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相干光通信是指充分利用光纤通信的带宽，将无线电数字通信系统中外差检测的相干通信方式应用于光纤通信，在光纤通信系统中采用外差或零差检测方式，显著提高接收灵敏度和选择性。相干光通信充分利用了相干通信方式具有的混频增益、出色的信道选择性及可调性等特点。
在发送端，采用外调制方式将信号调制到光载波上进行传输。当信号光传输到达接收端时，首先与一本振光信号进行相干耦合，然后由平衡接收机进行探测。相干光通信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。前者光信号经光电转换后获得的是中频信号，还需二次解调才能被转换成基带信号。后者光信号经光电转换后被直接转换成基带信号，不用二次解调，但它要求本振光频率与信号光频率严格匹配，并且要求本振光与信号光的相位锁定。
相干光通信充分利用了相干通信方式具有的混频增益、出色的信道选择性及可调性等特点．与IM—DD系统相比，具有以下独特的优点．
1.灵敏度高，中继距离长
相干光通信的一个最主要的优点是相干探测能改善接收机的灵敏度．在相干光通信系统中，经相干混合后的输出光电流的大小与信号光功率和本振光功率的乘积成正比；由于本振光功率远大于信号光功率，从而使接收机的灵敏度大大提高，以致于可以达到探测器的点噪声极限，并因此也增加了光信号的传输距离．
2.选择性好，通信容量大
相干光通信的另一个主要优点是可以提高接收机的选择性，从而可充分利用光纤的低损耗光谱区(1．25～1．6／an)，提高光纤通信系统的信息容量．如利用相干光通信可实现信道间隔小于l～l0GHz的密集频分复用，充分利用了光纤的传输带宽，可实现超高容量的信息传输．
3.可以使用电子学的均衡技术来补偿光纤中光脉冲的色散效应
如将外差检测相干光通信中的中频滤波器的传输函数正好与光纤的传输函数相反，即可降低光纤色散对系统的影响．
4.具有多种调制方式．
在直接检测系统中，只能使用强度调制方式对光波进行调制．而在相干光通信中，除了可以对光波进行幅度调制外，还可以进行频率调制或相位调制，如ASK、FSK、PSK、DPSK、CPFSK等，具有多种调制方式．