光孤子传输基础及其系统关键技术

　　3．2 系统的关键技术

　　3．2．1 孤子光源

　　光孤子源是实现超高速光孤子通信的基础，应能直接产生具有双曲正割(sech)形式的基阶光孤子。为保持光孤子有效传播而不发生畸变，作为孤子光源的激光器必须具有足够的输出功率，且谱线宽度要尽量的窄。一般要求谱线宽度要在几MHz以下，波长是可调的，最好在1.55mm左右，此波长的光纤损耗最小。孤子激光器尽管种类很多，但应用于通信的激光器必须满足体积小、成本低和寿命长等要求。目前光孤子通信试验系统大多采用体积小、重复频率高的增益开关分布反射（DFB）半导体激光器或锁模半导体激光器作为孤子光源，所输出的脉冲均为高斯形，因而功率较小。但经光纤放大器放大后，仍可获得足够的功率，以至能形成光孤子传输的峰值功率。

　　3．2．2 孤子放大

　　由于光孤损耗的存在，导致了孤子能量的不断减少，使得补偿色散展宽的非线性自相位调制效应减弱和光脉冲的展宽，严重地影响了光孤子的传输距离和容量，因而在光纤通信系统中需要在光纤线路上每隔一定距离对光孤子进行一次放大，而这种放大技术即成了光孤子通信系统传输距离和容量的决定因素。

　　目前所应用的孤子放大技术有两种，一种是分布式光放大技术，最大的特点是可以对光信号直接进行放大，所使用的是受激喇曼散射（SRS）放大器或分布式掺饵光纤放大器（EDFA）。

　　SRS光放大器是利用传输本身的SRS效应来补偿孤子的能量，基本思想是当两个不同频率的光波在同一光纤中传输时，由于光纤的非线性作用，使高频泵浦光波的部分能量传递给低频光孤子光波，使光孤子信号的能量得到补偿。SRS放大的优点是：光纤本身就成为光放大介质，由于是分布式的放大，所以周期性扰动小，只要保证泵浦周期小于8倍的孤子周期，就可保持孤子的稳定传输。但SRS放大器也存在一定的缺点，即SRS放大器的泵浦效率很低，仅0.1dB/mv左右，为达到实用的增益，泵浦功率必须在数百毫瓦功率级，用半导体激光器很难实现，再者，SRS放大器还存在噪声。所以，这个方法距光孤子通信的实用化还有一定的距离。