光通信技術(shù)在潛艇武器系統中的應用
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3)光譜特性
對于高速光纖通信系統，光源的光譜特性成為制約系統性能的至關(guān)重要的參數指標，它影響了系統的色散性能，需要仔細考慮。
4)接收機的靈敏度
用滿(mǎn)足給定的誤碼率(如10-9)指標條件下可靠工作所需要的最小平均光功率pmin(mw)來(lái)表示。工程上光接收機的靈敏度常用光功率相對值來(lái)表示，單位是分貝毫瓦(dBm)。二者的推算關(guān)系為：
(2)式中：Pmin單位為W，S的單位即為dBm。當入射光功率P大于Pmin時(shí)，系統的誤碼率BER10-9，能可靠地工作。當入射光功率小于Pmin時(shí)，誤碼率較大，不能正常工作?？梢?jiàn)某一光接收機能在最低的入射功率下，達到同樣的指標，該接收機靈敏度就比較高。
5)接收機的動(dòng)態(tài)范圍
是在保證系統的誤碼率指標要求下，光接收機最低輸入光功率Pmin和最大允許光功率Pmax的變化范圍。這個(gè)范圍用D表示，一般在工程上用二者(用dBm描述)之差來(lái)表示。其表示了光接收機對信號的適應能力，數值越大越好。
(3)之所以要求光接收機有一個(gè)動(dòng)態(tài)范圍，是因為光接收機的輸入信號不是固定不變的，為了保證系統正常工作，光接收機必須具備適應輸入信號在一定范圍內變化的能力。低于這個(gè)動(dòng)態(tài)范圍的下限(即靈敏度)，將產(chǎn)生過(guò)大的誤碼；高于這個(gè)動(dòng)態(tài)范圍的上限，在判決時(shí)亦將造成過(guò)大的誤碼。顯然一部好的光接收機應有較寬的動(dòng)態(tài)范圍。
2．3 光通信系統實(shí)現中需關(guān)注的幾個(gè)方面
1)工作波長(cháng)的確定
長(cháng)距離大容量的系統，則選用長(cháng)波長(cháng)的傳輸窗口，即1 310 nm和1 550 nm，因為這兩個(gè)波長(cháng)區具有較低的損耗和色散。另外還要注意所選用的波長(cháng)具有可供選擇的相對器件。
2)光纖的選擇
光纖有單模和多模光纖，每種都有階躍的和漸變折射率的纖芯分布。對于短距離傳輸和短波長(cháng)應用，可以用多模光纖。但長(cháng)波長(cháng)傳輸一般使用單模光纖。目前可以選用的單模光纖有G．652,G．653，G．654，G．655等。G．652對1 310 nm波段是最佳選擇，G653只適用于1 550 nm波段，對于WDM系統，G．655和大有效面積光纖是最合適。另外，光纖的選擇也與光源有關(guān)，LED與單模光纖的耦合率最低，所以L(fǎng)ED一般適合于多模光纖，但近年來(lái)的1 310 nm的邊發(fā)光二極管與單模光纖的耦合取得了進(jìn)展。另外，對于傳輸距離為數百米的系統，可以用塑料光纖配以L(fǎng)ED。
3)光檢測器的選擇
選擇光檢測器需要看系統在滿(mǎn)足特定誤碼率的情況下所需的最小接收光功率，即接收機的靈敏度，此外還要考慮檢測器的可靠性、成本和復雜程度。PIN比APD結構簡(jiǎn)單，溫度特性更穩定，成本低廉。正常情況下，PIN的偏置電壓低于5 V。但是若要檢測極其微弱的信號，還需要靈敏度較高的APD或PIN-PET等。
4)光源的選擇
選擇LED還是LD，需要考慮一些系統參數，比如色散、誤碼率、傳輸距離和成本等。LED輸出頻譜的譜寬比LD寬得多，這樣引起的色散較大，使得LED的傳輸容量(碼速距離積)較低，限制在2 500 Mb?s-1?km以下(1 310 nm)；而LD的譜線(xiàn)較窄，傳輸容量可達500 Gb?s-1?km以下(1 550 nm)。典型情況下，LD耦合進(jìn)光纖中的光功率比LED高出10 dB～15 dB，因此會(huì )有更大的無(wú)中繼傳輸距離。但是LD的價(jià)格比較昂貴，發(fā)送電路復雜，并需要自動(dòng)功率和溫度控制電路。而LED價(jià)格便宜，線(xiàn)性好，對溫度不敏感，線(xiàn)路簡(jiǎn)單。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/157741.htm
3 潛艇武器系統中的光纖通信系統還需解決的關(guān)鍵技術(shù)
1)低衰耗色散小的光纖的研制
眾所周知，光纖傳輸系統一般采用1 310 nm和1 550 nm窗口作為傳輸信號。對于一般光纖1 310 nm典型值為：窗口的衰減為0．3 dB／km～0．4 dB／km，色散系數為Ops／nm-km～3．5 ps／nm-km；1 550 nm窗口的衰減為0．19 dB／km～0．25 dB／km，色散系數為15 ps／nm-km～20 ps／nm-km?？梢钥闯鏊p小的窗口，色散系數大，衰減大的窗口，色散系數小，因此研制出一種低色散、衰減小的光纖是非常必要的。
2)提高光纖的抗形變能力
由于武器的高速運動(dòng)而引起的光纖導線(xiàn)的較大形變，會(huì )對信號的可靠傳輸產(chǎn)生較大影響，故在工程應用中需要光纖有較強的抗形變能力。
3)提高光連接器的使用壽命，減小插入損耗
因為潛艇裝備都具有較高的使用頻率和較長(cháng)的使用壽命，這就對關(guān)鍵設備的穩定性和可靠性提出了非常高的要求。對于光纖通信系統的關(guān)鍵部件――光纖連接器，要求其有較長(cháng)的使用壽命和較小的插入損耗，這也是急需解決的一項關(guān)鍵技術(shù)。
4)大動(dòng)態(tài)范圍的可靠通信技術(shù)
由于武器在水中高速運動(dòng)，隨著(zhù)運動(dòng)速度和海洋環(huán)境的變化，有可能對信號的傳輸產(chǎn)生較大的影響，這就對在較大動(dòng)態(tài)范圍下的信號傳輸提出了非常高的要求。
5)快速運動(dòng)中的放線(xiàn)技術(shù)
利用武器運動(dòng)過(guò)程中的拉力來(lái)實(shí)現光纖放線(xiàn)，可能導致光纖形變，帶來(lái)通信可靠性降低的問(wèn)題。解決方法有：a)采用抗形變光纖，即對形變不敏感的光纖；b)在光纖外增加一層保護層，減少拉力對光纖形變的影響；c)改變放線(xiàn)方式，減小放線(xiàn)過(guò)程中的拉力。
4 結論
隨著(zhù)關(guān)鍵技術(shù)的逐步解決，光纖通信技術(shù)在潛艇武器系統中應用將成為現實(shí)，且優(yōu)越性將更加明顯?？梢灶A見(jiàn)在不久的將來(lái)，光纖通信技術(shù)在潛艇武器系統中將有更大的應用前景，同時(shí)由于潛艇武器系統采用光纖通信技術(shù)，其各方面的性能指標也將會(huì )有一個(gè)較大的提高。
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