《光通信原理》PPT课件.ppt

1、无线激光通信系统,1 无线光通信系统分类与制式,2 无线光通信系统组成,3 无线光通信的应用实例,无线激光的优势,无需授权执照 安全保密 实施成本相对低廉 建网速度快 协议的透明性 设备尺寸小 信息容量大,无线光通信系统分类,按空间信道分类：,空-地无线激光通信系统,按空间信道分类,星间无线激光通信系统,地面无线激光通信系统,按制式分类：,无线光通信系统分类,其中（IM/DD）系统为非相干通信系统，光外差系统为相干光通信系统。光外差系统是基带信号直接对光载波进行ASK、FSK和PSK等调制。 IM/DD系统中有二进制系统和多进制系统。其中二进制系统脉冲调制的最一般形式是开关键控(OOK)编码和

2、曼彻斯特编码。多进制系统最流行的光学组编码方式为脉冲位置调制（Pulse Position Modulation PPM）。,强度调制的直接检测（IM/DD）系统 光外差系统。,二进制IM/DD系统：,按制式分类分类,开关键控（ On Off Keying OOK）编码：,在OOK编码中，每一比特时间内光脉冲处于开或关的状态。每个“1”比特编码为一个光脉冲，而每个“0”比特则以一个关闭比特(无光场)进行编码。,图 接收机和解码器,二进制IM/DD系统：,按制式分类,曼彻斯特编码：,曼彻斯特码利用一个半占空的对称方波（如01）表示数据“1”，而其反相波（如10）表示数据“0”。,按制式分类,如图

3、，若v1小于v2，输出判定为“1”，反之输出判定为“0”。,图 曼彻斯特编码系统接收机,按制式分类,多进制IM/DD系统光学组编码,在多进制幅度键控（MASK）中一个脉冲（存在M种不同的幅值），可以代表 个比特。在光学组编码编码中， 使用M个光场（脉冲）代表 个比特。由于bM,所以相同的系统带宽的情况下，信息传输速率（比特/s）比OOK降低。 例如：用8个光场代表3个比特构成的组，8个光场不同的组合代表不同的3比特的组成： 000、001、010、011、100、101、110、111。,按制式分类,PPM脉冲编码调制是较为流行的一种光学组编码方式。在PPM系统中，一个光脉冲位于M个相邻时间位

4、置之一上来代表某一数据组， 如图所示：,M个间隙构成一个PPM帧或长度为Tf秒的字节。因此，数据字节由脉冲在帧中的位置决定。,按制式分类,采用脉冲光学系统，适合于直接检测接收机。 激光器只需要以帧的速率产生脉冲，工作脉冲重复频率为：,PPM发送机发送的比特的速率为：,按制式分类,PPM解码器必须决定在包含光脉冲的一个帧时间内的M个缝隙的那一个出现脉冲。,按制式分类,相干光通信系统,按制式分类,外差检测及信号频谱分布,按制式分类,零差检测及信号的频谱分布,按制式分类,相干光通信最显著的优点就是接收灵敏度很高，与直接检测系统相比，灵敏度可以提高1020dB，从理论上讲灵敏度可以达到探测器的量子噪声极限，在BER=10-9下，可达到9光子比特，相干光通信的第二个优点就是具有很好的频率选择性，从而可以减少背景光的影响。 在直接检测系统中，只能使用强度调制的方式对光波进行调制，而在相干光通信系统中，可以具有调幅、调频、调相等多种调制方式 相干光通信优点的获得，是以其系