零差接收

零差接收是在相干光光纖通信系統中使本振光和信號光頻率相同，二者的差拍信號頻率分量基本等於基帶信號的頻率分量的接收方式。

基本介紹

• 中文名：零差接收
• 外文名：homodyne receiving
• 套用學科：光纖通信技術

簡介

零差系統不像外差系統那樣必須採用可回響中頻信號的光電檢測器，其對檢測器回響速率的要求和普通強度調製系統差不多。光零差探測因具有光譜利用率高的優點，在超密集型波分復用(UDWDM)中有重要的套用前景，人們開展了廣泛的研究。但由於光相干探測對光源、光路、光器件的苛刻要求，至今還沒有商用化的系統。究其原因，最主要有兩點:一是光源線寬對信號解調的影響;第二是光波長很短，接收系統中相移對環境敏感所造成的不穩定。

歷史

在80年代後期，人們提出了所謂相位分集探測方法。在理想情況下，可以消除光源相位抖動對探測的影響。但這種方案對光混合器相移的漂移、接收裝置兩路光程不平衡的漂移無能為力。2000年以後，隨著數位訊號處理器((DSP)的快速發展，人們提出了基於DSP的相位估計方法，在大大降低對光學元件要求的前提下，通過電子信號處理實現相位分集。但這種方法的不足是在高碼速情況下，目前的DSP技術尚不能勝任實時處理。不論哪種方案，環境因素造成接收器光路相移的抖動都是影響系統實用化的重要因素。

分類

從結構來分，零差接收有兩大類。一類是用光鎖相環使兩光源不但同頻，而且同相。這種方法的接收靈敏度比外差接收高3dB，產生的差拍信號就是基帶信號。其缺點一是必須使用譜線寬度極窄的雷射器作光源，二是實現光鎖相環的技術難度極大。另一類零差系統和外差系統一樣只進行頻率跟蹤，用相位分集接收的方法來消除相位漂移的影響。這種方法對雷射器譜線寬度的要求和接收靈敏度的要求都和外差系統差不多。

圖是平衡型光零差相移鍵控傳輸系統方框圖。所使用的平衡型光相干檢測器，既作信號檢測器又作相位檢測器。由於沒有進行載波恢復，必須採用不完全相位調製以傳輸一定的載波分量。這種方法的優點是結構簡單，穩定性較好。缺點是由於必須濾除數據信號對本振的干擾，只能使用頻寬較窄的環路濾波器，其相位跟蹤速度慢。這就要求光源的譜線寬度比通常的將信號檢測和相位檢測迴路分開的方法窄1至2個數量級（如將兩迴路分開需用光90度移相網路，結構複雜，穩定性不容易提高。

圖1 平衡型光零差相移鍵控傳輸系統框圖