光孤子通信完整版

1、 主要內(nèi)容一一 . .光孤子光孤子二二 . .光孤子通信光孤子通信三三 . .光孤子通信優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用前景光孤子通信優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用前景 光孤子孤子的由來孤子： 這個名詞首先是在物理的流體力學(xué)中提出來的，1834 年，美國科學(xué)家約翰斯科特羅素觀察到這樣一個現(xiàn)象，在一條很窄的河道上，迅速拉動一條船前進(jìn)，當(dāng)船突然停下來大的時候，在船頭形成了一條孤立的水波迅速離開船頭，以14-15千米每小時的速度前進(jìn)，而波的形狀未發(fā)生改變，前進(jìn)了兩三千米才消失，他稱這個波為孤立波。 孤立波在相互碰撞后，仍能保持各自的形狀和速度不變，好像粒子一樣，故人們把孤立波又稱為孤立子，簡稱孤子。 光孤子定義 孤子（Soliton）又稱孤

2、立波又稱孤立波(Solitary wave)(Solitary wave)，是一種特殊形式的超短脈沖，或者說是一種在傳播過是一種特殊形式的超短脈沖，或者說是一種在傳播過程中形狀、幅度和速度都維持不變的脈沖狀行波。有程中形狀、幅度和速度都維持不變的脈沖狀行波。有人把孤子定義為：孤子與其他同類孤立波相遇后，能人把孤子定義為：孤子與其他同類孤立波相遇后，能維持其幅度、形狀和速度不變維持其幅度、形狀和速度不變。 光孤子是經(jīng)光纖長距離傳輸之后，其幅度和波是經(jīng)光纖長距離傳輸之后，其幅度和波形寬度都不變的超短光脈沖（形寬度都不變的超短光脈沖（psps數(shù)量級）。數(shù)量級）。 光孤子形成的原因光孤子形成的原因 光

3、孤子的形成是光纖的色散與非線性效應(yīng)相互平衡的結(jié)果。 色散使經(jīng)過光纖傳輸一定距離后的光信號出現(xiàn)波形展寬的現(xiàn)象。 非線性效應(yīng)在入射光功率較強(qiáng)的條件下，光纖折射率隨光強(qiáng)度變化的現(xiàn)象（這種折射率隨光強(qiáng)變化的特性稱為克爾效應(yīng)）。 課外延展克爾效應(yīng)：指與電場二次方成正比的電感應(yīng)雙折射現(xiàn)象 放在電場中的物質(zhì)，由于其分子受到電力的作用而發(fā)生取向(偏轉(zhuǎn))，呈現(xiàn)各向異性，結(jié)果產(chǎn)生雙折射，即沿兩個不同方向物質(zhì)對光的折射能力有所不同。 這一現(xiàn)象是1875年J.克爾發(fā)現(xiàn)的。后人稱它為克爾效應(yīng)。 光孤子通信 光孤子通信的定義 光孤子通信光孤子通信是利用光孤子作為載體是利用光孤子作為載體的通信方式的通信方式。 光孤子通信系

4、統(tǒng)的構(gòu)成框圖孤子源調(diào)制脈沖源探測EDFAEDFAEDFAEDFA光纖傳輸系統(tǒng)隔離器 光孤子通信系統(tǒng)工作原理 光孤子源產(chǎn)生一系列脈沖寬度很窄的光脈沖（即光孤光孤子源產(chǎn)生一系列脈沖寬度很窄的光脈沖（即光孤子流），作為信息載體進(jìn)入光調(diào)制器，使信息對光孤子流），作為信息載體進(jìn)入光調(diào)制器，使信息對光孤子進(jìn)行調(diào)制。被調(diào)制的光孤子流經(jīng)摻鉺光纖放大器和子進(jìn)行調(diào)制。被調(diào)制的光孤子流經(jīng)摻鉺光纖放大器和光隔離器后，進(jìn)入光纖中傳輸。為克服光纖損耗帶來光隔離器后，進(jìn)入光纖中傳輸。為克服光纖損耗帶來的光孤子減弱，在光纖線路上周期性地插入的光孤子減弱，在光纖線路上周期性地插入EDFAEDFA，向，向光孤子注入能量，以補(bǔ)償光

5、纖傳輸而引起的能量損耗，光孤子注入能量，以補(bǔ)償光纖傳輸而引起的能量損耗，確保光孤子穩(wěn)定傳輸。在接收端，通過光檢測器和解確保光孤子穩(wěn)定傳輸。在接收端，通過光檢測器和解調(diào)裝置，恢復(fù)光孤子所承載的信息。調(diào)裝置，恢復(fù)光孤子所承載的信息。光光孤孤子子通通信信的的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)及及應(yīng)應(yīng)用用前前景景 光孤子通信優(yōu)點(diǎn) 1 1容量大容量大 2 2誤碼率低、抗干擾能力強(qiáng)誤碼率低、抗干擾能力強(qiáng) 3 3可以不用中繼站可以不用中繼站 4 4可以工作于高溫狀態(tài)可以工作于高溫狀態(tài) 5 5可以進(jìn)行波分復(fù)用，提高碼速可以進(jìn)行波分復(fù)用，提高碼速 光孤子通信的發(fā)展 光孤子通信目前仍處于探索和實(shí)驗(yàn)研究階段光孤子通信目前仍處于探索和實(shí)驗(yàn)研究階段 光孤子通信在超長距離、高速、大容量的全光光孤子通信在超長距離、高速、大容量的全光通信中，特別是在海底光通信系