让光携带声音和数字信号的方法

对光进行调制就可以让光携带声音和数字信号。何谓光调制？用快速上下移动快门，使光波间断通过遮光板的孔洞，就可实现光的脉冲调制，如图7-10a所示。

在无线电广播和通信系统中，调制是用数字或模拟信号改变电载波的幅度、频率或相位的过程。改变载波的幅度调制叫非相干调制，而改变载波的频率或相位调制叫相干调制。调幅收音机是非相干调制，而调频收音机是相干调制。与无线电通信类似。

在光通信系统中，也有非相干调制和相干调制。非相干调制有直接调制和外调制两种，前者是信息信号直接调制光源的输出光强，后者是信息信号通过外调制器对连续输出光的幅度或相位或偏振进行调制。

激光器发出的光波是一种平面电磁波，式（1-1）描述沿z方向传输的电场，也可以写成

如图7-10b所示，这里E₀（t）是以光频f（t）振荡的光波电场振幅包络，φ（t）是它的相位。从原理上讲，不论改变这三个参数中的哪一个，都可以实现调制。改变E₀（t）的调制是幅度调制，如图7-10c和图7-10d所示；改变f（t）的调制是频率调制，如图7-10f所示；改变φ（t）的调制是相位调制，如图7-10g所示。另外还有一种调制，那就是改变光的偏振方向，如图7-10e所示。(www.xing528.com)

图7-10 光的各种调制方式

a）脉冲调制 b）光波的振荡波形 c）幅度调制 d）脉冲调制 e）偏振调制 f）频率调制 g）相位调制

早期，所有实用化的光纤系统都是采用非相干的强度调制——直接检测（IM/DD）方式，这类系统成熟，简单，成本低，性能优良，已经在电信网中获得广泛的应用。然而，这种IM/DD方式没有利用光载波的相位和频率信息，从而限制了其性能的进一步改进和提高。近年来，调制信号相位的正交相移键控（DQPSK）和既利用信号偏振又调制信号相位的偏振复用差分正交相移键控（PM-DQPSK）受到人们的高度重视，进行了深入的研究，并在40Gbit/s系统中得到了应用。

IM/DD方式是用电信号直接调制光载波的强度，在接收端，光信号被光敏二极管直接探测，从而恢复发射端的电信号。直接强度调制有模拟和数字强度调制，以及副载波调制（SCM）。副载波调制是首先用输入信号对高频电磁波（相对于光载波是副载波）进行调制，然后再用该副载波对光波进行二次调制，如图7-11b所示。副载波又有模拟和数字之分，有时将副载波调制简称为载波调制。