其中光發(fā)射機的作用是將電信號轉(zhuǎn)化為光信號，并將光信號注入光纖中進行傳輸，一般由光源、調(diào)制器和信道耦合器組成。通信信道是光纖，其基本特性參數(shù)是損耗與色散，為了實現(xiàn)高速長距離傳輸，要求光纖具有低損耗低色散特性。光接收機的作用是將從光纖輸出的光信號轉(zhuǎn)化為電信號，一般由信道耦合器、光電探測器和解調(diào)器組成。

一、直接檢測光通信系統(tǒng)

目前，商用的光通信系統(tǒng)大部分仍然是直接探測系統(tǒng)。直接探測光通信系統(tǒng)的組成框圖如下圖所示。

直接探測光通信系統(tǒng)的發(fā)射機采用強度調(diào)制，接收機為直接檢測接收機。輸入的電信號通過驅(qū)動電路對光源進行強度調(diào)制，接收機為直接探測接收機。輸入的電信號通過驅(qū)動電路對光源進行強度調(diào)制，轉(zhuǎn)換為光信號在光纖中進行傳輸。光信號在光纖中傳輸之后，輸入到光接收機中，通過光電探測器將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，對電信號進行放大后，再經(jīng)過信號恢復(fù)對信號進行整形，最后輸出電信號。

直接探測光通信系統(tǒng)由于具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的優(yōu)點，現(xiàn)在已經(jīng)得到普遍的應(yīng)用，但是直接探測接收機的靈敏度不高，頻帶利用率低，并不能充分發(fā)揮光纖通信的優(yōu)越性。

二、相干光通信系統(tǒng)

相干光通信系統(tǒng)采用的相干檢測光接收機具有靈敏度高、中繼距離遠、選擇性好、通信容量大、可以采用多種調(diào)制方式等眾多優(yōu)點，因此具有良好的應(yīng)用前景。相干光通信系統(tǒng)為數(shù)字系統(tǒng)，接收機后端的數(shù)字信號處理顯得尤為重要，通過數(shù)字信號處理，可以對系統(tǒng)的信道損傷如色散、非線性效應(yīng)、偏振旋轉(zhuǎn)、相位噪聲等進行補償。

數(shù)字相干光通信系統(tǒng)的框圖如下所示：

數(shù)字相干光通信系統(tǒng)與直接探測系統(tǒng)的主要區(qū)別 在于調(diào)制方式與檢測方式。相干光通信系統(tǒng)的發(fā)射機一般采用外調(diào)制，光輻射之后，再利用發(fā)送的信號來改變光載波的頻率、相位或者幅度。相干系統(tǒng)的接收機采用相干檢測，與直接檢測最主要的區(qū)別在于增加了本振光源。本振光與接收到的信號光經(jīng)光混頻器混頻之后，信號從光載頻下變頻到微波載頻，隨后經(jīng)光電探測器檢測到信號的中心頻率，即是信號光與本振光的頻率之差。然后中頻信號經(jīng)過解調(diào)和補償算法，就可以得到基帶信號輸出。

三、直接檢測與相干檢測

將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕姆绞酵ǔＳ袃煞N：直接檢測和相干檢測。

1、直接檢測

直接檢測是目前商用光通信系統(tǒng)最常用的檢測方式，因為其簡單，并且成本低廉，但是由于直接檢測是利用光電探測器的平方律檢測，因此只能檢測幅度信息。

2、相干檢測

相干檢測是目前發(fā)展迅速，未來普及的檢測方式，其光接收機接收的信號光和本地振蕩器產(chǎn)生的本振光經(jīng)光混頻器作用后，發(fā)生干涉，然后經(jīng)由光電探測器輸出光電流。

3、相干檢測的優(yōu)缺點

(1)相干檢測的缺點

在理想的情況下，本振信號和接收信號的相位應(yīng)該是一個恒定值。但是事實上，本振信號和接收信號的相位均是隨時間隨即浮動的，這增加了相干檢測光接收機的復(fù)雜度。

由于相干檢測要使發(fā)射機頻率和接收機本地振蕩器的頻率相匹配，這就對兩個光源提出了嚴格的要求。

(2)相干檢測的優(yōu)點

可以達到最佳的噪聲靈敏度;

可以明顯改善接收機靈敏度，增加無中繼距離;

可以在電端補償光纖的所有線性損傷;

可以采用多種調(diào)制方式;

總結(jié)

本博文簡要介紹了光纖通信系統(tǒng)，它包括光發(fā)射機、光纖和光接收機。因為檢測方式的不同，光纖系統(tǒng)可以分為直接檢測光纖通信系統(tǒng)和相干檢測光纖通信系統(tǒng)。相干檢測相比于直接檢測，具有更多的優(yōu)點。隨著器件水平的發(fā)展，系統(tǒng)容量需求增長，相干檢測將會更加的普及