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光纤通信系统的分类

浏览:3986  来源:通信人在线  日期:2018-11-14

1、概述

根据光波的双重性(波动性和微粒性),可将光纤通信分为经典光纤通信和和量子光纤通信两大类。波动理论认为光是一种电磁波,因此电磁场理论也适用于光波,从而形成经典光纤通信系统;微粒论观点认为光是由一种具有一定能量的光量子流组成,从而形成量子光纤通信系统。这种分类的方法的细分类详见下表1-1

1-1:根据光波的双重性对光纤通信系统的分类

根据光通信通信原理上看,光通信可依据所使用的光波长、传输信号形式、传输光纤类型和光接收方式等的不同分为五大类,详见下表1-2

1-2:根据光通信原理对光纤通信系统的分类

2、经典光纤通信系统

对于经典光纤通信系统,是我们目前正在大量使用的强度调制/直接检波(IM/DD)、复用通信、光孤子通信、相干光通信等方式的通信系统,已广泛的应用信息通信领域,均属于经典光通信模式。在这里,光子虽作为信息的载子,但没有顾及它的量子特性。在经典通信模式里,其通信容量最终受到量子噪声极限的限制。这就可能是未来高速信息化社会中通信系统将要遇到的最严峻的挑战。

3、量子光纤通信系统

为了克服经典光纤通信系统中的量子噪声受限桎梏,人们非经典地研究了光子的量子特性(微粒性),并开辟了基础光子学的研究领域。已提出了一种称之量子光纤通信,或称光通信的非经典通信模式。它的发射端是一种新型的非经典激光器(或称亚伯松态,或称光子数态光子源),发射出均匀的光子流,经光子调制器,对每个光子编码载入信息。信道仍然是光纤,但它是非经典信道。接收端是由量子非破坏测量(QNDM)装置与光子计数器构成。由于是光子数态,并对光子与光子数编码,不再受量子噪声限制,因此信息效率与信噪比大幅度增长。又因为使用QNDM解调,光子计数器接收,不但进一步提高了信噪比,而且由于不再需要从信号中吸取能量,因此接收灵敏度也有实质上的提高。形象地讲:量子光纤通信即为光子通信,在这里,一个光子有可能将大量的信息长距离地传送给大量的收信者。

显然,光子通信的开拓,将在观念上、原理上引起通信领域的一场深刻变革。不过,实事求是地讲,光子通信虽属最理想的通信模式,前景诱人,但与上述几种光通信模式比较,条件苛刻,技术难点多。

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