光孤子通信技术剖析与发展前景

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1、第八届中国光电通信论坛会议论文集光孤子通信技术剖析与发展前景沈雨机唐棣芳(上海交通大学技术学院)摘要：本文主要针对光孤子通信系统及其传输技术。从孤子理论被引入光纤通信传输技术的发展为切入点。引出了光孤子的显著特点以及其作为理想高速长距离全光通信传输技术的优点。简单介绍了光孤子通信系统的基本组成和各器件要求以及几种常见的和有待发展的广孤子传输技术，并着重分析了波分复用光孤子传输技术以及平均色散孤子传输技术。突出了光孤子通信技术作为新一代的高速率，大传输容量的高速光纤通信技术的优势：高容量、长距离、低误码率、抗噪声干扰能力强。此外，还简单概括介

2、绍了国内外光孤子通信技术的现状与未来发展前景。关键词：孤子；光孤子通信系统；光孤子传输技术AnalysisandFutureExpectationsofSolitonCommunicationShenYujiTangDifangIShanghaiJiaoTongUniversity，TechnologyInstitutionJAbstract,Thisarticlemainlyaimsatsolitoncommunication．Thepaperstartswiththedevelopmentofsolitontheoryappliedin

3、tothefieldoffibercommunication，introducesthemainfeaturesofsolitonandtheadvantagesoftheideallong-distanceall—opticalcommunicationtechnologywhichsolitontransmissiontechnologyisapplied，discussesthebasiccompositionsofsolitoncommunicationsystemandrequirementsofitsseveraldevices

4、andsatesthecurrentstatusofseveralcommonandhigh-potentialsolitontransmissiontechnology．FurthermoretthisarticlealsoanalysesWDMandaveragedispersionsolitontransmissiontechniquerespectively．Theadvantagesofsolitontransmissiontechnology，whichisanewgenerationofhigh—speedfibercommu

5、nicationtechnique，areemphasized：largevolume，longdistance，lowbiterrorrateandstrongabilityofresistancetonoise．Inaddition，thispaperalsogeneralizesthecurrentstatusandfutureprospectsinthefieldofsolitoncommunicationtechnologyaroundtheworld．Keywords：soliton；solitoncommunicationsy

6、stem；solitontransmissiontechnique1、引言孤子(Soliton)又称孤立波，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。因此我们也可以形象地把孤子定-206—第八届中国光电通信论坛会议论文集义为：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。1973年，孤立波的观点开始引入到光纤传输中。在频移时，由于折射率的非线性变化与群色散效应相平衡，光脉冲会形成一种基本孤子，在反常色散区稳定传输。由此，逐渐产生了新的电磁理论光孤子理论，从而把通信引向非线性光纤孤子

7、传输系统这一新领域。光孤子(soliton)就是这种能在光纤中传播的长时间保持形态、幅度和速度不变的光脉冲。利用光孤子特性可以实现超长距离、超大容量的光通信。在当今的信息社会中，信息量以指数级增长，而传统的通信技术已不能满足需要，所以发展新一代的高速率，大传输容量的高速光纤通信技术已迫在眉睫。因此光孤子传输技术变成为了高速长距离全光通信的理想方案。2、光孤子的特点及光孤子传输技术的优点2．1光孤子的特点(1)光孤子的脉冲较窄，只有几个ps，这使得其脉冲间隔是其脉宽的10倍，而传输速率则可达10-100Gbit／s。(2)每个光孤子脉冲含10

8、U6个光子，由于其信号能量高，因此可允许适当降低检测器灵敏度来提高响应速度，以达到高速传输检测。此外，在系统分支处只需损耗少量能量就能提供易于检测的低误码信号。而且还可以排除在传