光孤子通信技术ppt课件教学教程.ppt

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1、第二十四讲 光孤子通信技术 主要内容一、光孤子通信的定义二、光孤子形成的原因三、光孤子通信系统的构成及工作原理 光孤子通信的定义光孤子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（ps数量级）。光孤子通信是利用光孤子作为载体的通信方式。光孤子形成的原因光孤子的形成是光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。非线性效应在强光作用下，光纤的n可以表示为这种折射率随光强变化的特性称为克尔效应。设波长为，光强为 的光脉冲在长度为L的光纤中传输，则光强感应的折射率变化，由此

2、引起的相位变化为这种使脉冲不同部位产生不同相移的特性，称为自相位调制（SPM）。SPM引起脉冲载波频率随时间的变化为该频移使脉冲频率改变分布，在脉冲下降部分，频率升高，在脉冲上升部分，频率降低，这种现象即脉冲被线性调频或称为啁啾。设已调波的频谱较窄，近似单色平面波，则由于克尔效应，其传播常数为式中P为光功率。Aeff为有效光纤截面积。将该式0在和P=0附近级数展开，可得式中右边第三项和第四项正好体现的是光纤的色散和非线性效应，因此，只要适当选择相关参数，使这两项的绝对值相等，则光纤色散和非线性效应便相互抵消，使输入脉冲宽度保持不变，形成稳定的光孤子。光孤子通信系统的构成框图孤子源调制脉冲源探测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EDFA，向光孤子注入能量，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，通过光检测器和解调装置，恢复光孤子所承载的信息。