脈沖展寬正交調(diào)制技術(shù)的理論基礎(chǔ)綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u8453脈沖展寬正交調(diào)制技術(shù)的理論基礎(chǔ)自身 1285991.1脈沖展寬技術(shù)原理簡(jiǎn)介 143841.1.1偏振光的特性 1185171.1.2偏振光在介質(zhì)中的傳輸 1175591.2正交調(diào)制技術(shù)相關(guān)理論 2198681.1.1QPSK調(diào)制 2201931.1.2QPSK解調(diào)原理 31.1脈沖展寬技術(shù)原理簡(jiǎn)介1.1.1偏振光的特性根據(jù)麥克斯韋方程，磁場(chǎng)、電場(chǎng)和光的分布方向相互垂直。設(shè)置3D坐標(biāo)系以便于研究，并選擇光線平坦和諧的情況。光波應(yīng)該沿著軸傳播，磁場(chǎng)的方向是軸，電場(chǎng)是x軸。那么電場(chǎng)的表達(dá)式是：（1.1）其中為電場(chǎng)沿x軸的最大幅度，為平行于x軸的單位矢量。電場(chǎng)矢量的方向就是極化的方向，上電場(chǎng)矢量總是表示它是一個(gè)線極化波。類似地，當(dāng)電場(chǎng)的矢量旋轉(zhuǎn)，端點(diǎn)的軌跡在空間中畫出橢圓時(shí)，它是一個(gè)橢圓極化波，當(dāng)它是圓形時(shí)，這是一個(gè)圓極化波。旋轉(zhuǎn)方向分為左和右。在線性極化波中，振動(dòng)方向垂直于矩形方向。對(duì)于橢圓偏振光和圓偏振光，偏振方向左右旋轉(zhuǎn)-矩形。每個(gè)線極化波可以分解為兩個(gè)相位相同且彼此呈矩形的獨(dú)立平面波。1.1.2偏振光在介質(zhì)中的傳輸單模光纖是一種只能傳輸一種模式的光纖。與能夠傳輸多種模式的多模光纖相比，它更適合大容量長(zhǎng)距離光纖傳輸系統(tǒng)。盡管mod光纖只能傳輸一種HE11模式（或等效LP01）。這兩種模式非常相似，但偏振面彼此呈矩形。一般來說，單模光纖中光波的電場(chǎng)是兩個(gè)偏振模的線性疊加。如圖1.1所示，這是相干光通信系統(tǒng)中脈沖擴(kuò)展的簡(jiǎn)化框圖。LD是半導(dǎo)體激光器，PBS是偏振光分離器，PBC是偏振光分離器，Lo是外差激光器，相干接收機(jī)是相干光接收機(jī)。圖1.1脈沖展寬系統(tǒng)的簡(jiǎn)略框圖1.2正交調(diào)制技術(shù)相關(guān)理論1.1.1QPSK調(diào)制圖1.2中顯示了用于在相干光通信中調(diào)制QPSK信號(hào)的框圖，其中PSK是相移鍵控調(diào)制器，而MZM是Mach-Zindel調(diào)制器。。圖1.2QPSK光信號(hào)的調(diào)制框圖S（n）是基帶輸入信號(hào)，它是一個(gè)二進(jìn)制序列。在PSK之后，生成兩個(gè)并行的四元符號(hào)序列I和Q。它們各自的比率如表1.1所示，QPSK星座如圖1.4所示。如果s（n）為50Gbps，則I和Q信號(hào)速率為輸入的一半，即25Gbps。這兩個(gè)QPSK調(diào)制信號(hào)由激光器產(chǎn)生的MZM光信號(hào)調(diào)制，形成兩個(gè)相互正交的調(diào)制光信號(hào)，然后將其組合產(chǎn)生QPSK光信號(hào)。表1.1輸入位序列與輸出IQ序列對(duì)照表BitsequenceIQ001101-1110-1-1111-1圖1.3QPSK信號(hào)星座圖1.1.2QPSK解調(diào)原理相位分極零差相干光檢測(cè)機(jī)的解調(diào)過程如圖1.4所示圖1.4使用90°光混合器的相位分集零差接收機(jī)相干檢測(cè)的基本概念是利用調(diào)制信號(hào)光的電場(chǎng)與本振的乘積。LO1的中心頻率與發(fā)射端激光器的中心頻率一致，LO2在90°相移后形成。通過將信號(hào)分成兩條路徑，我們可以同時(shí)檢測(cè)信號(hào)的兩個(gè)分量。我們知道，同相分量可以用LO1測(cè)量，正交分量可以用LO2測(cè)量。平衡二極管的輸出光電流為：（1.2）（1.3）其中，R為光電二極管的響應(yīng)度；和分為信號(hào)和LO的平均功率；和分別為信號(hào)和LO的相位。因?yàn)?，所以。其中為調(diào)制相位，為信號(hào)噪聲，