淺析在相干光通信系統(tǒng)中如何應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理算法

紀(jì)亞琪

【摘要】 光纖通信也叫光通信，是當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)以及通信技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物。在相干光通信技術(shù)領(lǐng)域中主要包括兩種常見的技術(shù)形式，一種是外差檢測(cè)技術(shù)，另一種是相干調(diào)制技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】 相干光通信系統(tǒng) 數(shù)字信號(hào) 處理算法

通常而言，光通信系統(tǒng)[1]是指在通信領(lǐng)域中將光作為一種新型傳播的介質(zhì)，進(jìn)行信息的傳輸，在信息的傳播過程中主要采用了光電變化原理從而獲取相關(guān)的信息，這一信息傳播形式是我國通信技術(shù)領(lǐng)域中的一種重要的技術(shù)突破。對(duì)于光通信技術(shù)而言，采用相干檢測(cè)法可以有效提升相干通信能力，與傳統(tǒng)的信號(hào)傳輸與處理過程相比，現(xiàn)代化的相干通信技術(shù)采用數(shù)字信號(hào)處理算法大大減少了系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理與運(yùn)算缺陷，進(jìn)一步改善和優(yōu)化了系統(tǒng)的運(yùn)行性能，最重要的是實(shí)現(xiàn)了載波同步的目的。因此，本文將重點(diǎn)通過對(duì)相干光通信中如何應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理算法的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析。

一、相干光通信系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展概述

在相干光通信技術(shù)領(lǐng)域中主要包括兩種重要的技術(shù)，一種是外差檢測(cè)技術(shù)[2]，另一種是相干調(diào)制技術(shù)，前者主要是指在混頻系統(tǒng)中采用震蕩的方式將數(shù)據(jù)信號(hào)與光束進(jìn)行直接混頻，從而使兩種物質(zhì)的相位以及頻率相同；后者主要是指將光載波的頻率以及振幅等參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整和改變，在改變之后信號(hào)的傳輸性能就會(huì)大幅提升。在實(shí)際的運(yùn)行工作過程中，相干光通信系統(tǒng)會(huì)將具體的數(shù)據(jù)信息通過發(fā)送端發(fā)送至光載波系統(tǒng)中，然后信息經(jīng)過光纖進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸，從而使信息接收端收到的本振光以及光束進(jìn)行有效整合，整合過程結(jié)束之后，還要經(jīng)過平衡機(jī)的探測(cè)，最終獲得實(shí)際的數(shù)據(jù)信息檢測(cè)結(jié)果。在這一實(shí)際的檢測(cè)過程中，主要采用零差檢測(cè)與外差檢測(cè)兩種不同的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，如果在外差檢測(cè)過程中出現(xiàn)結(jié)果不準(zhǔn)確的情況，則應(yīng)該通過光電轉(zhuǎn)化后對(duì)系統(tǒng)中的中頻信號(hào)進(jìn)行二次調(diào)節(jié)，從而使信號(hào)達(dá)到所需要的要求標(biāo)準(zhǔn)。零差檢測(cè)中，如果兩束光的波頻一致，此時(shí)可以對(duì)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行直接轉(zhuǎn)化。因此從系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行特點(diǎn)看，光通信系統(tǒng)具有線路損耗低以及運(yùn)行靈敏度高等特征。

