1.1 研究目的及意义

在信息量爆炸性增长的今天，社会对相干光通信技术需求非常强烈。这特别表现在大容量星间、星地信息传输技术需求方面。在目前仍大量使用微波通信手段的同时，人们迫切需求大容量通信技术的出现。在这种情况下，新兴的激光通信技术就应用在了卫星通信中。早期的卫星激光通信系统都采用非相干通信方式达到了中低速通信的要求，但系统的发射功率和接收机的灵敏度限制了通信速率的进一步提高。而相干光通信却在长距离、高速率通信方面具有很大的优势，成为未来激光通信的主要手段。

相干光通信系统相对于其他非相干通信系统有许多特点：

（1）相干光通信系统可以大幅度提高光接收机灵敏度，延长中继距离。只要对中频信号起重要作用的本振光功率适当，就会使中频信号较强，从而使相干光通信的接收灵敏度比强度调制系统高约10~20dB，这将大大延长中继距离，减少中继设备，从而节约工程费用。

（2）相干光通信系统具有更高的频率选择性。它的选择性决定了光电转换后的电子学滤波系统的频率选择性。其精度相当高，技术非常完善。而非相干系统的频率选择性要受选择性很粗糙的光学滤波器的限 制。这表明在相干系统中，可容纳更多的通道或连接更多的用户这种性能是网络结构中非常重要的。

（3）相干系统中的光电转换之后的电子学处理可以对光纤色散进行有效的补偿，色散是限制传输信息速度的重要因素，因此利用相干光通信系统可获得更高的信息速率。

（4）相干系统具有更强的保密性，这在军事等特殊应用领域有不可替代的作用。

目前的光纤通信系统，无论是准同步数字系列(PDH)光纤系统，还是同步数字系列(SDH)光纤系统，其通信方式均采用光强度调制．直接检测(IM／DD)的方式。“强度调制”是指在发送端，用电的脉冲信号来控制光源，使其按照信号的强 弱发光或者不发光；“直接检测”是指在接收端用光电检测器直接检测光的有无， 再转化为电信号。从本质上说，PDH和SDH系统均属于一种噪声载波通信系统，所以又被称为常规光纤通信系统。常规光纤通信系统与电通信系统相比具有高带 宽、低损耗和防干扰等优点。

为了在光纤通信系统中进一步延长通信距离，提高通信传输容量，可以利用无线电通信中使用的外差接收技术，即相干光通信系统。它与目前普遍采用的光强度调制方式的不同之处在于：使用相干光源(同频、同相、同偏振方向的光)； 采用外差检测技术，且采用振幅键控制(ASK)、频移键控制(FSK)、相移键控制(PSK)和差分相移控制(DPS）目等先进的调制方式,相干光通信系统的发射机研究将对相干光通信系统发射机发展的技术特点、基本需求与发展途径进行拓展，并对其性能特征、概念进行系统的介绍。

1.2 国内外研究现状