光通信技術在潛艇武器系統中的應用
加入技術交流群
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)來表示。工程上光接收機的靈敏度常用光功率相對值來表示，單位是分貝毫瓦(dBm)。二者的推算關系為：
(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，系統的誤碼率BER10-9，能可靠地工作。當入射光功率小于Pmin時，誤碼率較大，不能正常工作?？梢娔骋还饨邮諜C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)接收機的動態范圍
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。這個范圍用D表示，一般在工程上用二者(用dBm描述)之差來表示。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動態范圍，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。低于這個動態范圍的下限(即靈敏度)，將產生過大的誤碼；高于這個動態范圍的上限，在判決時亦將造成過大的誤碼。顯然一部好的光接收機應有較寬的動態范圍。
2．3 光通信系統實現中需關注的幾個方面
1)工作波長的確定
長距離大容量的系統，則選用長波長的傳輸窗口，即1 310 nm和1 550 nm，因為這兩個波長區具有較低的損耗和色散。另外還要注意所選用的波長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應用，可以用多模光纖。但長波長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，LED與單模光纖的耦合率最低，所以LED一般適合于多模光纖，但近年來的1 310 nm的邊發光二極管與單模光纖的耦合取得了進展。另外，對于傳輸距離為數百米的系統，可以用塑料光纖配以LED。
3)光檢測器的選擇
選擇光檢測器需要看系統在滿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耦合進光纖中的光功率比LED高出10 dB～15 dB，因此會有更大的無中繼傳輸距離。但是LD的價格比較昂貴，發送電路復雜，并需要自動功率和溫度控制電路。而LED價格便宜，線性好，對溫度不敏感，線路簡單。本文引用地址：http://www.104case.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鍵技術
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。可以看出衰減小的窗口，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而引起的光纖導線的較大形變，會對信號的可靠傳輸產生較大影響，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的使用壽命，這就對關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鍵部件――光纖連接器，要求其有較長的使用壽命和較小的插入損耗，這也是急需解決的一項關鍵技術。
4)大動態范圍的可靠通信技術
由于武器在水中高速運動，隨著運動速度和海洋環境的變化，有可能對信號的傳輸產生較大的影響，這就對在較大動態范圍下的信號傳輸提出了非常高的要求。
5)快速運動中的放線技術
利用武器運動過程中的拉力來實現光纖放線，可能導致光纖形變，帶來通信可靠性降低的問題。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)改變放線方式，減小放線過程中的拉力。
4 結論
隨著關鍵技術的逐步解決，光纖通信技術在潛艇武器系統中應用將成為現實，且優越性將更加明顯?？梢灶A見在不久的將來，光纖通信技術在潛艇武器系統中將有更大的應用前景，同時由于潛艇武器系統采用光纖通信技術，其各方面的性能指標也將會有一個較大的提高。
評論