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文檔簡介

1、第二十三講 光孤子通信技術(shù),主要內(nèi)容,一、光孤子通信的定義 二、光孤子形成的原因 三、光孤子通信系統(tǒng)的構(gòu)成及工作 原理,光孤子通信的定義,光孤子是經(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（ps數(shù)量級）。 光孤子通信是利用光孤子作為載體的通信方式。,光孤子形成的原因,光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。,非線性效應(yīng),在強(qiáng)光作用下，光纖的n可以表示為 這種折射率隨光強(qiáng)變化的特性稱為克爾效應(yīng)。 設(shè)波長為，光強(qiáng)為 的光脈沖在長度為L的光纖中傳輸，

2、則光強(qiáng)感應(yīng)的折射率變化，由此引起的相位變化為 這種使脈沖不同部位產(chǎn)生不同相移的特性，稱為自相位調(diào)制（SPM）。SPM引起脈沖載波頻率隨時間的變化為 該頻移使脈沖頻率改變分布，在脈沖下降部分，頻率升高，在脈沖上升部分，頻率降低，這種現(xiàn)象即脈沖被線性調(diào)頻或稱為啁啾。,設(shè)已調(diào)波的頻譜較窄，近似單色平面波，則由于克爾效應(yīng)，其傳播常數(shù)為 式中P為光功率。Aeff為有效光纖截面積。將該式0在和P=0附近級數(shù)展開，可得 式中右邊第三項和第四項正好體現(xiàn)的是光纖的色散和非線性效應(yīng)，因此，只要適當(dāng)選擇相關(guān)參數(shù)，使這兩項的絕對值相等，則光纖色散和非線性效應(yīng)便相互抵消，使輸入脈沖寬度保持不變，形成穩(wěn)定的光孤子。,光孤子通信系統(tǒng)的構(gòu)成框圖,孤子源,調(diào)制,脈沖源,探測,EDFA,EDFA,EDFA,EDFA,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EDFA，向光孤子注入能量，以補(bǔ)償光纖傳輸而引起的能量損

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