二、相干光通信系統(tǒng)中關(guān)于數(shù)字信號(hào)處理算法的實(shí)際應(yīng)用分析

從上述分析中可以發(fā)現(xiàn)，相干通信系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用過程中凸顯了多種不同的應(yīng)用特點(diǎn)，但是由于受多種不利因素的影響，導(dǎo)致系通在運(yùn)行中也會(huì)存在一定的問題，例如常見的信號(hào)傳輸失真問題，而信號(hào)傳輸失真又可分為非線性失真與線性失真兩種不同的形式，這兩種信號(hào)失真問題都會(huì)導(dǎo)致相干光通信過程存在一定的故障。實(shí)踐可知，目前最常見的一種信號(hào)失真現(xiàn)象為線性失真，這一信號(hào)失真的情況主要表現(xiàn)為載波相位不清晰、偏振損耗等，而非線性失真主要表現(xiàn)為相位交叉，在一般的系統(tǒng)運(yùn)行過程中信號(hào)的非線性失真情況就會(huì)被忽略，此時(shí)完全可以采用數(shù)字信號(hào)的處理算法進(jìn)一步彌補(bǔ)相干光通信過程中由于信號(hào)線性失真所造成的損失，在信號(hào)線性失真補(bǔ)償過程中需要進(jìn)一步綜合考慮信號(hào)失真補(bǔ)償順序，在應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理算法之前，只有經(jīng)過科學(xué)的補(bǔ)償評(píng)估才能確保信號(hào)的補(bǔ)償操作順利完善。

在信號(hào)補(bǔ)償之前要經(jīng)過數(shù)字信號(hào)算法處理[3]，然后相干光通信才能進(jìn)行信號(hào)線性失真補(bǔ)償，首先信號(hào)補(bǔ)償?shù)闹饕问绞窃谛畔⒌慕邮斩藢?duì)線性失真信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，然后在信號(hào)有效補(bǔ)償過程中還需要采取其他的科學(xué)補(bǔ)償措施，采用數(shù)字信號(hào)處理算法能夠?qū)ο到y(tǒng)中載波頻率的變化情況進(jìn)行不斷調(diào)整，除此之外還可以對(duì)信號(hào)非線性失真的情況進(jìn)行有效補(bǔ)償，在相干光通信中采用該算法，可以有效將本振光與系統(tǒng)接收端的信號(hào)進(jìn)行整合，經(jīng)過有效整合后的信號(hào)可以通過信號(hào)處理技術(shù)中的相關(guān)子運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)的模擬轉(zhuǎn)化，從而正真實(shí)現(xiàn)信號(hào)的失真補(bǔ)償，但需要注意的是，在實(shí)際的信號(hào)線性失真與非線性失真補(bǔ)償中需要結(jié)合實(shí)際的系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境以及其他的運(yùn)行條件對(duì)補(bǔ)償信號(hào)的參數(shù)機(jī)進(jìn)行不斷調(diào)節(jié)和優(yōu)化，從而根據(jù)實(shí)際的調(diào)節(jié)過程以及參數(shù)的變化對(duì)補(bǔ)償過程進(jìn)行信息反饋與收集，最終達(dá)到良好的信號(hào)補(bǔ)償與數(shù)字信號(hào)算法處理目的?？傊?，通過分析實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在相干光通信系統(tǒng)中采用數(shù)字信號(hào)處理算法，可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)色散以及偏振等容易引起信號(hào)失真的情況進(jìn)行有效補(bǔ)償，并在實(shí)際的信號(hào)線性失真與非線性失真的信號(hào)補(bǔ)償中不斷進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，從而使補(bǔ)償?shù)倪^程更加高效、合理、科學(xué)。

結(jié)束語：綜上所述，對(duì)于常見的光通信系統(tǒng)而言，采用相干光通信技術(shù)可以不斷促進(jìn)我國的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)水平，但是在這一技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程中也會(huì)出現(xiàn)一些不足之處，例如常見的色散效應(yīng)，為了進(jìn)一步提高數(shù)字信號(hào)處理算法在相干光通信領(lǐng)域中的應(yīng)用能力，本文重點(diǎn)通過對(duì)相干光通信系統(tǒng)的運(yùn)用原理以及相關(guān)的概念進(jìn)行闡述，從而不斷提升數(shù)字信號(hào)處理算法在相干光通信系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用效果。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]徐智岳，侯平.數(shù)字信號(hào)處理算法在相干光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國科技信息，2014，21：90.

[2]牟近辰.數(shù)字信號(hào)處理算法在相干光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].通訊世界，2015，09：18.

[3]黃婷婷.數(shù)字信號(hào)處理算法在相干光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].無線互聯(lián)科技，2014，06：40.