光孤子传输基础及其系统关键技术

　　表明在实际有损耗光纤中孤子传输时，脉冲幅值依exp(-2Tξ)衰减。根据光孤子绝热特性[3-4]：即基阶孤子面积等于其振幅与脉宽的乘积且恒为常数k，可见脉宽将依k exp(2Tξ)而增宽，但仍保持面积不变。孤子的这个特性启示人们，仅仅简单周期性地给孤子脉冲补充损耗掉的能量，就能使孤子脉冲恢复其原形状，并稳定不变形地传输到无穷远处，而不需像线形系统那样，在每个中继站使光脉冲再生和放大。这正是孤子作为通信的信息携带者的绝妙之处，能够具有较高的传输码率和超远的通信距离。

　　3 光孤子传输系统及其关键技术

　　3.1 光孤子传输系统

　　将光孤子作为信息载波可实现光纤孤子通信，其传输系统如图3所示。

　　该系统由五个基本功能单元组成：（1）光孤子发送终端（TX）；（2）光孤子接收终端（RX）；（3）光孤子传输光纤（STF）；（4）光孤子能量补偿放大器（OA～Oan）；（5）光孤子传输控制装置（TCS）。图中的SS为光孤子源，mod为光调制器，TS为实验设备。

　　系统中的TX由超短脉冲半导体或饵光纤激光器、光调制器、信息源和光纤功率放大器所构成，用于产生光孤子脉冲信号；RX由宽带光接收机或频谱分析仪、误码仪与条纹相机所构成，用于测试系统传输特性或通信能力；STF由普通单模光纤或色散位移光纤（DSF）构成；OA～Oan由掺饵光纤放大器（EDFA）或半导体光放大器所组成，亦可由传输光纤本身的受激喇曼放大（SRA）或在传输光纤中掺入衡土饵元素构成的分布式饵光纤放大（DEDFA）系统来组成；TCS由导频滤波器、强度或相位光调制器、非线性元件和色散补偿光纤等组成，设置在沿传输系统不同的区域，用于克服或降低由放大器所带来的自发射（ASE）噪声和相邻孤子相互作用等对孤子通信容量的限制，提高孤子传输特性的稳定性。其中孤子光源、孤子放大以及对ASE噪声控制技术的选择已成为光孤子传输系统中核心的技术问题。