光纖通信系統(tǒng)中光孤子傳輸特性研究.pdf

1、光孤子是利用光纖非線性效應(yīng)引起的光脈沖壓縮與群速度色散引起的光脈沖展寬相平衡形成的，在光纖反常色散區(qū)光孤子脈沖能夠?qū)崿F(xiàn)高容量無畸變長(zhǎng)距離傳輸，成為新型全光通信技術(shù)，是未來最有發(fā)展前景的通信方式。和傳統(tǒng)光纖通信方式相比，光孤子通信擺脫了束縛傳輸速度的電子中繼設(shè)備，因?yàn)殡娮又欣^器要對(duì)接收到的光信號(hào)進(jìn)行整形、放大、誤碼糾正后再重新發(fā)射出去，該過程要經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換，速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上全光信號(hào)的傳輸速度。光孤子全光通信不僅可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離高速傳輸，而且，

2、在對(duì)光纖損耗進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償?shù)那疤嵯拢€能夠減小色散，增加帶寬，大幅度地提高傳輸容量，徹底解決傳統(tǒng)光纖通信中出現(xiàn)的低速問題。另外，全光通信中由于沒有電子設(shè)備，可以在某些特殊環(huán)境下工作，不受溫度和液體環(huán)境的影響，使應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，因此，利用光孤子傳輸信息的光纖通信系統(tǒng)將在長(zhǎng)距離、超大容量等方面突顯自身的優(yōu)勢(shì)，必將在新一代通信技術(shù)研究與商用上發(fā)揮巨大的推動(dòng)作用。
　　 當(dāng)前光孤子通信系統(tǒng)中，隨著光波分復(fù)用技術(shù)實(shí)用化進(jìn)程的加快，對(duì)傳輸容

3、量的要求也越來越高，光纖損耗、光纖非線性、初始啁啾、偏振模色散等因素的影響逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。本文對(duì)光纖傳輸特性以及影響光孤子傳輸性能的因素進(jìn)行了較為全面的分析和研究，并在光孤子脈沖在光纖中的傳輸滿足非線性薛定諤方程（Norlinear Schrodinger Equation，簡(jiǎn)稱NLS)的理論基礎(chǔ)上，數(shù)值模擬了初始啁啾對(duì)光孤子系統(tǒng)傳輸性能的影響, 結(jié)果表明，孤子脈沖在光纖中傳輸受初始啁啾和二階色散系數(shù)的共同影響，即當(dāng)時(shí)，啁啾孤子

4、脈沖單調(diào)展寬的速度比非啁啾脈沖的要快；當(dāng)時(shí)，在傳輸?shù)某跏茧A段，脈沖出現(xiàn)短暫的壓縮過程，并隨傳輸距離的增加，因色散起主要作用而迅速展寬。此外還研究了偏振模色散對(duì)光孤子傳輸特性的影響。由于光孤子的產(chǎn)生是由于非線性效應(yīng)與二階GVD相平衡的結(jié)果，因而偏振模色散（Polarization Mode Dispersion，PMD）的出現(xiàn)會(huì)使兩個(gè)偏振分量間產(chǎn)生時(shí)延差，原來的平衡被破壞，峰值隨距離發(fā)生了漂移，在孤子脈沖尾部形成色散波，導(dǎo)致孤子脈沖發(fā)生展