1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

近年来，随着互联网技术和物联网技术的快速发展，用户对高速数据、图像、宽带流媒体等业务的需求不断增长，在此背景下，人们对通信的质量、容量产生了很高的需求，并对无线通信带宽的要求越来越高。而由于光放大器和光纤的带宽是有限的，因此需要提高谱效率。因为光纤的非线性会对传输功率产生限制，因此需要提高功率效率，即降低光信噪比，从而提高接收灵敏度，于是人们开始研究高谱效率和高灵敏度的传输方式，高速宽带光纤网络就是在这种背景和需求下产生的。

传统的光通信系统采用强度调制-直接检测，即在发送端调制光载波强度，接收端对光载波的强度进行包络检测，也就是说强度调制信号可以直接通过光电探测器恢复出原信号。强度调制-直接检测系统虽然可以通过高码速来实现大容量传输，并且结构简单、容易集成，但是因为只能采用ask调制，仅仅采用了光的振幅参量，因此该传输方式的一路信道带宽非常有限且传输容量和中断距离都受到限制。近代通信领域通常采用的是相干光波系统的光纤通信系统，该系统采用单一频率的相干光做光源（载波），采用无线电技术中已经实现的相干通信方式。所谓相干光，就是两个激光器产生的光场具有空间叠加、相互控制的激光。相干光通信在发射端对光载波进行幅度、频率或相位调制，在接收端根据本振光频率与信号光频率不等或相等，可分为外差检测和零差检测。

2. 研究的基本内容与方案

本课题通过研究相干光通信的关键技术，学习相干光通信的理论模型知识，了解其中关键器件，并设计一种无线通信系统，在元器件特性系统搭建和理论模型进行研究，设计基于无线传输的相干光通信的平台。

本次实验设计基于光学相位调制的bpsk相干光通信系统，设计采用optisystem软件来搭建光通信模拟仿真系统。典型的光相位bpsk调制与解调系统主要由光相位调制器与3db耦合器组成，设计光发射机时，系统采用外调制方式，也就是采用光相位调制器产生bpsk信号。接收机采用相干解调技术，光电探测结构具有单管探测和平衡探测的方式，但由于平衡探测相比单管探测能更好地改善信噪比，所以本实验采用雪崩光电二极管（apd）的平衡探测方式。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需理论基础。确定方案，完成开题报告。

第4－5周：熟悉掌握基本理论，完成英文资料的翻译，熟悉开发环境。

第6－9周：编程实现各算法，并进行仿真调试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] designing coherent optical wireless systems for high speed indoor telecom applications[j] . thomas kamalakis,panagiotis kanakis,adonis bogris,vasilis dalakas,georgia dede. optics communications . 2016

[2] coherent detection in optical fiber systems. ip ezra,lau alan pak tao,barros daniel j f,kahn joseph m. optics express . 2008

[3] real-time measurements of a 40 gb/s coherent system. sun han,wu kuang-tsan,roberts kim. optics express . 2008 l