本實(shí)用新型涉及一種光傳輸系統(tǒng)，尤其涉及一種非線性光孤子通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

光纖通信系統(tǒng)因其信道容量大、傳輸速率高、傳輸距離不受限而備受青睞。但是，對于常規(guī)的線性光纖通信系統(tǒng)而言，限制其傳輸容量和距離的主要因素是光纖的損耗和色散。光脈沖在光纖中傳輸時(shí)有光損耗，使得光能量不斷衰減，因而傳輸?shù)木嚯x有限。為了實(shí)現(xiàn)長距離光纖通信，就得在一定的距離上建造中繼站，以便把衰減的光信號脈沖反復(fù)增強(qiáng)。中繼站是由檢測器、調(diào)制器和激光器所組成的光電組合系統(tǒng)，信息量高速率傳輸時(shí)，檢測器和強(qiáng)度調(diào)制器已受到電子響應(yīng)時(shí)間的限制。另外中繼站的昂貴造價(jià)也限制了傳輸速率的進(jìn)一步提高。

光纖還存在色散效應(yīng)，由于任一光脈沖都是由不同頻率分量組合而成，不同頻率分量的傳播速度不同，這就使得脈沖在傳輸過程中發(fā)生形變。在光纖的正常色散區(qū)域和反常色散區(qū)域中，光脈沖傳輸?shù)奶匦允遣煌模诠饫w的正常色散區(qū)域中，光脈沖的較高頻率分量比較低頻率分量紅移傳輸速度慢，而在光纖的反常色散區(qū)域中的情況卻相反。盡管光脈沖在光纖的正常色散區(qū)域和反常色散區(qū)域中的傳輸特性不同，但群速度色散效應(yīng)的最終結(jié)果都是導(dǎo)致脈沖展寬。如何在高速率長距離的情況下，克服光纖的衰耗和色散瓶頸，限制光纖通信高速率、長距離傳輸應(yīng)用，保證高速率、長距離傳輸信號的質(zhì)量已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種非線性光孤子通信系統(tǒng)，該非線性光孤子通信系統(tǒng)信道容量大、傳輸速率高，不需要中繼站，用光放大器來代替光電子中繼器，在光信號傳輸過程中，以光放大來補(bǔ)償能量，同時(shí)也減少了“接力”中損耗。光孤子在傳輸時(shí)，非線性效應(yīng)和光纖色散相互平衡，從而保持光脈沖傳輸過程中形狀不變，減少了由于色散引起的損耗，可實(shí)現(xiàn)超長距離、超大容量的光通信。同時(shí)造價(jià)成本大為也降低。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種非線性光孤子通信系統(tǒng)，包括依次串聯(lián)連接的光孤子源、調(diào)制器、第一耦合器、第一光放大器、光纖傳輸單元、自相關(guān)儀和解調(diào)器，位于第一耦合器和自相關(guān)儀之間的光纖傳輸單元進(jìn)一步包括依次串聯(lián)連接的第二光放大器、第二耦合器、第一增益光纖、第三光放大器和第二增益光纖，此第一增益光纖和第二增益光纖均進(jìn)一步包括位于中心的增益介質(zhì)纖芯，此增益介質(zhì)纖芯由內(nèi)向外依次包覆有玻璃隔離層、熒光材料層和外包層；

一信號源連接到所述調(diào)制器，此調(diào)制器將來自信號源的信號加載到來自光孤子源的光孤子脈沖上形成含有信號的光孤子脈沖；

所述第一光放大器的一個(gè)輸入端接收來自第一耦合器的含有信號的光孤子脈沖，此第一光放大器的另一個(gè)輸入端連接有泵浦源，用于接收來自泵浦源的泵浦光；

所述自相關(guān)儀用于比較光纖輸入與輸出光脈沖的寬度，并根據(jù)比較結(jié)果判斷光孤子傳輸是否成功；所述解調(diào)器用于從含有信號的光孤子脈沖中提取出原信號。

上述技術(shù)方案中進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案如下：

1. 上述方案中，所述泵浦源發(fā)出的泵浦光波長為980nm或者1480nm。

2. 上述方案中，一功率計(jì)連接到所述第二耦合器，用于檢測傳輸中光孤子脈沖功率。

3. 上述方案中，所述纖芯直徑為20~25μm。

4. 上述方案中，所述玻璃隔離層、熒光材料層和外包層均為厚度為30~60μm。

由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型非線性光孤子通信系統(tǒng)，其信道容量大、傳輸速率高，不需要中繼站，減少了“接力”中損耗，光纖孤子在傳輸時(shí)，非線性效應(yīng)抵消了色散，光脈沖寬度不會(huì)明顯加寬，減少了由于色散引起的損耗，可實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離的通信；光孤子脈沖的脈寬很窄，而且重復(fù)率高，在傳輸過程中又無畸變，因此，光纖通信是傳輸速度超過10 Gb/s的最佳選擇；由于光孤子脈沖的脈寬很窄，因此可以同時(shí)傳輸頻率非常接近的多路信息；其次，其第一增益光纖和第二增益光纖均進(jìn)一步包括位于中心的增益介質(zhì)纖芯，此增益介質(zhì)纖芯由內(nèi)向外依次包覆有玻璃隔離層、熒光材料層和外包層，減少自相位調(diào)制引起的光譜展寬，從而保證了輸出光脈沖光譜質(zhì)量，使其光脈沖光波長光譜范圍控制在預(yù)定范圍以內(nèi)，進(jìn)一步降低了損耗，提高了通信的傳輸距離和容量。

