完成对光载波的调制。相干光纤通信系统中对信号光源和本振光源的要求较高，它要求较高的频率稳定度和较窄的光谱线。飞秒激光输入频率稳定，可调谐范围较宽，但所占带宽相对较小，具有超强的能量和超短的时间，完全符合作为相干光纤通信系统光源的要求。

（3）压缩频谱技术。在相干光通信中，光源的频谱宽度是一个重要参数。只有保证光波的频谱宽度窄，才能使相伴漂移而产生的相位噪声更小，从而得到大容量、高质量的光传输。

飞秒激光器

1飞秒激光器的介绍

伴随光纤通信技术的飞速发展，利用超长波长光纤实现超长距离通信，一直是我们不断追求的重要发展方向之一。如何获取并采用超长波长光源，这是超长波长光纤通信系统中首先需要解决的技术问题。飞秒激光就是这样一种超长波长光源，将其应用于相干光通信的光源，具有相当大的优势。飞秒激光是由激光发展起来的一种新型工具，其功能非常强大。飞秒脉冲短得令你无法想象，现在能够达到4飞秒以内。1飞秒（fs），即10-15秒，这仅仅是1千万亿分之一秒，所以也称为超短脉冲激光器。飞秒脉冲采用多级啁啾脉冲放大技术获得的最大脉冲峰值功率，可以达到百太瓦（TW，即1012W）甚至拍瓦（PW，即1015W）量级，飞秒激光的能量强度如此之高，毫不夸张地说，它比将太阳照射到地球上的全部光聚集成绣花针尖般大小后的能量密度还高。

2飞秒激光器的工作原理

飞秒激光器的工作原理。第一，采用衍射光栅将一束飞秒激光分成两束或更多束,通过一个共焦成像系统让它相干。第二,将一个镀有金属薄膜的透明基体与一个接受基体叠放在一起。第三,利用相干的飞秒激光脉冲辐照透明基体上的金属薄膜,激光瞬间加热作用产生的压力将会驱动辐照区的金属薄膜蒸发到与它接触的接受基体上,蒸发的金属将迅速重新固化，沉积到接受基体上,这样在接受基体上就会得到由相干飞秒激光脉冲传输的周期微结构。

3飞秒激光器的应用

飞秒激光最直接的应用就是作为超短超快光源。应用泵浦探测技术和多种时间光谱分辨技术，作为飞秒固体激光放大器的种子光源。虽说我们能够使光脉冲宽度愈来愈窄，光脉冲能量愈来愈高，但最令人欣喜的进展还是能够轻易得到飞秒脉冲。飞秒激光的应用研究领域大概分为两种，一种是超快瞬态现象的应用研究，另一种是超强现象的应用研究。伴随激光脉冲宽度的缩短和能量的增加，这两种研究都得到了深入的发展。可以看到，飞秒脉冲激光的发展直接带动了生物医疗、材料工程与信息科学进入超微观超快速的研究领域,并开创了一些如纳米技术、立体三维存贮等全新的研究领域，此外，它还被应用于信息的处理、传输和存贮方面，拥有广阔的应用前景。

飞秒激光作为相干光通信光源的广泛应用

相干光通信的研究和应用均发展迅速，这对于超长波长(2～10m)光纤通信来说，是非常好的选择。在超长波段，由瑞利散射引起的光纤固有损耗将进一步大幅减少。理论上，在超长波段可以实现光纤越洋跨海无中继超长距离通信；而实际上，在超长波段，直接探测接收机的各项性能和表现都不尽人意，唯一的选择，就是相干探测方式。以飞秒激光为光源，以超长波长光纤作为传输介质，利用相干光通信技术实现无需中继站的超长距离通信。超长波长光纤通信系统不但解决了普通光通信系统中距离和容量限制问题，而且提高了系统稳定可靠性，并使通信成本大幅降低，对跨海洋和沙漠地区的通信更具有非凡的意义。