OptiSystem仿真模型案例 - 图文

图7.3 入纤前光脉冲的波形图

图7.4 经过10km后的脉冲波形图

图7.5 经过色散补偿器的光脉冲波形 可见，模拟出的结果和我们经计算预期的结果相当一致，这也为我们对提供的色散补偿元件的性能做了很好的性能测试和模拟。

8 孤子和孤子系统（Soliton Systems）

8.1 孤子和孤子系统简介

长久以来，光纤的损耗和色散是制约光通讯系统中继距离的主要因素，特别是对码率在1Gb/s以上的传输系统，由于光纤固有色散的影响，使得所接收的光信号中存在脉冲展宽现象，严重的限制了系统的传输距离。而光孤子技术的产生就是为了解决这个难题。

8.1.1 光孤子

光孤子是一种可长距离、无畸变传输的光脉冲，即使两波相互碰撞，也能保持彼此相对对立、互不影响。由于其形成的机理并不是这里需要介绍的重点，我们并不做详细介绍。而吸引光通讯工作者的原因在于，即使存在光纤色散的情况下，光孤子也能保持其宽度不变。当然，当存在光损耗时，由于光孤子峰值功率的减少，从而削弱了抵消群速度色散所引起的非线性影响。为了克服光纤损耗的影响，可以使用放大器对光孤子周期性放大，以变恢复其最初的宽度和峰值功率。

8.2 孤子模型设计案例：光孤子的相互作用

8.2.1 设计目的

通过本实例的设计分析，我们对粒子形式的光孤子的相互作用模型的模拟分析来了解光孤子的一些特性。

8.2.2 原理简介

由于非线性中的自相位调制（SPM）和色散效应间的平衡作用，基态光孤子的传输没有显著变化，其传输与其说波包，不如说更象粒子的传输。两光孤子相互作用后，并不受到影响，此外，同相孤子相互吸引，反相孤子相互排斥。当两个典型的同相孤子，间隔时间为T，相互作用后其间隔时间随传输周期性变化，并可由下式给出：

?sinhLcoll?LDTTcoshT02T0

TT?sinhT0T0其中，LD是色散长度，T0为脉冲宽度，在40Gb/s系统中，Sech Pulse的脉宽为0.5Bit，则

T0=7.0902ps 则色散长度为：

7.09022LD???2.5135km

|?2|20当我们选择75ps的间隔时间后，可以得到碰撞长度Lcoll约为782km。

8.2.3 模型设计布局图

为了验证原理简介中的结论，可通过图8.1的光孤子相互作用的模型布局图进行模拟分析。

T02

图8.1 两个反相光孤子之间的相互作用的设计布局图

而图8.2为该设计的全局参数：

图8.2 反相光孤子相互作用的参数设定