附圖說明

附圖1為本實(shí)用新型非線性光孤子通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2為附圖1中增益光纖結(jié)構(gòu)示意圖。

以上附圖中：1、光孤子源；2、調(diào)制器；3、第一耦合器；4、第一光放大器；5、光纖傳輸單元；6、自相關(guān)儀；7、解調(diào)器；8、第二光放大器；9、第二耦合器；10、第一增益光纖；11、第三光放大器；12、第二增益光纖；13、增益介質(zhì)纖芯；14、玻璃隔離層；15、信號源；16、泵浦源；17、功率計(jì)；18、熒光材料層；19、外包層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述：

實(shí)施例1：一種非線性光孤子通信系統(tǒng)，包括依次串聯(lián)連接的光孤子源1、調(diào)制器2、第一耦合器3、第一光放大器4、光纖傳輸單元5、自相關(guān)儀6和解調(diào)器7，位于第一耦合器3和自相關(guān)儀6之間的光纖傳輸單元5進(jìn)一步包括依次串聯(lián)連接的第二光放大器8、第二耦合器9、第一增益光纖10、第三光放大器11和第二增益光纖12，此第一增益光纖10和第二增益光纖12均進(jìn)一步包括位于中心的增益介質(zhì)纖芯13，此增益介質(zhì)纖芯13由內(nèi)向外依次包覆有玻璃隔離層14、熒光材料層18和外包層19；

一信號源15連接到所述調(diào)制器2，此調(diào)制器2將來自信號源15的信號加載到來自光孤子源1的光孤子脈沖上形成含有信號的光孤子脈沖；

所述第一光放大器4的一個(gè)輸入端接收來自第一耦合器3的含有信號的光孤子脈沖，此第一光放大器4的另一個(gè)輸入端連接有泵浦源16，用于接收來自泵浦源16的泵浦光；

所述自相關(guān)儀6用于比較光纖輸入與輸出光脈沖的寬度，并根據(jù)比較結(jié)果判斷光孤子傳輸是否成功；所述解調(diào)器7用于從含有信號的光孤子脈沖中提取出原信號。

一功率計(jì)17連接到所述第二耦合器9，用于檢測傳輸中光孤子脈沖功率。

上述纖芯13直徑為20μm；上述玻璃隔離層14、熒光材料層18和外包層19均為厚度為45μm。

實(shí)施例2：一種非線性光孤子通信系統(tǒng)，包括依次串聯(lián)連接的光孤子源1、調(diào)制器2、第一耦合器3、第一光放大器4、光纖傳輸單元5、自相關(guān)儀6和解調(diào)器7，位于第一耦合器3和自相關(guān)儀6之間的光纖傳輸單元5進(jìn)一步包括依次串聯(lián)連接的第二光放大器8、第二耦合器9、第一增益光纖10、第三光放大器11和第二增益光纖12，此第一增益光纖10和第二增益光纖12均進(jìn)一步包括位于中心的增益介質(zhì)纖芯13，此增益介質(zhì)纖芯13由內(nèi)向外依次包覆有玻璃隔離層14、熒光材料層18和外包層19；

一信號源15連接到所述調(diào)制器2，此調(diào)制器2將來自信號源15的信號加載到來自光孤子源1的光孤子脈沖上形成含有信號的光孤子脈沖；

所述第一光放大器4的一個(gè)輸入端接收來自第一耦合器3的含有信號的光孤子脈沖，此第一光放大器4的另一個(gè)輸入端連接有泵浦源16，用于接收來自泵浦源16的泵浦光；

所述自相關(guān)儀6用于比較光纖輸入與輸出光脈沖的寬度，并根據(jù)比較結(jié)果判斷光孤子傳輸是否成功；所述解調(diào)器7用于從含有信號的光孤子脈沖中提取出原信號。

上述泵浦源16發(fā)出的泵浦光波長為1480nm。

一功率計(jì)17連接到所述第二耦合器9，用于檢測傳輸中光孤子脈沖功率。

上述纖芯13直徑為25μm；上述玻璃隔離層14厚度為38μm；上述熒光材料層18厚度為50μm；上述外包層19均為厚度為50μm。

采用上述非線性光孤子通信系統(tǒng)時(shí)，其信道容量大、傳輸速率高，不需要中繼站，減少了“接力”中損耗，光纖孤子在傳輸時(shí)，非線性效應(yīng)抵消了色散，光脈沖寬度不會(huì)明顯加寬，減少了由于色散引起的損耗，可實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離的通信；光孤子脈沖的脈寬很窄，而且重復(fù)率高，在傳輸過程中又無畸變，因此，光纖通信是傳輸速度超過10 Gb/s的最佳選擇；由于光孤子脈沖的脈寬很窄，因此可以同時(shí)傳輸頻率非常接近的多路信息。

上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。