1、光孤子通信技术 主要内容一一.光孤子光孤子二二.光孤子通信光孤子通信三三.光孤子通信优点及应用前景光孤子通信优点及应用前景 光孤子孤子的由来孤子：这个名词首先是在物理的流体力学中提出来的，1834 年，美国科学家约翰斯科特罗素观察到这样一个现象，在一条很窄的河道上，迅速拉动一条船前进，当船突然停下来大的时候，在船头形成了一条孤立的水波迅速离开船头，以14-15千米每小时的速度前进，而波的形状未发生改变，前进了两三千米才消失，他称这个波为孤立波。孤立波在相互碰撞后，仍能保持各自的形状和速度不变，好像粒子一样，故人们把孤立波又称为孤立子，简称孤子。光孤子定义 孤子（Soliton）又称孤立波又称孤
2、立波(Solitary wave)(Solitary wave)，是一种特殊形式的超短脉冲，或者说是一种在传播过是一种特殊形式的超短脉冲，或者说是一种在传播过程中形状、幅度和速度都维持不变的脉冲状行波。有程中形状、幅度和速度都维持不变的脉冲状行波。有人把孤子定义为：孤子与其他同类孤立波相遇后，能人把孤子定义为：孤子与其他同类孤立波相遇后，能维持其幅度、形状和速度不变维持其幅度、形状和速度不变。光孤子是经光纤长距离传输之后，其幅度和波是经光纤长距离传输之后，其幅度和波形宽度都不变的超短光脉冲（形宽度都不变的超短光脉冲（psps数量级）。数量级）。光孤子形成的原因光孤子形成的原因 光孤子的形成是光
3、纤的色散与非线性效应相互平衡的结果。色散使经过光纤传输一定距离后的光信号出现波形展宽的现象。非线性效应在入射光功率较强的条件下，光纤折射率随光强度变化的现象（这种折射率随光强变化的特性称为克尔效应）。课外延展克尔效应：指与电场二次方成正比的电感应双折射现象 放在电场中的物质，由于其分子受到电力的作用而发生取向(偏转)，呈现各向异性，结果产生双折射，即沿两个不同方向物质对光的折射能力有所不同。这一现象是1875年J.克尔发现的。后人称它为克尔效应。光孤子通信 光孤子通信的定义 光孤子通信光孤子通信是利用光孤子作为载体是利用光孤子作为载体的通信方式的通信方式。光孤子通信系统的构成框图孤子源调制脉冲
4、源探测EDFAEDFAEDFAEDFA光纤传输系统隔离器 光孤子通信系统工作原理 光孤子源产生一系列脉冲宽度很窄的光脉冲（即光孤光孤子源产生一系列脉冲宽度很窄的光脉冲（即光孤子流），作为信息载体进入光调制器，使信息对光孤子流），作为信息载体进入光调制器，使信息对光孤子进行调制。被调制的光孤子流经掺铒光纤放大器和子进行调制。被调制的光孤子流经掺铒光纤放大器和光隔离器后，进入光纤中传输。为克服光纤损耗带来光隔离器后，进入光纤中传输。为克服光纤损耗带来的光孤子减弱，在光纤线路上周期性地插入的光孤子减弱，在光纤线路上周期性地插入EDFAEDFA，向向光孤子注入能量，以补偿光纤传输而引起的能量损耗，光孤
5、子注入能量，以补偿光纤传输而引起的能量损耗，确保光孤子稳定传输。在接收端，通过光检测器和解确保光孤子稳定传输。在接收端，通过光检测器和解调装置，恢复光孤子所承载的信息。调装置，恢复光孤子所承载的信息。光光孤孤子子通通信信的的优优点点及及应应用用前前景景 光孤子通信优点 1 1容量大容量大 2 2误码率低、抗干扰能力强误码率低、抗干扰能力强 3 3可以不用中继站可以不用中继站 4 4可以工作于高温状态可以工作于高温状态 5 5可以进行波分复用，提高码速可以进行波分复用，提高码速 光孤子通信的发展 光孤子通信目前仍处于探索和实验研究阶段光孤子通信目前仍处于探索和实验研究阶段 光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中，特别是在海底光通信系统中。有着极通信中，特别是在海底光通信系统中。有着极大的发展前景大的发展前景T TH HA AN NK K Y YO OU U !光孤子组
