Page 37 - 网络电信2024年3月刊
P. 37
光 通 信
表2 SHCD-QPSK和DSCD-DQPSK系统所需器件 图9 链路距离为2～10 m, 气泡密度为4.5×107,2×108, 1×109m-3时
三种海水水质下的归一化接收功率曲线
干检测前动态跟踪和调整从发射端传来作为本振的激光源偏振 可集成实现，显示出差分自相干系统在简化硬件结构方面的优
态，避免相干检测时出现因本振光偏振态的变化引起的输出信 势。
号在某一偏振方向功率衰落的问题。此外，SHCD系统还需要4个 3.2 光路不匹配影响下的简化相干系统
光环形器（optical circulator）来实现单根光纤内信号与远 本小节分析信号和远端本振传输路径差异不匹配对系统
端本振的双向传输。 性能的影响，设置SHCD系统光信号和远端LO的路径差异所导致
对应地，DSCD-DQPSK系统需要一个PBS分离出两路正交偏振 的相对延时，仿真不同线宽情况下对路径差异的容忍度。虽然
分量，以及2个差分解调器件和4个BDs实现差分解调及自相干检 SHCD系统接收端的信号和远端本振来自同源激光器，使得SHCD
测。其偏振跟踪功能可在数字域通过DSP实现。其中对于偏振复 系统对于线宽的容忍度得到提高，能够使用大线宽激光器工
用的DQPSK信号可以通过一个差分解调器同时对正交偏振分量实 作，但是信号和远端本振传输路径长度不同，SHCD系统对于这
现差分检测，之后使用4个PBS获取对应偏振分量的同向分量和 一路径差异问题非常敏感。
正交分量，如此可以节省1个差分解调器件但相应增加3个PBS。 图4显示了不同OSNR下使用不同线宽（LW）激光器时，
而上述SHCD系统中的PC和光环形器在DSCD-DQPSK系统中是不需 SHCD-QPSK和DSCD-DQPSK系统对于路径差异长度的容忍度。其中
要的。综合比较之下，SHCD系统所需的器件更多，且光环形器 图4(a）和（b）分别显示了OSNR为17dB和20dB时，不同线宽下
无法集成到接收机。而DSCD-DQPSK系统接收机所需光电器件均 路径差异容忍度的仿真结果。
图4 不同线宽的激光源条件下，SHCD-QPSK与DSCD-DQPSK系统对于光传输路径差异的容忍度比较。（a) 17 dB OSNR;(b) 20 dB OSNR
首先可以看出，对于SHCD系统，在固定OSNR下，使用的激 在高OSNR情况下，随着路径差异的增加，线宽相位噪声成
光器线宽越大，SHCD系统对于路径差异的限制越严格。具体而 为SHCD系统性能劣化的主要因素。而对DSCD-DQPSK系统而言，
言：当OSNR为17dB，激光器线宽为3 MHz,SHCD系统路径差异为 由于对传的两条光纤链路之间所传输的光信号间没有任何关
60cm时，误码数上升1个数量级；当激光器线宽为500kHz时， 联，光链路间的路径差异对DSCD-DQPSK系统性能不会有任何影
SHCD系统对于路径差异容忍度提高，60cm路径差异引起误码数 响。
仅增加了50%。当OSNR为20dB，可以观察到相似的结论，SHCD系 3.3 光功率受限系统
统的光源线宽越大，对于路径差异要求越严格。此外，相同线 如图5所示，在光纤通信系统中不同位置引入的噪声，可
宽条件，在高信噪比的情况下，随着路径差异的增加，SHCD系 分为光噪声和电噪声两类。对于有光纤放大器的系统，发射
统的性能下降更快。当OSNR为20dB时，激光器线宽为3 MHz时， 机（Tx）发出的光信号x(t)在传输过程中受到光噪声n optic 的影
60cm的路径差异引起误码数上升2个数量级，当激光器线宽为 响，在接收机（Rx）进行检测后，受到接收机内部的电噪声n elec
500kHz时，60cm路径差异引起SHCD系统的误码数增加了5倍，远 影响。
低于2个数量级的水平。
66 网络电信 二零二四年四月
